“電路”課程是自動化、電子信息工程等電氣類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是通過本課程的學(xué)習(xí),掌握電路的基本理論、電路分析的基本方法和進行實驗的初步技能,為后續(xù)的課程準備必要的電路知識。
《高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材:電路基礎(chǔ)》共分14章,主要內(nèi)容有:電路模型及電路定律、電阻電路的等效變換、電阻電路的一般分析方法、電路定理、相量法基礎(chǔ)、正弦交流電路的分析、耦合電感與理想變壓器、頻率響應(yīng)及信號的頻譜、二端口網(wǎng)絡(luò)、線性動態(tài)電路的時域分析、線性動態(tài)電路的復(fù)頻域分析、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)、大規(guī)模電路分析方法基礎(chǔ)、非線性電阻電路。
《高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材:電路基礎(chǔ)》可供高等學(xué)校電子與電氣信息類專業(yè)師生作為電路課程的教材使用,也可供有關(guān)科技人員參考。
注意各部分內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系和融會貫通,前后章節(jié)內(nèi)容相呼應(yīng)。 注重發(fā)揮電路分析方法理論嚴密、邏輯性強的特點,以便培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力。 逐步深入闡述電路理論的基本概念、基本規(guī)律和基本方法,力求符合學(xué)生的認知規(guī)律,便于教學(xué)的實施。
電子、自動化、測量、計算機等學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)研究均建立在電路理論基礎(chǔ)上。電路理論主要研究電路分析、綜合和設(shè)計的基本規(guī)律,它與數(shù)學(xué)、物理和拓撲學(xué)相結(jié)合形成了工程方法,即電路分析方法。“電路”課程的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)基本的電路理論和電路分析方法。本書圍繞本科人才培養(yǎng)目標,注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力和知識應(yīng)用能力培養(yǎng),盡可能將理論學(xué)習(xí)與應(yīng)用相結(jié)合,力求成為一本在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中具有一定特色的本科教材。為保證電路分析的基礎(chǔ)性,又要適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,本書對于傳統(tǒng)內(nèi)容的繼承與創(chuàng)新進行了謹慎的處理;并在保持電路理論的基本體系下,試圖處理好其與相鄰學(xué)科的關(guān)系,力求點到為止;在理論闡述上,本書注重理論與實際融會貫通,力求注入工程意識。編者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗,并在吸取國內(nèi)外同類教材精華的基礎(chǔ)上,編寫了本書。
編寫本書的基本指導(dǎo)思想體現(xiàn)在以下幾方面。
(1) 設(shè)計新的內(nèi)容框架、結(jié)構(gòu)。本書知識內(nèi)容安排遵循由淺到深、循序漸進的原則,基本思路是:先直流,后交流;先穩(wěn)態(tài),后動態(tài);先線性,后非線性等。逐步深入闡述電路理論的基本概念、基本規(guī)律和基本方法,力求符合人的認識規(guī)律,便于教學(xué)實施。
(2) 強調(diào)掌握、理解基本概念、基本規(guī)律和基本方法。本書注重電路基本概念、理論和分析方法的闡述,注意物理、數(shù)學(xué)知識為電路分析基礎(chǔ)及應(yīng)用。直流電路分析部分強調(diào)線性代數(shù)為數(shù)學(xué)基礎(chǔ);正弦穩(wěn)態(tài)電路分析部分強調(diào)復(fù)數(shù)運算為數(shù)學(xué)基礎(chǔ);動態(tài)電路分析部分強調(diào)微分方程和拉普拉斯變換求解為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)等。
(3) 注重發(fā)揮電路分析方法理論嚴密、邏輯性強的特點,培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力。本書安排較多的例題,通過例題的分析與求解,力求培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力、邏輯能力、綜合能力及知識應(yīng)用能力,注意一題多解,訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維能力。
(4) 注意各部分知識內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系和融會貫通,前后章節(jié)內(nèi)容相呼應(yīng)。本書強調(diào)以電路元件的電壓電流關(guān)系(VCR)和基爾霍夫定律(KCL、KVL)兩類約束關(guān)系為主線,貫穿全書各章節(jié),內(nèi)容通俗易懂。
