Teach Yourself Electricity and Electronics

Teach Yourself Electricity and Electronics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:McGraw-Hill/TAB Electronics
作者:Stan Gibilisco; Stan Gibilisco
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2001-08-24
价格:USD 34.95
装帧:Paperback
isbn号码:9780071377300
丛书系列:
图书标签:
  • electronics
  • [pdf]
  • McGraw-Hill
  • Electricity
  • Electronics
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具体描述

The quickest way to learn the hows and whys behind computing, communications, robotics, entertainment devices, and the force that makes them work~~Great for preparing for licensing exams, previous edi

电子工程与电路基础:从理论到实践的全面指南 本书旨在为初学者和希望巩固基础知识的技术爱好者提供一个全面、深入且实践性强的电子工程与电路理论入门指南。它系统地覆盖了电子学和电路分析领域的核心概念,从最基本的电学定律出发,逐步深入到复杂的半导体器件和系统应用。 本书的结构设计旨在实现理论知识与实际操作的无缝结合,确保读者不仅理解“是什么”,更能掌握“如何做”。我们深知,对于任何工程学科而言,动手能力和解决实际问题的能力是至关重要的。 第一部分:电学基础与基本电路定律 本部分将奠定坚实的电学基础,这是理解后续所有电子概念的前提。 第一章:电荷、电流与电压 电荷的本质与单位: 深入探讨物质中的电荷属性,介绍库仑定律及其在电场中的应用。 电流的形成与测量: 详细解析电流的物理意义,区分交流(AC)与直流(DC)电流,并介绍安培表的使用方法。 电压与电势差: 解释电压作为驱动力的作用,如何测量电势差,以及理解电位图的概念。 导电体、绝缘体与半导体: 初步分类材料的导电特性,为后续讨论晶体管打下基础。 第二章:电阻与欧姆定律 欧姆定律的精确阐述: 这是电路分析的基石。详细介绍电压、电流和电阻三者之间的数学关系,并提供大量实例以巩固理解。 电阻的物理特性: 探讨电阻的温度系数、公差和功率额定值。 电阻器的类型与应用: 区分固定电阻、可变电阻(如电位器、热敏电阻、光敏电阻)及其在电路中的具体功能。 串联与并联电路分析: 系统性地推导串联电阻和并联电阻的等效阻值计算方法,并分析其对电路特性的影响。 第三章:功率与能量 电功率的定义与计算: 引入焦耳定律,讲解功率公式 $P=VI=I^2R=V^2/R$,并强调功率在设备选择中的重要性。 能量的消耗与转换: 探讨电能在热能、光能和机械能之间的转换过程。 效率的概念: 分析实际电路中能量损耗的原因,并介绍如何计算电路的效率。 第四章:基尔霍夫定律与电路分析方法 基尔霍夫电流定律(KCL): 阐述节点电流守恒原理,用于分析复杂电路的节点电流分配。 基尔霍夫电压定律(KVL): 阐述回路电压降与电源电压平衡的原理,用于分析回路电压关系。 网孔分析法与节点电压法: 作为解决复杂多源电路的强大工具,本书将详细分解这两种系统的分析步骤,并辅以清晰的示例。 电源模型: 区分理想电压源、理想电流源,并引入实际电源模型(内阻的概念)。 第二部分:电容、电感与交流电路 本部分将引入电路分析中至关重要的动态元件——电容器和电感器,并扩展到时间变化的交流(AC)电路分析。 第五章:电容器与电场的存储 电容器的基本结构与原理: 解释电容器如何通过电场存储电荷,引入电容的定义 $C=Q/V$。 介电常数与击穿电压: 分析材料特性对电容值的影响,以及安全工作电压的重要性。 串联与并联电容的等效计算。 RC电路的瞬态响应: 详细分析电容器在直流激励下的充放电过程,引入时间常数 $ au = RC$ 的概念,并绘制和解释电压随时间变化的曲线。 第六章:电感器与磁场的相互作用 电感的物理基础: 解释电流产生的磁场,以及变化的磁场如何在线圈中产生反电动势(自感)。 自感与互感: 区分这两个核心概念,并介绍电感器的单位亨利(H)。 