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出版者:科学

作者:崔晓燕

出品人:

页数:279

译者:

出版时间:2007-8

价格:24.00元

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isbn号码:9787030195333

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基础电路原理与应用：从理论到实践的全面解析 图书简介 本教材旨在为电气工程、电子工程、自动化、通信工程等相关专业的学生提供一套全面、深入且实用的基础电路分析与设计教程。我们深刻认识到，电路理论是所有电子和电力系统研究的基石，因此，本书在内容组织上力求逻辑严密、图文并茂，确保学习者不仅能掌握抽象的数学模型，更能理解其背后的物理意义和工程应用。 第一部分：电路的基本概念与元件 本部分是构建电路分析知识体系的坚实基础。我们从最基本的物理量入手，详细阐述了电荷、电流、电压的定义、单位及其相互关系。特别强调了电流的方向性和电压的参考方向在后续分析中的重要性。 随后，我们系统地介绍了电路的组成要素：电源（恒压源与恒流源）和负载。针对独立源和受控源，我们不仅给出了严格的数学定义，还通过大量实例演示了它们在电路图中的标准表示法以及对电路特性的影响。 电路的元件部分，重点剖析了三大基本无源元件：电阻（R）、电容（C）和电感（L）。对于电阻，我们不仅阐述了欧姆定律，还深入探讨了电阻的串并联等效计算、功率的计算与消耗，以及实际电阻的非线性特性的初步概念。电容和电感的分析则侧重于它们在时域内对电流和电压变化的“记忆”特性，详细解释了电压-电流关系（$i = C frac{dv}{dt}$ 和 $v = L frac{di}{dt}$），并首次引入了储能特性的概念。 第二部分：电路的分析方法——直流与稳态分析 掌握了基本元件后，我们立即进入电路分析的核心——拓扑结构与电路定律。 首先，我们详细解析了电路的拓扑术语，如节点、支路、回路和网孔，为后续应用系统化方法打下基础。接着，我们推出了电路分析中最基本、最重要的两条定律：基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。本书通过清晰的步骤指导和复杂的拓扑结构实例，确保读者能够准确无误地列写这些基本方程。 在此基础上，本书系统地介绍了三大核心分析方法： 1. 节点电压法 (Nodal Analysis)：侧重于利用KCL，通过选择参考节点，建立与节点电压相关的线性方程组求解电路。我们详细讨论了如何处理独立电压源和受控源在节点法中的应用。 2. 网孔电流法 (Mesh Analysis)：侧重于利用KVL，通过设定网孔电流，建立与网孔电流相关的线性方程组。同样，对受控源和耦合电感（虽然耦合电感在后续交流部分更常见，但基础概念在此引入）的网孔分析进行了详尽说明。 3. 支路电流法：作为基础的代数方法，本书也作了介绍，但更强调其在理解前两种方法的原理基础中的作用。 第三部分，我们引入了电路分析中的等效思想，这是电路设计中极为重要的技巧。叠加定理的推导和应用，清晰展示了线性电路中多个独立源作用的分解。戴维南定理（Thevenin's Theorem）和诺顿定理（Norton's Theorem）被视为电路简化和模型构建的利器，本书提供了从理论推导到实际简化电路提取的完整流程，并着重介绍了最大功率传输定理在通信和驱动电路设计中的意义。 第三部分：一阶与二阶动态电路分析 本部分将静态分析提升到动态分析的层面，引入了时间变量。 一阶电路（RC/RL电路）的分析是动态电路的起点。我们着重分析了电路对阶跃输入（如开关动作）和自然响应的特性。通过分析时间常数 ($ au$)，读者可以直观地理解电路响应的快慢，并掌握暂态过程的求解方法，包括零输入响应、零状态响应和全响应。 二阶电路（RLC电路）的分析则更为复杂，因为它涉及电容和电感的共同作用。我们详细推导了二阶电路的特征方程，并根据特征根的不同情况，系统地分类讨论了过阻尼、欠阻尼和临界阻尼三种典型的动态响应形态。这部分内容是理解滤波器和控制系统稳定性的关键。 第四部分：正弦稳态分析（交流电路） 在现代电子和电力系统中，绝大多数信号都是随时间变化的交流信号。本部分将分析方法从时域扩展到频域。 首先，我们介绍了正弦稳态的概念，并引入了相量（Phasor）这一强大的数学工具。相量法通过将微分方程转化为代数方程，极大地简化了交流电路的分析过程。本书详细展示了电阻、电容、电感在相量域下的阻抗（Impedance, Z）表示，以及如何利用复数运算进行串并联等效阻抗的计算。 接着，我们应用前面学到的节点法、网孔法、叠加定理和戴维南定理，将其完全推广到相量域，实现了交流电路的稳态分析。 功率分析是交流电路分析中不可或缺的一部分。我们区分了瞬时功率、平均功率（有功功率），并引入了无功功率（Reactive Power）和视在功率（Apparent Power）的概念。功率因数的修正与提高，以及最大平均功率传输的条件，均通过矢量图和复数形式进行了深入阐述。 第五部分：三相电路分析 三相系统是现代电力系统的核心。本部分着重于三相电源和负载的连接方式。 我们详细分析了星形（Y）连接和三角形（$Delta$）连接的特点、线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系，以及它们各自的优缺点。 在分析三相电路的功率传输时，本书给出了三相总功率的计算公式，并深入探讨了三相不平衡负载的分析方法（通过将其等效为单相电路求解），以及功率因数校正在三相系统中的实际意义。 本书的特色与价值 本书的编排始终贯彻“理论与实践相结合”的原则。每章节后都配备了“工程应用实例”和“设计与优化挑战”，这些内容均来源于实际工程中的典型案例，如： 使用戴维南定理简化驱动电路的模型； 利用一阶电路分析RC滤波器的截止频率； 使用相量法分析变压器负载时的功率损耗。 此外，本书注重培养学生的批判性思维和模型建立能力，鼓励读者在解决问题时，不仅要套用公式，更要思考不同分析方法适用的场景和局限性。通过大量的精选习题，涵盖了从基础概念验证到复杂系统分析的各个层面，确保学习者能够熟练掌握电路分析的各项技能。 总结 本书是电路分析课程的理想教材，它以严谨的数学为基础，以清晰的物理图像为引导，全面覆盖了直流、暂态、正弦稳态及三相电路分析的所有核心内容。掌握本书知识体系，将为后续学习高级电子技术、电力系统、电磁场与电磁波等课程奠定不可动摇的根基。

