工程电磁学基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:机械工业

作者:劳

出品人:

页数:513

译者:周建华

出版时间:2006-9

价格:59.00元

装帧:

isbn号码:9787111186847

丛书系列:

图书标签:

• 电气
• 电磁学
• 工程电磁学
• 电磁场理论
• 麦克斯韦方程
• 电磁波
• 传输线
• 天线
• 电磁兼容性
• 数值电磁学
• 高等数学

高级电路理论与系统分析 简介 本书旨在为读者提供一套严谨而深入的现代电路理论与系统分析的知识体系。本书的重点在于构建一个坚实的数学框架，以理解和解决复杂的线性与非线性电路问题，并在此基础上，探讨信号在不同系统中的传播、滤波与控制特性。本书内容涵盖了从基础的电路元件性质到高级的系统响应理论，旨在培养读者独立分析复杂工程问题的能力。 第一部分：电路理论的数学基础与状态变量分析 第一章：复频域分析与拉普拉斯变换的推广 本章首先回顾了稳态交流电路分析中的相量法，并将其提升至更具普适性的复频域（s-域）概念。重点讨论了对时间函数进行拉普拉斯变换和反变换的数学技巧，强调了零极点对系统动态响应的决定性作用。我们详细探讨了拉普拉斯变换在求解含初始条件的线性常系数微分方程组中的应用，特别是如何利用它来描述电路的瞬态响应和稳态响应的统一过程。本章引入了传递函数的严格定义，并分析了有理函数在复平面上的性质，为后续的系统稳定性分析奠定基础。此外，还引入了周期性信号的傅里叶级数和傅里叶变换的复变函数表示，强调了它们与拉普拉斯变换在特定条件下的联系与区别。 第二章：电路的状态空间表示与系统矩阵 本章引入了电路分析的现代方法——状态变量法。不同于传统的节点电压法和网孔电流法，状态变量法能够更直接地描述系统的内部动态过程。我们首先定义了电路的状态变量，通常选取储能元件（电感和电容）上的电流和电压作为状态变量。随后，详细推导了如何根据电路拓扑结构和元件参数，构建系统的状态方程：$dot{mathbf{x}}(t) = mathbf{A}mathbf{x}(t) + mathbf{B}mathbf{u}(t)$ 和输出方程 $mathbf{y}(t) = mathbf{C}mathbf{x}(t) + mathbf{D}mathbf{u}(t)$。 矩阵 $mathbf{A}$（系统矩阵）是分析系统内部动态特性的核心。本章深入探讨了 $mathbf{A}$ 矩阵的性质，特别是其特征值（即系统的固有频率）与系统稳定性的关系。我们详细讲解了矩阵指数 $mathrm{e}^{mathbf{A}t}$ 的计算方法，包括利用对角化、若尔当标准型以及凯莱-哈密顿定理来求解状态转移矩阵，从而得到状态变量的显式解 $mathbf{x}(t) = mathrm{e}^{mathbf{A}t}mathbf{x}(0) + int_{0}^{t} mathrm{e}^{mathbf{A}(t- au)}mathbf{B}mathbf{u}( au)d au$。本章还讨论了系统的能控性和能观测性概念，这是设计现代控制系统的先决条件。 第二章补充：非线性系统的定性分析 在经典状态空间分析的基础上，本章对无源或单输入单输出（SISO）的非线性电路系统进行了初步的定性分析。引入了相平面法，用于分析二阶系统的轨迹演化，识别极限环、鞍点和焦点等奇点。虽然本书主要聚焦线性系统，但这一部分旨在提供一个理解复杂系统行为的直观工具。 第二部分：线性时不变（LTI）系统的分析与设计 第三章：线性时不变系统的基本性质与稳定性判据 本章回归到经典的频率域和时间域结合分析，专注于线性时不变（LTI）系统的特性。我们系统地阐述了因果性、线性、时不变性、稳定性和可实现性等基本系统性质的数学定义。 稳定性分析是本章的重中之重。我们从李雅普诺夫（Lyapunov）意义上的稳定性开始，将其与更实用的BIBO（有界输入有界输出）稳定性联系起来。在复频域，我们详细讨论了赫尔维茨（Hurwitz）判据，这是通过分析系统传递函数或状态矩阵的特征值位于s平面的左半平面来判断系统稳定性的代数方法。我们通过构造和检验赫尔维茨阵来确定特征根的分布，而不必显式求出这些根。此外，还引入了Routh-Hurwitz 判据的完整推导和应用。 第四章：频率响应分析与波德图 本章侧重于系统在正弦稳态下的行为，即频率响应。通过将 $s = jomega$ 代入系统的传递函数 $H(s)$，我们得到了系统的频率响应函数 $H(jomega)$。本章的重点在于波德图（Bode Plot）的绘制与解释。我们详细讲解了如何通过分段近似的方法快速绘制出系统的幅度对数频率特性曲线和相位对数频率特性曲线。 频率响应分析在滤波器设计中至关重要。本章分析了典型二阶系统的频率响应特性，如低通、高通、带通和带阻滤波器的幅频特性。更重要的是，我们引入了增益裕度（Gain Margin）和相位裕度（Phase Margin）的概念，这些是评估闭环系统稳定裕度的关键指标，直接从波德图上读取，是控制系统设计中的实用工具。 