RL电路的瞬态响应: 分析电感器在直流激励下的通电和断电过程,引入时间常数 $ au = L/R$。 LC振荡电路的初步探讨: 简要介绍电容和电感相互作用产生的振荡现象。 第七章:正弦交流(AC)电路基础 正弦波的特性: 深入讲解正弦波的频率、周期、峰值、有效值(RMS)和相位角。 阻抗(Impedance)的概念: 引入复数表示法,定义电容的容抗 $X_C$ 和电感的感抗 $X_L$,并将电阻、容抗和感抗统一表示为复数阻抗 $Z$。 相量分析法: 利用相量(Phasor)技术简化交流电路的稳态分析,使之类似于直流电路的代数运算。 RLC串联与并联电路分析: 运用相量法分析稳态响应,重点讨论谐振现象(串联谐振与并联谐振)的条件和特性。 第八章:交流电路功率与三相系统 交流电路中的功率: 区分瞬时功率、平均功率(有功功率 P)、虚功率(无功功率 Q)和视在功率 S。 功率因数(Power Factor): 解释功率因数的重要性,并介绍功率因数校正的方法(如并联电容)。 单相与三相电源概述: 介绍三相系统的优势,简要分析星形(Y)和三角形($Delta$)连接的基本原理和电压电流关系。 第三部分:半导体器件与线性电子学 本部分开始进入电子设备的核心,重点关注二极管和晶体管的工作原理及基本应用。 第九章:半导体基础与二极管 半导体物理回顾: 简要回顾本征半导体、N型和P型掺杂的概念。 PN结的形成与特性: 详细解释PN结在无偏置、正向偏置和反向偏置下的电流-电压(I-V)特性曲线。 理想二极管模型与实际模型: 介绍如何使用简化模型进行快速分析,以及考虑导通电压(如0.7V)的精确模型。 二极管的应用电路: 深入讲解整流电路(半波、全波、桥式)、限幅电路和钳位电路的原理与设计。 稳压二极管(齐纳二极管): 探讨其反向击穿特性,并设计基础的稳压电路。 第十章:双极性结型晶体管(BJT) BJT的结构与工作模式: 区分NPN和PNP型,详细描述截止区、放大区和饱和区的物理状态。 晶体管的直流偏置电路设计: 重点讲解分压器偏置电路,确保晶体管稳定工作在放大区,分析 $Q$ 点(静态工作点)的确定过程。 小信号模型分析: 引入混合 $pi$ 模型或 $r_e$ 模型,用于分析晶体管作为交流信号放大器时的增益(电压增益 $A_v$ 和电流增益 $A_i$)。 共射极、共基极和共集电极放大器配置: 对比分析这三种基本配置的输入输出阻抗、电压增益和相位关系。 第十一章:场效应晶体管(FET) JFET与MOSFET结构: 解释场效应晶体管的工作原理,强调其高输入阻抗的特性。 MOSFET的工作模式: 分析增强型和耗尽型MOSFET的截止区、线性区(欧姆区)和饱和区。 MOSFET偏置与放大应用: 介绍自偏置和分压器偏置电路,并进行基本的交流小信号分析。 第十二章:运算放大器(Op-Amps)的基础 理想运算放大器的特性: 介绍运算放大器的“无穷大”特性(高开环增益、高输入阻抗、低输出阻抗)。 虚拟短路(Virtual Short)原则: 讲解使用这一关键概念进行负反馈电路分析的方法。 基础应用电路: 详细分析同相放大器、反相放大器、电压跟随器(缓冲器)、加法器电路的设计与工作原理。 比较器电路: 探讨运算放大器作为无反馈比较器时的应用。 第四部分:数字电子学与逻辑门 本部分引导读者进入离散信号的世界,理解现代电子设备中的逻辑控制基础。 第十三章:布尔代数与逻辑门 布尔代数的基本公理与定理: 介绍逻辑运算的数学基础,如德摩根定理。 基本逻辑门: 详细介绍AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR和XNOR门的真值表、符号表示及其物理实现(基于晶体管)。 布尔表达式的简化: 教授使用卡诺图(Karnaugh Map)等工具对复杂逻辑函数进行化简,以优化硬件设计。 第十四章:组合逻辑电路 组合逻辑电路的构建: 讲解如何根据需求设计出实现特定功能的组合电路。 编码器与译码器: 分析它们在地址解码和数据表示中的作用。 数据选择器(MUX)与数据分配器(DEMUX): 探讨它们在信号路由和数据传输中的应用。 加法器电路: 从半加器到全加器,构建实现二进制加法运算的电路模块。 第十五章:时序逻辑电路基础 锁存器与触发器: 介绍SR锁存器,并重点分析由时钟脉冲控制的D触发器和JK触发器,解释它们如何存储一位信息。 寄存器与计数器: 讲解如何将触发器组合成并行输入/并行输出(PIPO)寄存器和各种类型的计数器(异步与同步)。 本书的最终目标是提供一个坚实、可操作的知识框架,使读者能够自信地阅读电路图、分析基本电路行为,并为未来深入学习微处理器、信号处理或更高级的器件物理学打下无可动摇的根基。每章末尾均附有实践性强的习题,鼓励读者动手计算和验证所学知识。