(5) 保證基礎(chǔ),兼顧深度。本書作為本科教學(xué)使用,可根據(jù)專業(yè)特點和培養(yǎng)目標取舍內(nèi)容,全書建議安排90~100教學(xué)學(xué)時較為適宜。如果作為學(xué)習(xí)電路分析基礎(chǔ)的教材使用,則可選擇第1章至第10章(一階電路部分)為教學(xué)內(nèi)容,建議安排60~70教學(xué)學(xué)時。
本書由蔡啟仲教授任主編并負責(zé)全書的統(tǒng)稿,梁奇峰、崔雪英、徐劍琴任副主編。具體編寫分工如下:李曉軍(廣西科技大學(xué))編寫第1章和附錄B,徐劍琴(廣西科技大學(xué))編寫第2、5、6、10章,梁奇峰(廣西科技大學(xué))編寫第3、7、11、14章和附錄A,崔雪英(安徽銅陵學(xué)院)編寫第4、9章,游青松(安徽銅陵學(xué)院)編寫第8章,鮑尚東(安徽銅陵學(xué)院)編寫第12、13章。
由于時間倉促以及作者水平有限,書中難免有不當或錯誤之處,敬請廣大讀者批評指正。
編 者
第1章 電路模型及電路定律
1.1 電路及電路模型
1.1.1 電路的作用
1.1.2 電氣圖及電路模型
1.1.3 集總元件與集總假設(shè)
1.2 電路變量
1.2.1 電流
1.2.2 電壓
1.2.3 參考方向
1.2.4 電功率
1.3 電路元件
1.3.1 電阻元件
1.3.2 電容元件
1.3.3 電感元件
1.3.4 獨立電壓源
1.3.5 獨立電流源
1.3.6 受控源
1.4 基爾霍夫定律
1.4.1 KCL定律
1.4.2 KVL定律
1.4.3 電路中KCL、KVL方程的獨立性
1.5 電路中電位的計算
1.5.1 電位
1.5.2 簡化電路
1.5.3 簡化電路的分析方法
本章小結(jié)
習(xí)題
第2章 電阻電路的等效變換
2.1 概述
2.2 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
2.2.1 電阻的串聯(lián)及分壓公式
2.2.2 電阻的并聯(lián)及分流公式
2.2.3 電阻的串并聯(lián)
2.3 電阻的Y連接和△連接的等效變換
2.4 電源的等效變換
2.4.1 電源的串并聯(lián)
2.4.2 兩種電源模型的等效變換
2.5 輸入電阻和等效電阻
2.5.1 誼端口(二端)網(wǎng)絡(luò)
2.5.2 輸入電阻
本章小結(jié)
習(xí)題
第3章 電阻電路的一般分析方法
3.1 電路中的基本概念
3.2 26法與16法
3.2.1 支路法(2b法)簡介
3.2.2 支路電流法
3.3 網(wǎng)孔電流法與回路電流法
3.3.1 網(wǎng)孔電流法
3.3.2 回路電流法
3.4 節(jié)點電壓法
本章小結(jié)
習(xí)題
第4章 電路定理
4.1 疊加定理
4.1.1 定理內(nèi)容
4.1.2 關(guān)于定理的說明
4.1.3 線性電路的齊次性與可加性
4.2 替代定理
4.2.1 定理內(nèi)容
4.2.2 關(guān)于定理的說明
4.3 戴維南定理和諾頓定理
4.3.1 戴維南定理
4.3.2 諾頓定理
4.3.3 關(guān)于這兩個定理的說明
4.3.4 最大功率傳輸定理
4.4 特勒根定理
4.4.1 特勒根功率定理
4.4.2 特勒根擬功率定理
4.5 互易定理
4.5.1 定理的形式一
4.5.2 定理的形式二
4.5.3 定理的形式三
4.6 對偶定理
本章小結(jié)
習(xí)題
第5章 相量法基礎(chǔ)
5.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
5.1.1 復(fù)數(shù)基礎(chǔ)
5.1.2 正弦量
5.2 相量法的基本思想
5.2.1 正弦量的相量表示
5.2.2 正弦量的計算
5.3 電路定律的相量形式
本章小結(jié)
習(xí)題
第6章 正弦交流電路的分析
6.1 阻抗和導(dǎo)納
6.1.1 阻抗(導(dǎo)納)的定義
6.1.2 阻抗(導(dǎo)納)的串聯(lián)和并聯(lián)
6.2 正弦交流電路的分析
6.3 正弦交流電路的功率分析
6.3.1 瞬時功率
6.3.2 平均功率、視在功率與功率因數(shù)
6.3.3 無功功率
6.3.4 復(fù)功率
6.3.5 正弦電流電路的最大功率傳輸
6.4 三相電路
6.4.1 三相電源及三相電路的基本概念
6.4.2 三相電路的分析
6.4.3 三相電路的功率
本章小結(jié)
習(xí)題
第7章 耦合電感與理想變壓器
7.1 互感
7.2 含有耦合電感電路的分析
7.2.1 直接列寫方程法
7.2.2 去耦等效法
7.3 空心變壓器和理想變壓器
7.3.1 空心變壓器
7.3.2 理想變壓器
本章小結(jié)
習(xí)題
第8章 頻率響應(yīng)及信號的頻譜
8.1 諧振
8.1.1 RLC串聯(lián)諧振
8.1.2 RLC并聯(lián)諧振
8.2 頻率特性
8.2.1 幅頻特性與幅頻特性曲線
8.2.2 相頻特性與相頻特性曲線
8.2.3 通頻帶
8.2.4 濾波器
8.3 非正弦周期信號電路與頻譜
8.3.1 正弦穩(wěn)態(tài)的疊加
8.3.2 非正弦周期函數(shù)的傅里葉分解與信號的頻譜
8.3.3 非正弦周期函數(shù)的有效值與平均功率
8.3.4 頻譜
本章小結(jié)
習(xí)題
第9章 二端口網(wǎng)絡(luò)
9.1 概述
9.1.1 N端網(wǎng)絡(luò)與N端口網(wǎng)絡(luò)
9.1.2 研究對象的特性
9.1.3 二端口網(wǎng)絡(luò)的變量與方程
9.2 二端口參數(shù)及方程
……
第10章 線性動態(tài)電路的時域分析
第11章 線性動態(tài)電路的復(fù)頻域分析
第12章 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)
第13章 大規(guī)模電路分析方法基礎(chǔ)
第14章 非線性電阻電路
附錄A 均勻傳輸線
附錄B 電路分析軟件Multisim簡介
參考文獻