《電路分析基礎(chǔ)》內(nèi)容是按照“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求編寫制定的。教材從理論上較為系統(tǒng)地闡述了電路的基本概念、基本定理和基本分析方法。全書共分12章,內(nèi)容包括:電路的基本概念和基本定律、電路的基本分析方法、單相正弦交流電路、相量分析法、諧振電路、互感耦合電路和變壓器、三相電路、電路的暫態(tài)分析、非正弦周期電流電路、二端口網(wǎng)絡(luò)、均勻傳輸線和拉普拉斯變換。從學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)上本書提出了相關(guān)的實踐教學(xué)內(nèi)容:包括與理論內(nèi)容相關(guān)的實驗指導(dǎo),還有注重學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)、應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)的電路實訓(xùn)項目,真正體現(xiàn)了“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)的教學(xué)模式。本書各章均配有與基本內(nèi)容密切相關(guān)的例題和習(xí)題,配套資源有教學(xué)大綱、高品質(zhì)的教學(xué)課件、章后習(xí)題詳解、節(jié)后思考題解答、試題庫等。
“電路分析基礎(chǔ)”是高等工科院校電類各專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。也是電類學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分。在人才培養(yǎng)中起著十分重要的作用。具有較強的實踐性。通過對“電路分析基礎(chǔ)”的學(xué)習(xí)。學(xué)生可以掌握電類技術(shù)人員必須具備的電路基本原理、基本概念以及電路基本分析方法。初步掌握各種常用電工儀器、儀表的使用及簡單的電工測量方法。為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。同時。通過本課程的學(xué)習(xí)。能夠提高自身理論聯(lián)系實際的能力。本書圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。立足于“加強基礎(chǔ)。注重應(yīng)用。精選內(nèi)容。貼近實際”
的原則。注意到對先修課程及后續(xù)課程的合理分工與銜接、配合問題。同時兼顧對學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)。采用科學(xué)的方法對廣泛而復(fù)雜的課程內(nèi)容進行了合理的整合。在闡述課程中諸多重要知識點及重要概念時。逐字逐句進行推敲。力求做到文字方面的通俗易懂。同時就各個知識點及概念定律。精心選編了相關(guān)的例題與習(xí)題。以達到對學(xué)生的學(xué)習(xí)真正起到引路作用。同時。本書加入了實驗教學(xué)指導(dǎo)項目。真正把立足點移到了工程實際應(yīng)用上。做到既為學(xué)生后續(xù)課程服務(wù)。又能直接服務(wù)于工程技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。具有很強的實踐性。另外。為了給教師和學(xué)生提供教學(xué)和學(xué)習(xí)上的方便。我們對教材進行了立體化建設(shè)。除了紙質(zhì)主教材外。還制作了品質(zhì)較高、操作性較強的教學(xué)課件。提供與教材相配套的教學(xué)大綱、試題庫、章后習(xí)題詳細(xì)解析、節(jié)后思考題解答等。全書共分12章。第1章和第2章是課程的理論基礎(chǔ)。建議課時為24學(xué)時。第3章、第4章建議為16學(xué)時。第5章建議為8學(xué)時。第6章建議為10學(xué)時。第7章建議為8學(xué)時。第8章建議為10學(xué)時。第9章建議為8學(xué)時。第10章建議為8學(xué)時。第11章建議為6課時。第12章建議為8課時(以上課時均包括實踐教學(xué)環(huán)節(jié)課時)。實驗課可以單獨設(shè)課時。建議全課程理論總學(xué)時數(shù)不低于86學(xué)時。也可根據(jù)各專業(yè)課時制定的不同選擇適合于本專業(yè)的教學(xué)模塊組合。但要求保證實際教學(xué)課時數(shù)不低于各模塊的建議學(xué)時數(shù)。以保證教學(xué)質(zhì)量。若按教材全部實踐教學(xué)環(huán)節(jié)實施。則總實驗、實訓(xùn)學(xué)時數(shù)建議不低于86學(xué)時。以保證學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。本書由曾令琴、鄭崇偉主編。曾令琴負(fù)責(zé)并完成了對教材內(nèi)容的全部審核工作。王磊、施肖菁擔(dān)任副主編。莊友誼、閆曾、原立格參加編寫。為了使本書日臻完善。敬請使用本書的教師和工程技術(shù)人員對書中存在的錯漏和不足之處。能及時給予批評指正。