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这本书对于实践操作的指导,我只能用“细致入微”来形容。我一直认为学习电子学,动手能力和理论知识同样重要,而这本书在这方面做得非常出色。它不仅有丰富的理论讲解,更提供了大量实用的实验案例,而且每个实验的指导都详细到令人发指。从如何选择合适的元器件,到如何搭建电路,如何使用万用表测量电压、电流、电阻,再到如何分析实验结果,每一个环节都经过了细致的梳理和讲解。我尤其喜欢它关于“故障排除”的部分,当实验结果不如预期时,它会提供一个非常系统的检查清单,让你一步步排查可能出现的问题,比如检查连接是否松动、元件是否损坏、测量仪器是否设置正确等等。这种引导性的调试方法,极大地提高了我的动手能力,并且让我学会了如何像一个真正的工程师那样思考问题。它还给出了一些关于元器件的选购和保存的小贴士,这对于初学者来说非常实用,避免了我们在购买和使用过程中走弯路。书中的一些小项目,比如制作一个简单的LED闪烁电路,或者一个简单的音频放大器,都非常有意思,而且能够让你在短时间内看到学习的成果,这极大地增强了我的学习信心。

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这本书在“学习路径”的设计上,堪称完美。我之所以这样说,是因为它非常清晰地规划了一条从易到难、由浅入深的學習道路。作者仿佛能读懂初学者的心思,知道我们在学习过程中可能会遇到的困惑,并提前做好了铺垫。它从最基础的电荷、电压、电流概念开始,然后循序渐进地引入电阻、电容、电感等基本元件,接着深入讲解交流电路、半导体器件,最后甚至会涉及一些数字逻辑和微控制器等更高级的主题。每个章节的引入都建立在先前知识的基础上,并且会适时地进行回顾和总结,确保学习的连贯性。我特别欣赏它在介绍新概念时,总是会先给出宏观的解释,让你对整个概念有一个初步的认识,然后再深入到细节,解析其工作原理。这种“先知其貌,再知其神”的方式,让我能够更好地理解和消化新知识。而且,书中还会根据学习进度,提供一些“自我测试”或者“思考题”,帮助读者巩固所学内容,并找出自己可能存在的理解盲点。这种系统性的学习路径,让我在学习过程中始终保持清晰的思路,并且能够有效地衡量自己的进步。

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这本书的“实践性”远超我的想象,它不仅仅是理论知识的堆砌,更像是一本“行动指南”。我一直认为学习技术最重要的是“动手去做”,而这本书恰恰抓住了这一点。书中大量的实验设计,不仅覆盖了基础的电路原理,还包含了一些非常有趣和实用的应用。从简单的电阻分压电路,到更复杂的RC滤波电路、晶体管放大电路,甚至是基础的数字逻辑门电路,作者都给出了详细的搭建说明和实验步骤。我最喜欢的是它在描述实验时,不仅仅告诉你“怎么做”,更会告诉你“为什么这么做”,以及“预期会发生什么”。这种“知其然,更知其所以然”的教学方式,让我能够更深入地理解每一个操作背后的原理。而且,书中还包含了一些“进阶挑战”,鼓励读者在掌握基础知识后,去尝试更复杂的项目,比如设计一个简单的电源供应器,或者一个基本的信号发生器。这种循序渐进的学习路径,让我在不断挑战自我的过程中,也获得了持续的进步和成就感。书中的许多小技巧和注意事项,都是作者在实践中总结出来的宝贵经验,对于我们这些初学者来说,简直是“救命稻草”。

