本書是《電路原理》(江輯光主編,清華大學出版社,1996)的修訂版,內(nèi)容符合教育部高等學校電子信息與信息學科教學指導委員會基礎課程教學指導分委員會2004年頒布的“電路理論基礎”和“電路分析基礎”的教學基本要求。
全書共分20章,包括電路元件和電路定律、簡單電阻電路的分析方法、線性電阻電路的一般分析方法、電路定理、含運算放大器的電路、電路的頻率特性、三相電路、周期性激勵下電路的穩(wěn)態(tài)響應、傅里葉變換和拉普拉斯變換、二端口(網(wǎng)絡)、網(wǎng)絡圖論基礎、狀態(tài)變量法、非線性電路簡介和分布參數(shù)電路。另有磁路和含鐵芯的線圈、復數(shù)復習、PSpice電路仿真簡介和電路原理中英文專業(yè)詞匯對照表四個附錄。本書末附有大部分習題和參考答案。
本書可作為電子與電氣信息類專業(yè)電路課程的教材使用,也可供有關科技人員參考。
本書的初版于1996年5月出版,迄今已經(jīng)10年。從10年來使用此書的教學實踐效果以及編寫者多年的教學經(jīng)驗來看,這本教科書在論述上的科學性方面,在取材的深度和廣度,內(nèi)容的組織安排等方面,都能適應工科大學對基礎電路課程的要求,是一本合用的電路課程教科書。
電路原理作為工科大學生學習電工技術的一門技術基礎課程,它的核心內(nèi)容雖是相對較穩(wěn)定,但科學技術尤其是當前信息化技術的迅速發(fā)展,大學工科電工類專業(yè)的教學改革的深入,要求電路課程能更好地適應這一形勢,電路原理教科書需要有新的充實與提高。本書的修訂就是考慮到這個需求而進行的。以下就修訂的具體內(nèi)容作一簡要的說明。
《電路原理》(第二版)(以下簡稱修訂本)是在同名書初版的基礎上經(jīng)過修訂、編寫而完成的,它繼續(xù)著重于電路理論的基本現(xiàn)象、概念、定律和定理的論述和應用,在知識點的講述上做了某些調整,例如將階躍響應、沖激響應和卷積積分及其應用單設一章,并在內(nèi)容上加以充實,以適應以后應用的需要。考慮到與后續(xù)課程和新技術應用相銜接,在修訂本中增添或引入了某些有關的內(nèi)容:如將運算放大器的電路單設一章,并在教材中多處應用;以濾波器為結合點,講述電路的頻率特性等。采取這樣的選擇,是希望能使讀者從基本電路理論的角度認識、理解這些內(nèi)容,無意以之替代后續(xù)課程中關于這些內(nèi)容的論述。
在修訂此教材時,適當?shù)卦黾恿艘恍├},同時還增加了一些有實際意義的習題。例題和習題都著重于基本概念和分析方法的應用。
這一修訂本中,包含有電類多個專業(yè)需要的電路課內(nèi)容,不同專業(yè)的使用者,對一些章節(jié)可以有不同的選擇。 在修訂本中,引入了用PSpice進行軟件計算機輔助電路分析的內(nèi)容,作為附錄置于書末。這里對用PSpice軟件進行電路的典型問題的仿真計算方法作了介紹,給出了應用的例題并附有練習題。配合課程的進行采用這一內(nèi)容,可以增進、啟發(fā)讀者應用計算機分析電路問題的能力。這一部分內(nèi)容是書中的一個獨立部分,如果不選用它而另作安排,并不致于對使用此書帶來任何不便。
在這一修訂本中,對初版的《電路原理》,還在有些章節(jié)上作了刪改,如用波特圖表示電路的頻率特性,電路問題中的非線性方程、常微分方程的數(shù)值求解方法等,這些內(nèi)容在有關的專門課程中都有更詳細的講述。
參加本書修訂和編寫工作的有江緝光、劉秀成、陸文娟和王樹民。江緝光、劉秀成擔任全書的主編工作。
限于編寫者的水平,此次完成的修訂本仍恐難免有缺點、錯誤,歡迎讀者提出批評和意見。
編者
2006年9月
[1]第1章電路元件和電路定律<<< 1
1.1電路和電路模型<<<2
1.2電流、電壓、電動勢及其參考方向<<<3
1.3電路元件的功率<<<5
1.4電阻元件<<<6
1.5電源元件<<<7
1.6基爾霍夫定律<<<9
1.7受控電源<<<13
習題<<<15
第2章簡單電阻電路的分析方法<<< 18
2.1串聯(lián)電阻電路<<<19
2.2并聯(lián)電阻電路<<<20
23星形聯(lián)接與三角形聯(lián)接的電阻的等效變換(△變換)<<<23
24理想電源的串聯(lián)和并聯(lián)<<<26
25電壓電源與電流電源的等效轉換<<<28
26兩個電阻電路的例子<<<31
習題<<<32
第3章線性電阻電路的一般分析方法<<< 35
31支路電流法<<<36
32回路電流法<<<39
33節(jié)點電壓法<<<43
習題<<<47