編者
目 錄
前 言
第1 章 電路的基本概念和基本定律 1
1. 1 電路和電路模型 1
1. 1. 1 電路的組成及功能 1
1. 1. 2 電路模型 2
1. 2 電路分析的變量 4
1. 2. 1 電流及其參考方向 4
1. 2. 2 電壓及其參考方向 5
1. 2. 3 關(guān)聯(lián)參考方向 5
1. 2. 4 電位及其電路參考點 6
1. 2. 5 電功和電功率 6
1. 3 電路基本定律 8
1. 3. 1 歐姆定律(VAR) 8
1. 3. 2 幾個常用的電路名詞 9
1. 3. 3 基爾霍夫定律(KCL、KVL) 9
1. 4 獨立電源 12
1. 4. 1 理想電壓源 12
1. 4. 2 理想電流源 13
1. 4. 3 實際電源的兩種電路模型 13
1. 5 電路的等效變換 14
1. 5. 1 電阻之間的等效變換 14
1. 5. 2 電源之間的等效變換 16
1. 6 直流電路中的幾個問題 18
1. 6. 1 電路中各點電位的計算 18
1. 6. 2 電橋電路 19
1. 6. 3 負(fù)載獲得最大功率的條件 20
1. 6. 4 受控源 20
小結(jié) 22
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題一: 電路測量預(yù)備知識及能力的訓(xùn)練 22
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題二: 基爾霍夫定律的驗證實驗 29
習(xí)題 30
第2 章 電路的基本分析方法 33
2. 1 支路電流法 33
2. 2 網(wǎng)孔電流法 35
2. 3 節(jié)點分析法 37
2. 3. 1 節(jié)點電壓法 37
2. 3. 2 彌爾曼定理 39
2. 4 疊加定理 40
2. 5 戴維南定理 42
2. 6 互易定理 44
2. 6. 1 互易定理的第一種形式 44
2. 6. 2 互易定理的第二種形式 45
2. 6. 3 互易定理的第三種形式 45
小結(jié) 46
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題三: 疊加定理和戴維南定理的驗證 47
習(xí)題 48
第3 章 單相正弦交流電路 50
3. 1 正弦交流電路的基本概念 50
3. 1. 1 正弦量的三要素 50
3. 1. 2 相位差 53
3. 2 單一參數(shù)的正弦交流電路 54
3. 2. 1 電阻元件 54
3. 2. 2 電感元件 56
3. 2. 3 電容元件 59
小結(jié) 62
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題四: 家庭安全用電常識 63
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題五: 參觀電廠 64
習(xí)題 64
第4 章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量分析法 66
4. 1 復(fù)數(shù)及其運算 66
4. 1. 1 復(fù)數(shù)及其表示方法 66
4. 1. 2 復(fù)數(shù)運算法則 67
4. 2 相量和復(fù)阻抗 68
4. 2. 1 相量 68
4. 2. 2 復(fù)阻抗 68
4. 3 相量分析法 69
4. 3. 1。遥蹋 串聯(lián)電路的相量模型分析 69
4. 3. 2。遥蹋 并聯(lián)電路的相量模型分析 71
4. 3. 3 應(yīng)用實例 72
4. 4 復(fù)功率 77
4. 4. 1 正弦交流電路中的功率 77
4. 4. 2 復(fù)功率 78
4. 4. 3 功率因數(shù)的提高 79
小結(jié) 81
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題六: 三表法測量電路參數(shù)的實驗 82