第五章：反馈系统的分析与补偿 反馈是现代工程系统的基石。本章系统地研究了负反馈结构对系统性能的影响，包括对带宽、灵敏度、噪声抑制和稳态误差的改善。 我们利用根轨迹法（Root Locus）来分析系统参数（如控制器增益 $K$）变化时，系统的闭环极点在s平面上的移动轨迹。根轨迹法直观地揭示了系统在不同增益下的稳定性和动态性能（阻尼比和自然频率）。 基于频率响应分析和根轨迹分析的结果，本章深入探讨了系统补偿技术。主要讨论了串联补偿器（前馈补偿）的设计，包括超前（Lead）、滞后（Lag）和超前-滞后（Lead-Lag）补偿器。我们详细说明了这些补偿器如何通过在s平面上引入新的零点和极点，来修改系统的频率响应特性（例如，提高相位裕度以增强稳定性，或调整根轨迹以优化瞬态响应）。 第三部分：多输入多输出（MIMO）系统与随机过程 第六章：多变量系统的矩阵分析 本章将分析框架从SISO系统扩展到MIMO系统。状态空间表示法在MIMO系统分析中展现出其优越性。我们探讨了系统矩阵 $mathbf{A}$ 的约当标准型分解（Jordan Canonical Form）在处理具有重复特征值的系统时的必要性。 对于MIMO系统，我们引入了输入-输出线性化的基本概念，以及如何利用输入矩阵 $mathbf{B}$ 和输出矩阵 $mathbf{C}$ 来分析系统的耦合程度。重点分析了反馈的引入对整个系统矩阵的影响，并讨论了在多反馈回路中避免不必要的耦合（解耦）设计的挑战。 第七章：随机过程与系统输出的统计特性 本章将分析的输入从确定性信号扩展到随机过程。我们引入了随机过程的基本概念，如均值函数、自相关函数和功率谱密度（PSD）。 在电路和信号处理系统中，我们通常关注噪声对系统的影响。本章推导了LTI系统对随机输入信号的响应的统计特性。如果输入是一个白噪声过程，输出信号的功率谱密度如何通过系统的频率响应函数（取模平方）进行调制。本章还介绍了维纳滤波（Wiener Filtering）的基本原理，用于在存在噪声干扰的情况下，设计最优线性滤波器以最小化均方误差，这在通信和测量系统中具有实际应用价值。 结语 本书通过结合复变函数理论、线性代数和微分方程方法，构建了一个统一的理论框架，用以描述和分析复杂的线性电路与控制系统。内容由浅入深，从基础的拉普拉斯变换到高级的MIMO系统解耦与随机信号滤波，力求使读者掌握分析现代工程系统所需的核心数学工具和工程洞察力。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书后，第一感觉是它的排版设计很现代化，字体清晰，行距适中，阅读起来眼睛不会感到疲劳。书中的插图质量很高，线条细腻，色彩搭配也很合理，尤其是那些表示电场、磁场分布的图，看起来非常直观，比我之前看过的任何资料都要清晰。我特别喜欢书中对一些抽象概念的图形化解释，比如高斯定律和安培环路定理，通过这些图示，我能更深刻地理解那些数学公式背后的物理意义。此外，这本书还提供了一些有趣的动画演示的二维码，我用手机扫了一下，发现那些动态的电磁波传播过程展示得非常生动，让我对原本枯燥的理论有了更直观的认识。关于公式推导的部分，作者的处理方式也让我很满意，步骤详细，逻辑清晰，每一步都有明确的解释，即使是我这种数学基础不是特别扎实的读者，也能跟着推导过程理解。我最关心的是书中关于电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）的章节，因为这在实际工程中是至关重要的问题。我希望这本书能深入浅出地讲解这些概念，并提供一些实际的案例和解决方案，这样我才能在未来的工作中避免和解决这些问题。另外，我也关注书中关于仿真软件应用的介绍，比如如何使用Ansys HFSS或CST等工具进行电磁场分析，这对于我快速掌握工程实践非常有帮助。总的来说，这本书在视觉呈现和辅助学习资源方面都做得相当出色，我认为这对于提升学习效率和加深理解非常有益。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都给我带来了惊喜。它不仅仅是一本入门教材，更能提供深入研究的思路。我特别欣赏书中对麦克斯韦方程组的深入剖析，从不同形式的表达，到其在各种物理情境下的应用，都进行了详尽的讲解。这让我对电磁学的基本框架有了更深刻的认识。书中关于波导、谐振腔等微波工程核心器件的原理和设计方法也介绍得非常详细，这对于我从事相关领域的工作非常有帮助。我还在期待书中能有关于电磁隐身技术的原理和相关材料的介绍，这方面的技术是当前非常热门的研究方向。另外，我也关注书中是否会涉及到关于电磁场的反演问题，比如如何根据观测到的电磁现象来推断其根源。这在地球物理勘探和医学成像等领域有重要应用。总而言之，这本书在理论的深度和工程应用的广度上都做得非常出色，它既能满足我对于基础知识的掌握，又能为我未来的深入研究提供宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