第4章電路的若干定理<<< 51
41疊加定理<<<52
42替代定理<<<57
43戴維南定理和諾頓定理<<<59
44特勒根定理<<<64
45互易定理<<<67
46對偶電路與對偶原理<<<70
習題<<<74
[1][1]第5章含運算放大器的電阻電路<<< 79
51運算放大器和它的靜態(tài)特性<<<80
52含運算放大器的電阻電路分析<<<82
習題<<<85
第6章電容元件和電感元件<<< 88
61電容元件<<<89
62電容的串聯(lián)與并聯(lián)電路<<<92
63電感元件<<<93
64電感的串聯(lián)與并聯(lián)電路<<<96
習題<<<98
第7章一階電路<<< 100
71動態(tài)電路概述<<<101
72電路中起始條件的確定<<<102
73一階電路的零輸入響應<<<104
74一階電路的零狀態(tài)響應<<<108
75一階電路的全響應<<<114
76求解一階電路的三要素法<<<118
77脈沖序列作用下的RC電路<<<121
習題<<<123
第8章二階電路<<< 128
8.1線性二階電路的微分方程及其標準形式<<<129
8.2二階電路的零輸入響應<<<130
8.3二階電路的零狀態(tài)響應和全響應<<<137
8.4一個線性含受控源電路的分析<<<141
習題<<<143
第9章階躍響應、沖激響應和卷積積分的應用<<< 147
9.1階躍函數(shù)和沖激函數(shù)<<<148
9.2階躍響應<<<151
9.3沖激響應<<<157
9.4電路在任意激勵作用下的零狀態(tài)響應——卷積積分<<<163
9.5電容電壓和電感電流的躍變<<<166
習題<<<169
第10章正弦電流電路的穩(wěn)態(tài)分析<<< 172
10.1正弦量的基本概念<<<173
102周期性電流、電壓的有效值<<<175
103正弦電壓(流)激勵下電路的穩(wěn)態(tài)響應<<<176
104正弦量的相量表示<<<176
105電阻、電感和電容元件上電壓與電流的相量關系<<<180
106基爾霍夫定律的相量形式和電路的相量模型<<<185
107阻抗、導納及其等效轉換<<<187
108用相量法分析電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應<<<193
109正弦電流電路中的功率<<<198
1010復功率<<<201
1011最大功率傳輸定理<<<206
習題<<<207
第11章含有互感元件的電路<<< 212
111互感和互感電壓<<<213
112互感線圈的串聯(lián)和并聯(lián)<<<218
113有互感的電路的計算<<<220
114全耦合變壓器和理想變壓器<<<223
115變壓器的電路模型<<<226
習題<<<227
第12章電路的頻率響應<<< 231
121串聯(lián)電路的諧振<<<232
122并聯(lián)電路的諧振<<<238
123串并聯(lián)電路的諧振<<<243
124復頻率和相量法的拓廣<<<245
125網(wǎng)絡函數(shù)<<<249
126網(wǎng)絡函數(shù)的頻率響應<<<251
127阻抗和頻率的歸一化<<<253
12.8濾波器的概念<<<257
12.9無源濾波器<<<258
12.10有源濾波器<<<264
習題<<<270
第13章三相電路<<< 274
131三相電源<<<275
132對稱三相電路<<<278
133不對稱三相電路示例<<<286
13.4三相電路的功率<<<289
習題<<<292
第14章周期性激勵下電路的穩(wěn)態(tài)響應<<< 296
14.1周期性非正弦激勵<<<297
14.2周期性時間函數(shù)的諧波分析——傅里葉級數(shù)<<<297
14.3周期性激勵下電路的穩(wěn)態(tài)響應——諧波分析法<<<301
14.4周期電壓、電流的有效值和平均值<<<305
14.5周期電流電路中的功率<<<307
14.6周期性激勵下的三相電路<<<310
習題<<<315
第15章傅里葉變換和拉普拉斯變換<<< 318
15.1傅里葉級數(shù)的指數(shù)形式<<<319
152非周期性時間函數(shù)的諧波分析——傅里葉積分變換<<<322
15.3傅里葉變換在電路分析中的應用<<<325
15.4拉普拉斯變換<<<327
15.5一些常用函數(shù)的拉普拉斯變換<<<328
15.6拉普拉斯變換的基本性質<<<330
15.7拉普拉斯反變換<<<336
