具体描述
《电工电子技术基础：从理论到实践》 本书特色： 深入浅出，系统全面： 本书旨在为初学者构建坚实的电工电子技术基础，内容涵盖直流电路、交流电路、半导体器件、数字逻辑等核心领域，由浅入深，确保读者能够构建完整的知识体系。 强调物理直觉与工程应用并重： 我们不仅注重数学模型的推导，更强调对电路现象背后物理原理的深刻理解。通过大量的工程实例和实际应用场景分析，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 注重实验与仿真结合： 理论学习离不开实践检验。本书设计了一系列配套的实验指导和仿真案例（如使用 LTSpice 或 Multisim），鼓励读者动手操作，将抽象的电路图转化为可见的波形和可测量的参数。 现代前沿视角： 在传统内容的基础上，本书适当地引入了现代电子技术的一些新趋势，如低功耗设计、智能传感器接口等基础概念，为读者迈向更深入的专业领域打下基础。 --- 第一部分：直流电路分析的基石 第1章：电与磁的基本概念复习 本章首先回顾电荷、电流、电压的定义，并引入电场和磁场的概念。重点阐述电位、电势能与电位的关系，为后续的电路分析奠定势能学基础。详细讲解电导率、电阻率与温度的关系，并介绍常用的电阻元件及其规格。 第2章：欧姆定律与基本电路定律 本书的核心起点。详细解析欧姆定律的适用条件与物理意义。随后，引入基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。我们通过大量的实例演示如何利用 KCL 和 KVL 简化复杂电路的节点和回路分析。本章还会介绍功率的计算、能量守恒在电路中的体现，以及电源的等效模型（理想电压源、理想电流源、实际电源的等效）。 第3章：电路的等效变换与分析方法 本章专注于电路的简化技术。深入探讨电阻网络的串联、并联组合。随后，详细介绍两种重要的网络分析方法：节点电压法和网孔电流法。每种方法都配有详尽的步骤分解和例题，特别关注如何处理包含独立源和受控源的复杂网络。此外，本章还引入戴维南（Thévenin）定理、诺顿（Norton）定理以及最大功率传输定理，强调这些工具在简化分析中的强大威力。 第4章：动态过程的初步：电容与电感 引入储能元件——电容器和电感器。详细解释其物理结构（平行板电容的介质效应、螺线管的磁通量），以及它们对电压和电流的变化率的响应特性。重点分析在直流激励下的充放电瞬态过程，推导出一阶 RC 和 RL 电路的时间常数概念及其物理含义。 --- 第二部分：交流稳态分析与三相系统 第5章：正弦稳态分析的数学工具 本章将分析从瞬时值到相量表示的过渡。详细介绍复数、三角函数与复平面的关系，解释相量（Phasor）如何简化正弦稳态电路的微分方程求解。深入讲解阻抗（Impedance, $Z$）和导纳（Admittance, $Y$）的概念，以及它们在电路中的应用，包括电阻、电容和电感元件在频域的特性表示。 第6章：交流电路的分析与功率计算 应用相量法进行交流电路的稳态分析。重点掌握利用阻抗网络进行节点电压法和网孔电流法的交流版本求解。本章的重中之重是交流功率理论：详细区分瞬时功率、平均功率（有功功率 $P$）、无功功率（$Q$）和视在功率（$S$）。通过功率三角形，深入解释功率因数（Power Factor）的意义及其对能源效率的影响，并介绍提高功率因数的无功补偿原理。 第7章：谐振电路与频率响应 分析串联和并联 RLC 谐振电路的特性。深入探讨谐振频率、带宽（Bandwidth）和品质因数（Q-factor）的计算及其物理意义。本章还引入频率响应的概念，通过对不同电路（如高通、低通滤波器雏形）的输入阻抗随频率变化的分析，为后续的滤波器设计打下基础。 