我之所以选择这本书，很大程度上是看中了它在内容上的前瞻性。我注意到书中对一些新兴的电磁学应用领域，如智能电网中的电磁问题、5G通信中的电磁波传播特性、以及电磁场在新能源汽车中的应用等方面都有所涉及。这让我看到了这本书能够帮助我跟上时代发展的步伐，了解最新的技术动态。我尤其关注书中关于电磁波与材料相互作用的最新研究进展，比如超材料和负折射率材料在电磁学中的应用。这方面的知识对于未来的电磁器件设计具有重要的指导意义。我还希望书中能够包含一些关于电磁场在物联网（IoT）和人工智能（AI）等交叉领域应用的介绍，比如如何利用电磁场来感知环境、实现无线通信等。这能够为我提供更广阔的视野。总而言之，这本书在内容选择上非常有眼光，它不仅覆盖了电磁学的经典内容，更积极地探索了未来的发展方向，这对于我这样希望在这一领域有所作为的人来说，是极具吸引力的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格我很喜欢，通俗易懂，又不失专业性。作者在讲解一些复杂的概念时，善于运用类比和生活中的例子，这让我更容易理解和接受。例如，在介绍电场线和磁感线时，作者将它们比作水流的轨迹，生动形象，令人印象深刻。我感觉这本书就像一位经验丰富的老师，耐心地引导我一步步走进电磁学的世界。我特别关注书中关于电磁波的产生、传播和接收的原理讲解，以及在不同通信系统中的应用。例如，书中对无线电波、微波、红外线等不同波段的特性和应用都进行了详细介绍。我还希望书中能包含一些关于电磁场测量技术和仪器的介绍，以及如何正确使用这些仪器进行测量和分析。这对于工程实践非常重要。另外，我也关注书中是否会涉及到关于电磁场在生物体内的效应，比如电磁辐射对人体健康的影响，以及相关的安全标准和防护措施。这方面的知识对于普及科学认识非常重要。总而言之，这本书在语言表达和概念阐释方面做得非常出色，它能够让即使是初学者也能轻松地掌握电磁学的知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书在知识体系的构建上做得非常全面。它从最基本的静电场和静磁场概念讲起，逐步过渡到动态的电磁场和电磁波，最终涵盖了电磁波在各种介质中的传播、散射以及与物质的相互作用。我感到非常欣喜的是，书中不仅讲解了理论本身，还强调了各个概念之间的内在联系。例如，在讲解法拉第电磁感应定律时，书中清晰地阐述了它与安培环路定理以及电磁场变化之间的关系，使得我能够构建起一个更完整、更系统的知识框架。我特别欣赏书中关于电磁波的偏振、干涉和衍射等现象的讲解，这些内容对于理解光学以及许多现代通信技术都至关重要。我还希望书中能包含一些关于非线性电磁学现象的介绍，以及它们在一些特殊应用中的体现，比如光学非线性效应。这能为我打开新的研究思路。另外，我也关注书中是否会涉及到关于电磁场与材料相互作用的更深入的讨论，例如电磁波在等离子体、超材料中的传播特性。这对于理解一些前沿的电磁应用非常重要。总而言之，这本书在知识的系统性和内在联系的梳理上做得非常到位，它能够帮助我建立起一个清晰、完整的电磁学知识体系。

