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isbn号码:9787561424742

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《电路基础与工程应用》 内容概述 本书旨在为工程技术人员和理工科学生提供坚实的电路理论基础与必要的工程实践知识。内容深度适中，兼顾理论的严谨性与应用的直观性，重点培养读者运用基本定律、定理和分析方法解决实际电路问题的能力。全书结构清晰，逻辑推进自然，力求将抽象的电学原理与具体的工程场景紧密结合。 第一部分：直流电路分析的基石 本部分从电荷、电流、电压和电位的基本概念入手，为后续分析打下坚实基础。 第一章：电的基本概念与定律 详细阐述了电荷守恒定律、欧姆定律在不同材料中的应用及局限性。引入了电阻、导纳等基本元件参数的物理意义。重点分析了功率和能量的概念，包括有功功率、无功功率和视在功率在直流电路中的体现。讨论了电阻的串联与并联组合，以及它们在等效电路简化中的应用。强调了电压源和电流源的理想模型及其在实际电路中的近似使用。 第二章：电路分析的基本方法 系统介绍了解析复杂直流电路的常用工具。首先深入讲解了基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）的推导过程及其在节点和回路分析中的应用。随后，详细阐述了节点电压法和网孔电流法的建立步骤、方程求解过程，并通过大量实例展示如何处理受控源对分析带来的影响。引入叠加定理，重点说明其适用条件和在多独立源电路求解中的高效性。接着，讲解戴维南定理和诺顿定理，这两大工具被视为电路简化和等效建模的核心手段，详细展示了如何通过开路电压和短路电流求出等效电阻，并将复杂电路简化为一源一阻的形式，极大地便利了后续与其它电路的连接分析。最后，介绍最大功率传输定理及其在信号源与负载匹配问题中的实际意义。 第二部分：动态电路与暂态响应 本部分着重于包含储能元件（电容、电感）的电路分析，特别是电路的动态特性，即暂态过程。 第三章：一阶动态电路分析 介绍电容器和电感器的定义、伏安特性曲线及其与储能的关系。深入剖析了RC电路和RL电路在受到阶跃激励（如开关动作）或脉冲激励时的暂态响应。详细推导了时间常数 $ au$ 的物理含义，并清晰地描绘了响应的指数衰减或上升过程。重点分析了电容上的电压和电感上的电流的初始值和最终值，并结合工程实际中的充放电过程进行讨论。 第四章：二阶动态电路分析 处理包含电阻、电容和电感元件的RCL电路。通过运用微分方程组的求解方法，将二阶电路的暂态响应分为过阻尼、欠阻尼和临界阻尼三种情况。详细分析了欠阻尼情况下，输出信号出现的振荡现象及其衰减特性。讲解了利用特征根来判断系统响应特性的方法，为后续控制理论的学习奠定基础。 第三部分：正弦稳态电路分析 本部分将分析线性电路在周期性交流信号激励下的响应，这是电力系统和电子设备中最为普遍的工作状态。 第五章：相量法与复数表示 引入相量（Phasor）的概念，将时域的正弦函数转化为复平面上的旋转向量，极大地简化了微分方程的求解过程。详细解释了欧姆定律、基尔霍夫定律在复数域中的应用形式。讲解了阻抗（Impedance）和导纳（Admittance）的概念，区分它们与电阻、电容、电感在相位上的关系。 第六章：正弦稳态电路分析与功率 运用相量法分析串联、并联谐振电路，重点讨论谐振频率的计算及其在选频电路中的作用。系统讲解了交流电路中的功率概念：有效值功率（有功功率P）、视在功率S、无功功率Q。引入功率因数的概念，并详细阐述了功率因数提高的必要性、原理（如并联电容补偿）及其计算方法。 第四部分：多相电路与磁路分析 本部分扩展到更具工程应用价值的领域，如三相电源系统和电磁耦合现象。 第七章：三相电路分析 介绍三相电源的产生原理、对称性与相量关系。重点分析了星形（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换算关系。详细讲解了三相电路的功率计算，包括平衡三相负载下的总有功功率、无功功率和视在功率的计算方法。 第八章：磁路与变压器基础 从电磁感应定律出发，引出磁路的分析方法。类比电路的基本定律（如基尔霍夫定律），讲解磁通、磁势、磁阻等概念。详细分析了铁磁材料的磁化曲线和剩磁现象。在此基础上，系统分析了理想单相变压器的工作原理、匝数比、电压和电流的变换关系，并讨论了实际变压器中的漏磁和励磁阻抗。 第五部分：非正弦周期性信号与动态电路进阶 本部分引入傅里叶分析工具，处理周期性非正弦波形，并对动态电路做进一步探讨。 第九章：傅里叶级数与谐波分析 阐述了周期性非正弦信号可以通过傅里叶级数分解为一系列正弦分量的叠加。详细介绍如何计算信号的直流分量、基波和各次谐波的系数。讲解了在含有非线性元件的电路中，输入为正弦波但输出出现谐波的情况，以及如何通过电路参数分析不同谐波分量的衰减情况。 第十章：磁耦合电路与双端口网络 深入探讨互感（Mutual Inductance）对电路动态行为的影响。推导互感对电路瞬态响应的贡献。引入双端口网络的概念，讲解其参数描述方法，如Z参数（阻抗参数）和Y参数（导纳参数），并展示如何利用这些参数来描述和连接复杂的电子系统模块。 附录 常用数学公式回顾 线性方程组求解回顾 常见元件参数表 学习目标： 完成本书学习后，读者应能熟练运用各种分析工具（节点法、网孔法、相量法、傅里叶分析）对各种含独立源、受控源、储能元件的线性电路进行稳态、暂态分析，并能理解和处理三相系统及磁耦合电路的基本问题。本书注重对计算过程的逻辑梳理和结果的工程意义的解读。

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