本書根據(jù)實際教學要求,采用階梯方式對電路基本知識進行編寫,共分8 章,內(nèi)容包括:電路的基本概念和基本定律、線性電路的基本分析方法、正弦交流電路、互感電路、三相電路、非正弦周期電流電路、動態(tài)電路以及二端口網(wǎng)絡。為了便于讀者學習,本書在部分章節(jié)配有視頻二維碼,讀者可以掃碼觀看。此外,各章習題后也附有習題答案二維碼,可掃碼查看答案詳解。
本書適合作為普通高等院校電氣、電子、通信技術、自動化、機電、計算機等電類相關專業(yè)的電路課程教材或教學參考書,也適用于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院的教學,還可作為從事電類相關工作的工程技術人員的自學用書。
本書遵循教指委相關指導文件和高等院校學生學習規(guī)律編寫而成。踐行四新理念,融入思政元素,注重理論與實踐相結合。
電路課程是理工科電類專業(yè)必修的專業(yè)基礎課之一。之所以將其稱為專業(yè)基礎課,是因為它兼顧了基礎和專業(yè)的雙重身份,是學生從基礎課程向?qū)I(yè)課程過渡的第一門工程類基礎課程。電路課程要求學生具有一定的數(shù)學和物理基礎,通過分析電路中的電磁現(xiàn)象、研究電路的基本規(guī)律,為后續(xù)的專業(yè)課程學習提供電路理論基礎知識及電路分析方法。對于剛剛接觸本課程的學生來說,在學習和應用電路基礎知識及其相關分析方法時,會感覺步履艱難。本書本著循序漸進的原則,以解決學生心中疑惑為目的,以培養(yǎng)適應當代社會發(fā)展需要的多樣化人才為目標,依據(jù)電路課程的教學大綱對電路課程的教材進行編寫。本書具有以下特點:
(1)采用知識點模塊化的階梯分層方式編寫。學習目標明確,實現(xiàn)靶向?qū)W習。適當添加與電路相關的數(shù)學和物理知識的講解及推導過程,以避免在學習過程中產(chǎn)生概念模糊、理解困難的問題。
(2)力求夯實理論基礎,提高分析問題和解決問題的能力。由于電路課程的基本概念、基本公式較多,所以,本書按照認知的基本規(guī)律,通過例題的方式引出電路的基本概念、基本原理及基本的分析方法,并在每一個知識點之后配以相應的例題,強化對所學內(nèi)容的理解。本書由淺入深、過程詳盡、語言簡潔、主次分明,使閱讀和理解過程更加流暢,讓學生在有限的時間內(nèi)能夠得到最大的收獲。
(3)考慮了系統(tǒng)思維特征,強調(diào)在思考和解決問題時,把事物放在普遍聯(lián)系的系統(tǒng)中來認識,避免在學習電路時進入“只見樹木,不見森林”的學習誤區(qū)。通過例題,學生在學習過程中能夠通曉前后知識點之間的相互聯(lián)系,并自主構建自己的知識體系,從而形成靈活處理問題的思維方式。
書由張濤、張銳、單薏負責全書寫作大綱的擬定和主要的編寫工作。具體編寫分工如下:第1、2章由單薏、陳才、陳雯、趙立萍編寫;第3~5章由張濤編寫;第6~8章由張銳編寫。
本書具備鮮明的整體性、關聯(lián)性和層次結構性。由于編者水平有限,書中不當之處在所難免,敬請讀者不吝賜教,以便今后修訂提高,在此深表謝意。
編者
高等院校教師
目錄
前言
第1章電路的基本概念和基本定律
1.1電路模型
1.1.1電路的組成和作用
1.1.2電路模型
1.1.3電路的分類
1.1.4如何學習電路課程
1.1.5單位和詞頭
1.2主要物理量及其參考方向
1.2.1電流及其參考方向
1.2.2電壓及其參考方向
1.2.3電動勢
1.2.4關聯(lián)參考方向和非關聯(lián)參考方向
1.2.5電能和電功率
1.3基爾霍夫定律
1.3.1電路名詞
1.3.2基爾霍夫電流定律
1.3.3基爾霍夫電壓定律
1.4電路基本元件
1.4.1電阻元件
1.4.2電源元件
1.4.3電感元件
1.4.4電容元件
習題
第2章線性電路的基本分析方法
2.1電阻的等效變換
2.1.1等效的概念
2.1.2電阻串聯(lián)的等效電路
2.1.3電阻并聯(lián)的等效電路
2.1.4電阻串并聯(lián)電路的等效變換
2.1.5電阻星形聯(lián)結和三角形聯(lián)結的等效變換
2.2電源的等效變換
2.2.1理想電壓源串聯(lián)和并聯(lián)的等效電路
2.2.2理想電流源串聯(lián)和并聯(lián)的等效電路
2.2.3兩種實際電源之間的等效變換
2.2.4有伴受控源之間的等效變換
2.2.5無獨立源一端口網(wǎng)絡的輸入電阻
2.3電容、電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效變換
2.3.1電容的串聯(lián)和并聯(lián)等效電路
2.3.2電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效電路
2.42b法和支路電流法
2.4.12b法
2.4.2支路電流法的基本方程
2.4.3含無伴電流源支路的支路電流方程
2.4.4含受控源支路時支路電流方程的列寫
2.5回路電流法