评分☆☆☆☆☆

从实用性的角度来看，这本书给我带来了巨大的价值。它不仅仅是一本理论教材，更是一本工程实践的指南。我特别喜欢书中包含的丰富工程实例，从简单的电缆设计到复杂的微波器件，都进行了详细的分析和讲解。这些实例让我能够将书本上的理论知识与实际工程项目联系起来，更直观地理解电磁学的应用。我尤其关注书中关于天线设计和阻抗匹配的章节，这些内容对于通信系统的设计非常重要，书中提供的计算方法和设计经验对我来说是无价的。我还希望书中能包含一些关于电磁屏蔽材料选择和设计的指导，以及如何进行电磁辐射的测试和认证。这些都是在实际产品开发中必须考虑的因素。另外，我也期待书中能介绍一些关于电磁场仿真软件的入门教程，并提供一些实际的案例，让我能够亲自动手进行仿真分析，从而更好地理解和掌握相关技术。总而言之，这本书在理论与实践的结合方面做得非常出色，它不仅能帮助我理解电磁学的基本原理，更能指导我在实际工程中应用这些知识，解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度都给我留下了深刻的印象。它并没有止步于对基本概念的介绍，而是深入探讨了许多更高级的主题，例如麦克斯韦方程组在不同介质中的应用，以及复杂的边界条件处理。我尤其欣赏书中关于电磁散射和衍射的章节，这些内容对于理解雷达、天线等系统的设计原理至关重要。作者在讲解这些复杂现象时，没有回避数学的严谨性，但同时又注重与实际工程问题的联系，使得理论学习不至于脱离实际。我注意到书中提到了一些前沿的研究方向，比如纳米尺度下的电磁学现象，以及量子电动力学的一些初步概念，这让我看到了这本书的与时俱进。这对于我这样一个希望在相关领域深入发展的学生来说，是非常宝贵的。我还在期待书中能有关于电磁波在生物医学领域的应用的详细介绍，比如磁共振成像（MRI）的原理，以及电磁场对生物组织的潜在影响。这方面的知识对于跨学科的研究非常重要。另外，我也想知道书中是否会涉及电磁波在新能源技术中的应用，比如太阳能电池板效率的提升，或者无线充电技术的原理。这些都是当前非常热门且具有实际意义的研究领域。总的来说，这本书的内容既有扎实的基础，又不乏前沿的探索，我认为它能够满足不同层次读者的需求，特别是那些希望在电磁学领域进行深入研究或创新的人。