15.8復頻域中的電路定律、電路元件與模型<<<340
15.9用拉普拉斯變換法分析電路<<<342
15.10網(wǎng)絡函數(shù)<<<346
15.11網(wǎng)絡函數(shù)的極點分布與電路沖激響應的關系<<<348
15.12卷積定理<<<349
習題<<<351
第16章二端口(網(wǎng)絡)<<< 355
16.1二端口概述<<<356
16.2二端口的參數(shù)和方程<<<357
16.3二端口的等效電路<<<367
16.4二端口的聯(lián)接<<<371
16.5二端口的特性阻抗和傳播常數(shù)<<<377
16.6二端口的轉移函數(shù)<<<380
16.7回轉器與負阻抗變換器<<<382
習題<<<386
第17章網(wǎng)絡圖論基礎<<< 389
17.1網(wǎng)絡的圖<<<390
17.2圖的矩陣表示和KCL,KVL方程的矩陣形式<<<392
17.3典型支路和支路約束的矩陣形式<<<400
17.4節(jié)點法<<<405
17.5含受控源電路的節(jié)點分析<<<409
17.6割集法<<<412
17.7回路法<<<415
17.8改進節(jié)點法<<<417
17.9表格法<<<419
習題<<<421
第18章狀態(tài)變量法<<< 424
18.1狀態(tài)變量和狀態(tài)方程<<<425
18.2狀態(tài)方程的列寫方法<<<427
18.3狀態(tài)方程的時域解析解法<<<435
18.4狀態(tài)方程的拉普拉斯變換法求解<<<443
習題<<<445
第19章非線性電路簡介<<< 447
19.1非線性電阻的特性<<<448
19.2非線性電容元件<<<449
19.3非線性電感元件<<<450
19.4非線性電阻電路的方程<<<452
19.5僅含一個非線性電阻的電路<<<453
19.6非線性電阻電路方程解答的存在性與唯一性<<<454
19.7非線性電阻電路方程的數(shù)值求解方法——牛頓法<<<456
19.8小信號分析法<<<458
19.9二階非線性電路的狀態(tài)方程<<<460
19.10非線性動態(tài)電路方程的數(shù)值求解方法<<<462
19.11相平面<<<463
19.12非線性電路方程的線性化<<<469
19.13平衡點的穩(wěn)定性的概念<<<470
19.14一個非線性振蕩電路<<<475
19.15范德坡方程的近似解<<<477
習題<<<480
第20章分布參數(shù)電路<<< 484
20.1問題的提出<<<485
20.2均勻傳輸線方程<<<485
20.3無損傳輸線方程的通解<<<487
20.4終端開路的無損傳輸線接至恒定電壓源<<<490
20.5無損傳輸線上波的反射和透射<<<492
20.6接入電阻負載時傳輸線上的波過程<<<494
20.7終端接電阻的無損傳輸線上波的多次反射過程<<<496
20.8終端接電容的無損傳輸線上的波過程<<<498
20.9均勻傳輸線方程的正弦穩(wěn)態(tài)解<<<500
20.10均勻傳輸線上的行波<<<501
20.11均勻傳輸線方程的雙曲函數(shù)解<<<503
20.12傳播常數(shù)與特性阻抗<<<506
20.13傳輸線上波的反射系數(shù)<<<508
20.14終端接特性阻抗的傳輸線<<<509
20.15不同負載條件下的傳輸線<<<510
20.16無損傳輸線上的駐波現(xiàn)象<<<514
20.17均勻傳輸線的等效網(wǎng)絡<<<518
習題<<<519
附錄A磁路和含鐵芯的線圈<<< 522
A.1磁路概述<<<522
A.2磁場與磁場定律<<<523
A.3鐵磁物質的磁化特性<<<525
A.4磁路定理<<<528
A.5恒定磁通的磁路計算<<<531
A.6鐵芯中的功率損失<<<536
A.7鐵芯線圈中電流、磁通與電壓的波形<<<537
A.8交流電路中鐵芯線圈的電路模型<<<539
習題<<<541
附錄B復數(shù)復習<<< 543
附錄CPSpice電路仿真簡介<<< 546C.1OrCAD/PSpice 9.1基本功能簡介<<<547
C.2OrCAD/PSpice 9.1電路仿真的步驟<<<548
C.3直流分析<<<557
C.4交流穩(wěn)態(tài)分析<<<561
C.5瞬態(tài)分析<<<567
習題<<<572
附錄D電路原理中英文專業(yè)詞匯對照表<<< 575
習題參考答案<<< 581
參考文獻<<< 601