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題七: 熒光燈電路的連接及功率因數(shù)的提高實驗 84
習(xí)題 87
第5 章 諧振電路 90
5. 1 串聯(lián)諧振 90
5. 1. 1。遥蹋 串聯(lián)電路的基本關(guān)系 90
5. 1. 2 串聯(lián)諧振的條件 91
Ⅴ
5. 1. 3 串聯(lián)諧振電路的基本特性 91
.5. 1. 4 串聯(lián)諧振回路的能量特性 92
5. 1. 5 串聯(lián)諧振電路的頻率特性 93
5. 2 并聯(lián)諧振 95
5. 2. 1 并聯(lián)諧振電路的諧振條件 96
5. 2. 2 并聯(lián)諧振電路的基本特性 96
5. 2. 3 并聯(lián)電路的頻率特性 97
5. 2. 4 并聯(lián)諧振電路的一般分析方法 98
5. 2. 5 電源內(nèi)阻對并聯(lián)諧振電路的影響 98
5. 3 正弦交流電路的最大功率傳輸 100
5. 4 諧振電路的應(yīng)用 101
小結(jié) 102
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題八: 串聯(lián)諧振的研究 102
習(xí)題 105
第6 章 互感耦合電路與變壓器 106
6. 1 互感的概念 106
6. 1. 1 互感現(xiàn)象 106
6. 1. 2 互感電壓 107
6. 1. 3 耦合系數(shù)和同名端 107
6. 2 互感電路的分析方法 108
6. 2. 1 互感線圈的串聯(lián) 108
6. 2. 2 互感線圈的并聯(lián) 109
6. 2. 3 互感線圈的T 形等效 110
6. 3 空心變壓器 111
6. 4 理想變壓器 112
6. 4. 1 理想變壓器的條件 113
6. 4. 2 理想變壓器的主要性能 113
6. 5 全耦合變壓器 114
6. 5. 1 全耦合變壓器的定義 114
6. 5. 2 全耦合變壓器的等效電路 115
6. 5. 3 全耦合變壓器的變換系數(shù) 115
小結(jié) 116
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題九: 變壓器參數(shù)測定及繞組極性判別實驗 117
習(xí)題 119
第7 章 三相電路 121
7. 1 三相交流電的基本概念 121
7. 2 三相電源的連接 123
7. 2. 1 三相電源的星形聯(lián)結(jié) 123
7. 2. 2 三相電源的三角形聯(lián)結(jié) 124
7. 3 三相負(fù)載的連接 125
7. 3. 1 三相負(fù)載的聯(lián)結(jié) 125
7. 3. 2 三相負(fù)載的聯(lián)結(jié) 130
7. 4 三相電路的功率 131
小結(jié) 133
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題十: 三相電路電壓、電流的測量 134
習(xí)題 136
第8 章 電路的暫態(tài)分析 138
8. 1 暫態(tài)分析的基本概念和定律 138
8. 1. 1 基本概念 138
8. 1. 2 換路定律 139
8. 2 一階電路的暫態(tài)分析 141
8. 2. 1 一階電路的零輸入響應(yīng) 141
8. 2. 2 一階電路的零狀態(tài)響應(yīng) 143
8. 2. 3 一階電路的全響應(yīng) 145
8. 2. 4 一階電路暫態(tài)分析的三要素法 146
8. 3 一階電路的階躍響應(yīng) 148
8. 3. 1 單位階躍函數(shù) 148
8. 3. 2 單位階躍響應(yīng) 149
8. 4 二階電路的零輸入響應(yīng) 150
小結(jié) 152
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題十一: 一階電路響應(yīng)測試 153
習(xí)題 155
第9 章 非正弦周期電流電路 158
9. 1 非正弦周期信號 158
9. 1. 1 非正弦周期信號的產(chǎn)生 158
9. 1. 2 非正弦周期信號的分解 159
9. 2 諧波分析和頻譜 160
9. 2. 1 非正弦周期信號的傅里葉級數(shù)表達式 160
9. 2. 2 非正弦周期信號的頻譜 162
9. 2. 3 波形的對稱性與諧波成分的關(guān)系 162
9. 2. 4 波形的平滑性與諧波成分的關(guān)系 163