评分☆☆☆☆☆

这本书在例题和习题的设计上也非常用心。我翻看了后面的习题部分，发现题目类型多样，难度适中，既有巩固基础的计算题，也有需要综合运用知识的分析题。而且，很多题目都紧密结合了实际工程问题，这让我感觉学习到的知识能够真正应用于解决实际问题。我特别喜欢书中给出的详细解题步骤和思路，这对我独立完成习题非常有帮助，避免了走弯路。我还希望书中能包含一些开放性的设计型题目，让我能够尝试自己设计一些简单的电磁器件或者系统，从而更好地锻炼我的创新能力。另外，我也关注书中是否会提供一些与习题相关的仿真软件操作指导，让我能够通过仿真来验证我的解题思路和设计方案。这对于提升我的工程实践能力非常有帮助。总而言之，这本书在习题设计和配套练习方面做得非常完善，它能够帮助我有效地巩固所学知识，并提升解决实际工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我非常赞赏这本书在讲解原理时的严谨性。作者在阐述每一个概念时，都尽可能地追溯其本源，并给出清晰的数学推导。例如，在介绍坡印廷矢量时，书中不仅给出了定义和公式，还详细推导了其物理意义，以及能量流动的方向和大小。这种严谨的讲解方式，让我对所学知识有了更深刻的理解，而不是停留在表面。我特别留意了书中关于电磁场的边界条件处理部分，这在实际工程设计中常常是难点，但这本书用多种方法进行了详细讲解，包括不同材料界面上的电场和磁场的连续性条件，以及在复杂几何形状下的求解思路。这对我解决实际工程问题非常有启发。我也希望书中能包含一些关于电磁场数值计算方法的介绍，比如有限元法（FEM）、有限差分时域法（FDTD）等，以及它们在解决复杂电磁场问题时的优缺点。这对于我掌握现代工程分析工具非常重要。另外，我还关注书中是否会涉及到关于电磁波在空间传播的衰减和失真问题，以及如何通过设计来克服这些问题。这对于通信系统和雷达系统的设计至关重要。总而言之，这本书在理论讲解的深度和严谨性上做得非常出色，它能够帮助读者建立起扎实的物理基础，为进一步的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计倒是挺吸引我的，封面采用了沉稳的蓝色调，搭配着略带科技感的金色线条勾勒出电磁波的抽象图案，给人的第一印象就是专业且有深度。拿在手里，纸张的触感也很不错，厚实而有韧性，不像有些廉价的图书摸起来软塌塌的。书的尺寸也适中，不会太大到难以携带，也不会太小显得小气。我特意翻了翻目录，看到里面章节的划分逻辑清晰，从基础概念到应用实例，循序渐进，感觉作者在内容组织上花了不少心思。我之前对这方面的知识了解不多，所以特别希望能有一本书能从零开始，把我领进门。这本书的内容，光看目录就让我对它充满了期待，我希望它能用通俗易懂的语言讲解那些复杂的理论，并且配上足够多的图示和例子，这样我才能更好地理解和记忆。我尤其关注关于电磁场和电磁波的起源，以及它们如何相互作用的原理部分，这对我来说是理解后续内容的关键。同时，我也希望能在这本书里找到一些关于工程应用方面的介绍，比如在通信、电力、微波等领域，电磁学是如何发挥作用的，这能帮助我更好地将理论知识与实际工程联系起来。当然，一本好的教材也应该有足够的练习题和案例分析，这样我才能通过实践来巩固所学，提升解决问题的能力。我还在期待这本书能包含一些历史发展的部分，了解一些重要的发现者和他们的贡献，这会让学习过程更有趣。总而言之，我对这本书的初步印象是，它不仅在内容深度上有所保证，在形式上也力求给读者带来良好的阅读体验。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