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这本书，我拿到手就觉得挺厚实的，封面设计也算朴实无华，让人一看就知道是正经的学术读物。虽然我还在初学阶段，对电路的很多概念都只是模糊的认识，但翻开目录，看到那些熟悉又陌生的名词，比如“基尔霍夫定律”、“戴维宁定理”、“节点分析”等等，心里就涌起一股强烈的学习冲动。我一直觉得，电子技术之所以那么迷人，很大程度上就在于它能够用一些基本定律来解释和设计出如此复杂精密的系统。这本书给我的第一感觉就是，它会是带领我一步步揭开电路奥秘的绝佳向导。我特别期待书中能够有足够详实的例题，最好能涵盖各种常见的电路类型，并且对解题思路进行深入剖析。毕竟，理论知识固然重要，但真正理解和掌握，还得靠反复练习和融会贯通。希望这本书能够提供足够多的实践机会，让我不仅能读懂，更能“做”懂。

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我在学习过程中，经常会遇到一些“卡壳”的地方，比如一些复杂的电路拓扑结构，或者是涉及到非线性元件的分析。对于这些难题，我一直觉得需要一本能够提供系统性指导的书籍。这本书，我才翻阅了部分章节，但已经让我看到了希望。它在处理难题时，没有直接给出答案，而是引导读者一步一步去思考，去应用已知的原理。我尤其欣赏书中关于“万能方法”的介绍，比如节点电压法和网孔电流法的综合运用，它让我明白，即使面对复杂的电路，只要掌握了这些基本工具，也总能找到解决的途径。我更期待书中能够针对一些典型的、具有代表性的复杂电路问题，提供详细的分析过程，并且讨论不同的解题策略，这样对于提高我的解题能力将非常有帮助。

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这本书的编排结构，可以说非常用心。我注意到它并不是一股脑地把所有内容堆砌在一起，而是循序渐进，由浅入深。从最基础的电阻、电压、电流定义，到串联、并联电路的分析，再到后面更复杂的电路定理，逻辑性非常强。我喜欢它在讲解每个章节的时候，都会先给出该章节的学习目标，以及需要掌握的关键知识点。这样我在阅读之前，心里就有了大概的框架，知道自己要学什么，学到什么程度。而且，每讲完一个知识点，后面都会附带一些练习题，虽然我还没有去做，但看到题目数量和类型，感觉应该能帮助我巩固所学。我个人比较偏爱那些带有详细步骤解析的例题，这样我才能知道自己思路错在哪里，或者有更优的解题方法。

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这本书的内容，我才刚开始接触，但不得不说，它在讲解一些核心概念时，思路非常清晰。举个例子，关于电容和电感在交流电路中的特性，我之前总觉得有点绕，但书中通过生动形象的比喻和图示，让我豁然开朗。尤其是当讲到相量的概念时，那种将复杂的正弦函数运算转化为几何图形的直观展示，简直是神来之笔！我以前学习的时候，遇到三角函数就头疼，但有了这个相量图，感觉整个世界都变亮了。而且，书中在介绍每个定理或定律的时候，都会强调其物理意义和适用范围，这非常重要，避免了死记硬背，而是从根本上理解。我个人对书中关于RLC串联和并联谐振电路的讲解特别感兴趣，这部分内容在我看来是理解很多滤波和振荡电路的基础，希望它能给我打下坚实的基础。

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说实话，拿到这本书的时候，我本来抱着一种“试试看”的心态，毕竟电路分析这门课对我来说一直是个挑战。但是，随着阅读的深入，我发现这本书真的挺不一样。它在讲解一些比较抽象的概念时，会尽量使用通俗易懂的语言，并且搭配大量的图示，让我这个“视觉型”学习者受益匪浅。比如，在讲解戴维宁定理和诺顿定理时，书中的图例非常直观，一步步演示了如何等效替换，让我不再觉得那些公式是空中楼阁。我最看重的是，这本书似乎非常注重理论联系实际，虽然我还没看到具体的设计案例，但我能感受到作者在撰写时，始终想着如何让读者更好地理解电路的物理原理，而不是仅仅停留在数学推导上。

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