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对于那些希望深入理解某些特定领域,但又不想被繁杂的理论淹没的读者来说,这本书的“知识密度”和“信息组织”简直是量身定做的。虽然它是一本入门读物,但它的内容覆盖面非常广,而且在介绍每个主题时,都能触及到核心的原理和关键的概念。我并不是电子专业出身,但在学习过程中,我发现这本书能够非常有效地将各种看似独立的技术点整合起来,形成一个完整的知识图谱。例如,在讲解半导体器件时,它不仅介绍了二极管和三极管的工作原理,还解释了它们是如何被应用到更复杂的电路中的,比如整流电路、放大电路等。这种“由点到面”的讲解方式,让我能够看到各个知识点之间的内在联系,从而构建起一个更全面、更深入的理解。而且,这本书在信息的组织上非常高效,作者会巧妙地运用图表、对比、总结等多种方式来呈现信息,让你在阅读时能够迅速抓住重点,并且容易记忆。我甚至发现,它在某些方面的内容深度,已经超过了我之前看过的某些专业性更强的书籍,但它的表述方式却依然保持着易于理解的特点,这真的是非常难得。

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这本书的“深度”与“广度”达到了一个令人赞叹的平衡点。我之前阅读过一些电子学入门的书籍,有些过于 superficial,只是泛泛而谈;有些则过于 academic,充斥着复杂的数学推导,让人难以理解。《Teach Yourself Electricity and Electronics》则恰好避开了这两个极端。它在保证基础概念讲解清晰易懂的同时,又能触及到许多核心的技术细节,让你不仅仅是“知道”某个概念,更能“理解”它的运作机制。例如,在讲解放大器时,它不仅仅介绍了放大器有什么用,还会深入到三极管的偏置、增益等关键参数,并解释它们是如何影响放大器性能的。然而,这种深入的讲解并没有牺牲易读性,作者总是会用最恰当的语言和图示来辅助说明,让复杂的技术概念变得生动而易于接受。而且,这本书的知识覆盖面也非常广,从基础的直流电路到复杂的交流电路,从分立元件到集成电路,甚至触及到射频和数字电子的一些基础知识。这种“博学”且“深入”的特点,让我觉得这本书不仅是入门的敲门砖,更能为我进一步深入学习打下坚实的基础。

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我必须称赞这本书在“概念阐释”方面的独到之处,它不仅仅是提供知识,更是在“教你如何思考”。许多技术书籍在讲解原理时,往往会直接给出结论或者公式,而这本书则会引导读者一步步去推理和分析。例如,在讲解基尔霍夫电压定律时,作者不会直接给出定律,而是会先从一个简单的串联电路入手,让你观察电压的分配情况,然后引导你思考为什么电压的总和会等于电源电压。这种“探究式”的学习方式,让我更能主动地去思考问题,而不是被动地接受信息。它教会我如何分析电路的结构,如何识别关键的节点和回路,以及如何运用物理定律来解决实际问题。我尤其喜欢书中那些“what if”的讨论,比如“如果我们改变这个电阻值,会发生什么?”,或者“如果我们使用另一个元器件代替,结果会有什么不同?”,这些引导性的问题,让我能够在阅读的过程中不断地进行思考和验证,从而加深对知识的理解。这种“启发式”的教学方法,真的让我感觉自己不仅仅是在学习电子学,更是在培养一种解决问题的能力。

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这本书的插图实在太出色了!我一直觉得电子学是个抽象的概念,光是看文字描述很难在脑海中形成清晰的画面。然而,《Teach Yourself Electricity and Electronics》在这方面做得无与伦比。它不仅仅是配了几张图,而是将复杂的电路图、元器件的内部构造、甚至是电磁波的传播路径都用清晰、直观、甚至可以说是艺术性的插画呈现出来。我特别喜欢它对各种基础元件的分解图,比如电阻、电容、电感,它们内部是怎么工作的,电流是如何流过的,通过这些图示,我一下子就明白了它们的功能和原理。还有那些关于交流电和直流电的对比图,以及电压、电流、电阻之间的关系图,它们都用一种我从未见过的方式阐释了这些核心概念。我甚至会花时间去临摹一些插图,因为我发现在这个过程中,我的理解会更加深入。有些插图就像是微型的三维模型,你可以清楚地看到电流在电阻器中“跋涉”,或者电容器的电荷如何在两块板之间累积。书中的实验部分也配有详细的图解,指导你如何连接元件,如何测量读数,每一个步骤都配有精确的示意图,让我这个电子学新手也能自信地动手操作,而不必担心接错线或者看不懂图纸。甚至是一些抽象的概念,比如电场和磁场,通过精美的向量场图示,也变得生动可感。这本书的插画质量,真的可以称得上是教材级别的,完全颠覆了我对技术类书籍插图的认知,它让学习过程充满了视觉的愉悦感和深刻的理解。