2.5.1回路電流法的基本方程
2.5.2含無伴電流源支路的回路電流方程
2.5.3含受控源支路的回路電流方程
2.6節(jié)點電壓法
2.6.1節(jié)點電壓法的基本方程
2.6.2含電壓源支路時節(jié)點電壓方程的列寫
2.6.3含受控源支路時節(jié)點電壓方程的列寫
2.7電路定理
2.7.1齊性定理和疊加定理
2.7.2替代定理
2.7.3戴維南定理和諾頓定理
2.7.4最大功率傳輸定理
習題
第3章正弦交流電路
3.1正弦量
3.1.1正弦量的基本概念
3.1.2復數(shù)
3.1.3正弦量的相量表示
3.1.4微分和積分的相量
3.2基爾霍夫定律和元件伏安關系的相量形式
3.2.1基爾霍夫定律的相量形式
3.2.2電阻元件伏安關系的相量形式
3.2.3電感元件伏安關系的相量形式
3.2.4電容元件伏安關系的相量形式
3.3復數(shù)阻抗及復數(shù)導納
3.3.1RLC串聯(lián)電路及其復數(shù)阻抗
3.3.2GCL并聯(lián)電路及其復數(shù)導納
3.3.3復數(shù)阻抗的串聯(lián)
3.3.4復數(shù)導納的并聯(lián)
3.4正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析
3.5正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率
3.5.1電阻的功率
3.5.2電感的功率
3.5.3電容的功率
3.5.4無獨立源一端口網(wǎng)絡的功率
3.5.5功率因數(shù)的提高
3.5.6最大功率傳輸
3.6諧振電路
3.6.1串聯(lián)諧振電路
3.6.2并聯(lián)諧振電路
3.6.3工程并聯(lián)諧振電路
3.6.4串并聯(lián)諧振電路
習題
第4章互感電路
4.1互感的基本概念
4.2含互感元件的去耦等效電路
4.2.1互感元件的串聯(lián)
4.2.2互感元件的并聯(lián)
4.2.3互感元件的三端連接
4.3空心變壓器和理想變壓器
4.3.1空心變壓器
4.3.2理想變壓器
習題
第5章三相電路
5.1三相電源和三相負載
5.1.1對稱三相電源
5.1.2對稱三相負載
5.2三相電路的計算
5.2.1對稱三相電路的電壓和電流
5.2.2對稱三相電路的計算
5.2.3不對稱三相電路的計算
5.3三相電路的功率及其測量
5.3.1三相電路的功率
5.3.2三相功率的測量
習題
第6章非正弦周期電流電路
6.1周期函數(shù)分解為傅里葉級數(shù)
6.1.1傅里葉級數(shù)
6.1.2周期函數(shù)波形對稱性與傅里葉系數(shù)的關系
6.2非正弦周期電流電路的計算
6.2.1有效值
6.2.2平均值
6.2.3平均功率
6.2.4非正弦周期電流電路的計算方法
習題
第7章動態(tài)電路
7.1動態(tài)電路的基本概念和換路定則
7.1.1動態(tài)電路的基本概念
7.1.2換路定則
7.2一階電路的零輸入響應
7.2.1一階RC電路的零輸入響應
7.2.2一階RL電路的零輸入響應
7.3一階電路的零狀態(tài)響應
7.3.1一階RC電路在直流激勵作用下的零狀態(tài)響應
7.3.2一階RL電路在直流激勵作用下的零狀態(tài)響應
7.3.3一階RL電路在正弦激勵作用下的零狀態(tài)響應
7.4一階電路的全響應
7.5一階電路的階躍響應
7.5.1階躍函數(shù)及其作用
7.5.2階躍響應
7.6一階電路的沖激響應
7.6.1沖激函數(shù)及其性質(zhì)
7.6.2沖激響應
7.6.3單位沖激響應與單位階躍響應的關系
7.7拉普拉斯變換
7.7.1拉普拉斯正變換
7.7.2常用函數(shù)的拉普拉斯變換
7.7.3拉普拉斯變換的5個基本性質(zhì)
7.7.4拉普拉斯反變換的部分分式展開法
7.8線性電路的復頻域分析——運算法
7.8.1電路定律的運算形式
7.8.2電路元件伏安關系的運算形式
7.8.3運算法
7.9網(wǎng)絡函數(shù)
7.9.1網(wǎng)絡函數(shù)的定義
7.9.2網(wǎng)絡函數(shù)的分類
7.9.3網(wǎng)絡函數(shù)與沖激響應
7.9.4網(wǎng)絡函數(shù)的零點和極點
習題
第8章二端口網(wǎng)絡
8.1二端口網(wǎng)絡的參數(shù)及其方程
8.1.1導納參數(shù)及其方程
8.1.2阻抗參數(shù)及其方程
8.1.3傳輸參數(shù)及其方程
8.1.4混合參數(shù)及其方程
8.2二端口網(wǎng)絡的等效電路
8.2.1Y參數(shù)表示的Π形等效電路
8.2.2Z參數(shù)表示的T形等效電路
8.3具有端接的二端口網(wǎng)絡
8.4二端口網(wǎng)絡的連接
8.4.1級聯(lián)
8.4.2串聯(lián)
8.4.3并聯(lián)
8.5回轉(zhuǎn)器和負阻抗變換器
8.5.1回轉(zhuǎn)器
8.5.2負阻抗變換器
習題
參考文獻