第8章：三相交流系统 本章面向电力系统应用。详细介绍三相电源的产生原理和对称性。重点分析 Y 形（星形）连接和 $Delta$ 形（三角形）连接的电路结构、相电压与线电压、相电流与线电流之间的关系。讲解三相功率的计算方法，包括平衡负载和不平衡负载下的功率测量技术。 --- 第三部分：半导体器件与放大电路基础 第9章：半导体基础与二极管 介绍半导体的能带理论，区分导体、绝缘体和半导体。重点讲解 P 型和 N 型半导体的形成机制。深入分析 PN 结的形成、单向导电性及其在反向偏置和正向偏置下的特性曲线。详细研究各种常用二极管（如整流二极管、稳压二极管、发光二极管）的工作原理、理想模型和工程模型，并分析其在整流电路和钳位电路中的应用。 第10章：稳压与限幅电路 本章侧重于二极管的实际应用。详细分析半波、全波和桥式整流电路的原理、输出波形和纹波系数的计算。介绍滤波电容的作用，并重点分析利用稳压二极管构成的简单并联稳压电路，理解其稳压机理和局限性。 第11章：晶体管基础：BJT 工作原理 引入双极性结型晶体管（BJT）的基本结构和工作模式（截止、饱和、放大区）。详细解释 BJT 的电流控制特性，重点分析共射极、共基极和共集电极三种基本组态的输入输出特性曲线。本章将建立晶体管的简化等效模型，为后续的交流小信号分析做准备。 第12章：BJT 直流偏置电路 强调直流偏置对于保证晶体管工作在放大区的关键性。详细分析定压式偏置、分压器偏置等几种主要的直流偏置组态，并演示如何利用负载线分析法来确定静态工作点（Q点），以及如何分析偏置电路的稳定性。 第13章：晶体管的小信号模型与放大器分析 利用混合 $pi$ 型等效模型对 BJT 进行小信号分析。详细推导共射极单级放大器的电压放大倍数、电流放大倍数、输入阻抗和输出阻抗的表达式。本章将从理论上揭示耦合电容、旁路电容在不同频率下的作用，从而理解放大电路的频率特性。 --- 第四部分：场效应管与基本电子系统 第14章：场效应晶体管（FET）导论 介绍场效应晶体管（JFET 和 MOSFET）的基本结构和工作原理，阐述其电压控制电流的特性，并对比其与 BJT 的主要区别（如输入阻抗高）。重点分析增强型和空穴型 MOSFET 的开关特性，为理解数字逻辑电路打下基础。 第15章：基本运算放大器（Op-Amp） 本书将运算放大器作为理想器件引入，重点介绍其高开环增益、高输入阻抗和低输出阻抗的理想特性。详细分析反相放大器、同相比例放大器、加法器和积分器等基本应用电路的输入输出关系，并讨论实际运放的失调电压、共模抑制比等非理想因素对电路性能的影响。 第16章：数字逻辑基础 从模拟世界过渡到数字世界。介绍二进制、八进制和十六进制数的表示和相互转换。详细讲解布尔代数的基本定律，分析 AND、OR、NOT、NAND、NOR 等基本逻辑门的工作原理和逻辑符号。通过卡诺图（K-Map）和布尔代数化简法，演示如何设计和简化组合逻辑电路。 第17章：时序逻辑与存储元件 介绍基本的存储单元，如基本 RS 锁存器、D 触发器和 T 触发器。讲解它们在时钟控制下的工作特性和状态转移图。通过基本触发器构建移位寄存器和计数器等简单系统，初步展示数字系统的时间域特性。 --- 总结与展望： 本书内容紧密围绕电子系统中最基础、最核心的元件和电路原理展开，旨在为读者提供一个坚实且全面的技术视野，使他们能够自信地应对后续更专业的电路设计、信号处理或微电子学课程的学习挑战。所有理论分析都旨在服务于工程实践，培养读者严谨的逻辑思维和分析问题的能力。
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