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这本书的逻辑编排简直是大师级的!我曾经尝试过阅读其他电子学入门书籍,但往往因为概念跳跃太快,或者前后关联不紧密而感到困惑。而《Teach Yourself Electricity and Electronics》则完全不同,它仿佛有一条无形的线,将所有知识点巧妙地串联起来。作者从最基础的电荷、电压、电流开始,一步步引入电阻、欧姆定律,然后自然地过渡到串联和并联电路,再到更复杂的交流电路、半导体元件等等。每个新概念的引入都建立在前面知识的基础上,并且会清晰地解释它与之前概念的关系。例如,在讲解电容和电感时,作者会回顾欧姆定律和电阻的概念,然后说明为什么电容和电感也会表现出对电流的“阻碍”作用,但这种作用与电阻又有所不同,它与频率相关。书中对每个章节的结尾都会进行总结,并且预告下一章将要讲到的内容,这种“承上启下”的处理方式,让我始终知道自己所学知识在整个体系中的位置,也激发了我继续探索的兴趣。我最欣赏的是它处理复杂电路的系统性方法,它不仅仅是给出公式,而是教你如何一步步分析电路,如何识别关键节点,如何应用基尔霍夫定律等工具来解决问题。这种循序渐进、层层递进的教学方式,让我觉得掌握电子学知识不再是遥不可及的目标,而是可以通过有条理的学习来达成的。

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这本书在“循序渐进”和“知识巩固”方面的设计,让我印象深刻。它非常注重学习的连续性,确保你在进入新章节之前,已经牢固掌握了前面所学的内容。每一章的开始都会对上一章的内容进行简要回顾,并且明确指出新章节将要引入的概念与现有知识的联系。同时,书中大量的练习题和随堂小测验,更是巩固知识的绝佳工具。这些题目不仅仅是简单的重复,而是会从不同的角度来考察你对概念的理解,有些题目甚至需要你将多个知识点结合起来才能解决。我发现,在完成这些练习题的过程中,我不仅能够检验自己的学习成果,还能发现自己理解上的盲点,并及时进行弥补。更重要的是,这本书在最后还提供了一些“综合性项目”,让你能够将整个学期所学的知识融会贯通,运用到实际的电子设备设计中。这种“学以致用”的设计,不仅让学习过程更加有趣,也极大地提升了我的学习效率和知识的留存度。我真心觉得,这本书的编排方式,真正做到了让读者“学得会,用得上”。

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我必须强调这本书的语言风格,它非常具有“亲和力”。我尝试过许多技术书籍,有些作者似乎总是在用晦涩的专业术语“炫技”,或者写得像是一篇学术论文,让人望而却步。《Teach Yourself Electricity and Electronics》则完全避免了这个问题。作者的语言非常朴实,就像是一位经验丰富的老师在耐心指导一位初学者。它会用很多生活中的例子来类比抽象的电子学概念,比如用“水流”来比喻电流,用“水压”来比喻电压,用“水管的粗细”来比喻电阻。这些类比非常生动形象,让我能够迅速抓住问题的本质。即使在解释一些稍微复杂的技术术语时,作者也会尽量用简单的词语来解释,或者给出非常清晰的定义。书中的语气也充满了鼓励,让你觉得学习电子学并非难事,只要用心去理解,每个人都可以做到。我特别喜欢它在解释错误或者常见误区时,会用一种“过来人”的语气,告诉你“很多初学者在这里会遇到困难,但请记住…”这种方式,让我觉得作者非常理解我的学习过程,并且在提供帮助。即使是一些需要数学公式的部分,作者也会提前告诉你这个公式是怎么来的,或者它的物理意义是什么,而不是直接把公式丢给你让你去记。

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