9. 3 非正弦周期信號的有效值、平均值和平均功率 164
9. 3. 1 非正弦周期量的有效值和平均值 164
9. 3. 2 非正弦周期量的平均功率 165
9. 4 非正弦周期信號作用下的線性電路分析 165
小結(jié) 168
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題十二: 非正弦周期電流電路研究 169
習(xí)題 171
第10 章 二端口網(wǎng)絡(luò) 173
10. 1 二端口網(wǎng)絡(luò)的一般概念 173
10. 2 二端口網(wǎng)絡(luò)的基本方程和參數(shù) 174
10. 2. 1 阻抗方程與Z 參數(shù) 174
10. 2. 2 導(dǎo)納方程與Y 參數(shù) 176
10. 2. 3 傳輸方程與A 參數(shù) 177
10. 2. 4 混合方程與h 參數(shù) 178
10. 2. 5 二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)之間的關(guān)系 178
10. 2. 6 實驗參數(shù) 179
10. 3 二端口網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗、輸出阻抗和傳輸函數(shù) 180
10. 4 線性二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路 183
10. 4. 1 無源線性二端口網(wǎng)絡(luò)的T 形等效電路 183
10. 4. 2 無源線性二端口網(wǎng)絡(luò)的Π 形等效電路 184
10. 4. 3 T 形網(wǎng)絡(luò)和Π 形網(wǎng)絡(luò)的等效變換 184
10. 4. 4 多個簡單二端口網(wǎng)絡(luò)的連接 185
10. 5 二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗和傳輸常數(shù) 186
10. 5. 1 二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗 186
10. 5. 2 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸常數(shù) 187
10. 6 二端口網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用簡介 188
10. 6. 1 相移器 188
10. 6. 2 衰減器 188
10. 6. 3 濾波器 188
小結(jié) 189
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題十三: 線性無源二端口網(wǎng)絡(luò)的研究 191
習(xí)題 193
第11 章 均勻傳輸線 195
11. 1 分布參數(shù)電路 195
11. 1. 1 分布參數(shù)電路的條件 195
11. 1. 2 分布參數(shù)電路的分析方法 195
11. 2 均勻傳輸線的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程式 196
11. 2. 1 均勻傳輸線的微分方程 196
11. 2. 2 均勻傳輸線方程的穩(wěn)態(tài)解 197
11. 3 均勻傳輸線上的波和傳播特性 198
11. 4 終端接有負(fù)載的傳輸線 200
11. 4. 1 反射系數(shù) 200
11. 4. 2 終端阻抗匹配的均勻傳輸線 200
11. 4. 3 終端阻抗不匹配的均勻傳輸線 201
小結(jié) 202
習(xí)題 203
第12 章 拉普拉斯變換 204
12. 1 拉普拉斯變換的定義 204
12. 2 拉普拉斯變換的基本性質(zhì) 206
12. 3 拉普拉斯反變換 208
12. 3. 1。疲 (s) =0 有n 個單根 209
12. 3. 2。疲 (s) =0 有共軛復(fù)根 210
12. 3. 3。疲 (s) =0 具有重根 210
12. 4 應(yīng)用拉氏變換分析線性電路 211
12. 4. 1 單一參數(shù)的運算電路 212
12. 4. 2 耦合電感的運算電路 213
12. 4. 3 拉氏變換在線性電路的應(yīng)用 214
小結(jié) 218
應(yīng)用能力培養(yǎng)課題十四: 常用元器件的識別、測試及焊接技術(shù)練習(xí) 219
習(xí)題 222
參考文獻 223