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出版者:Krieger Pub Co

作者:Markus Zahn

出品人:

页数:752

译者:

出版时间:2003-6-1

价格:USD 104.50

装帧:Hardcover

isbn号码:9781575242354

丛书系列:

图书标签:

• Theory
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• Electromagnetic
• 电磁场理论
• 电磁学
• 麦克斯韦方程
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基础电路分析：从基尔霍夫定律到网络拓扑 图书简介 《基础电路分析》是一本全面、深入探讨电路理论核心概念和分析方法的权威教材。本书旨在为电子工程、电气工程、物理学、计算机科学等多个工程技术领域的学生和专业人士提供坚实的理论基础和强大的实践工具。我们深知，电路是现代电子设备和能源系统的基石，理解其内在机理和分析方法是掌握任何高级技术领域的前提。因此，本书的编写严格遵循循序渐进的教学原则，内容组织逻辑严密，力求在概念的精确性与工程应用的直观性之间取得完美平衡。 第一部分：电路的基本元素与定律 本书的开篇聚焦于构建分析电路所需的最小构件和最基本的规则。我们首先详细介绍了电路的基本概念，包括电荷、电流、电压、电位差以及能量的概念，并严格区分了瞬时值、有效值和平均值的物理意义。 电阻与欧姆定律： 深入探讨了电阻的本质、材料特性及其对电路行为的影响。我们不仅详细阐述了欧姆定律，还引入了功率的概念，特别是焦耳定律在热管理和能耗分析中的应用。重点分析了电阻串联和并联的等效阻抗计算方法，并引入了电路中的节点和回路定义。 导纳与阻抗的初步概念： 在引入电容和电感之前，本书首先定义了导体的概念以及导纳作为电导倒数的重要性。虽然本书后续将深入探讨交流电路中的阻抗，但在本章中，我们为读者建立了“元件对电流流动的阻碍”的初步直观理解。 电容与电感： 这两个储能元件的介绍是本书的核心内容之一。对于电容器，我们详细分析了其结构、理想模型、极板上的电荷与电压关系，并探讨了串并联组合的等效容值计算。对于电感器，则深入讲解了磁场的概念，法拉第电磁感应定律的基础应用，以及自感和互感对电路的影响。我们强调了$v-i$关系在不同储能元件上的数学表达。 基尔霍夫定律（KCL & KVL）： 这两大法则是所有电路分析的基石。本书用清晰的数学推导和大量的实例，阐明了电荷守恒（KCL）和电压平衡（KVL）的物理基础。通过对节点和回路的精确识别，读者将学会如何将复杂的物理电路转化为可解的代数方程组。我们强调了回路电流法和节点电压法的基本构建步骤。 第二部分：电路分析的拓扑方法与化简技术 在掌握了基本定律之后，本书转向更系统化的分析方法，即如何简化复杂的电路结构，并高效地求解任意元件上的电压和电流。 电路拓扑学基础： 我们引入了分支、节点、回路、网格和端口等拓扑术语，为系统分析做准备。重点讲解了如何根据电路图识别出树（Tree）和基本回路（Fundamental Loop）的概念，这是理解图论在电路分析中应用的关键。 网格分析法（Mesh Analysis）： 详细讲解了基于回路电流的系统化求解方法。这包括设定独立回路电流、应用 KVL 建立方程组的过程，以及如何处理受控源。我们特别讨论了在存在桥式结构或共享支路时的方程建立技巧。 节点分析法（Nodal Analysis）： 阐述了基于节点电压的求解策略，侧重于应用 KCL。本书清晰区分了参考节点（地）的选择对计算的便利性。对于存在电压源连接的节点，我们引入了“超级节点”（Supernode）的概念及其处理方法，确保了该方法的通用性。 叠加定理（Superposition Theorem）： 这是一个强大的线性电路分析工具。本书不仅展示了如何通过“独立源”进行隔离和叠加来求解多源电路，还强调了其成立的先决条件——线性性。通过实例分析，读者将领悟其在解耦复杂问题中的优势。 戴维南/诺顿等效电路： 这是电路分析中最常用的简化技术。我们详细推导了戴维南等效电阻（$R_{Th}$）和诺顿等效电流（$I_N$）的计算方法，包括如何处理包含受控源的情况。最大功率传输定理作为戴维南等效电路的直接应用，被作为本章的重点内容进行探讨，并分析了其在匹配电路设计中的意义。 第三部分：储能元件与暂态响应分析 本部分将分析引入电容和电感后，电路对瞬时变化的响应，即暂态分析。 一阶电路分析（RL & RC Circuits）： 详细分析了仅含一个储能元件的电路响应。我们引入了时间常数 $ au$ 的概念，并推导了在直流激励下，电压和电流随时间指数变化的数学表达式。重点研究了电路“开路”和“短路”时的自然响应（Natural Response）以及零输入响应。 二阶电路分析（RLC Circuits）： 对于包含电阻、电容和电感的电路，其响应更为复杂。本书系统地介绍了特征方程的推导过程，并根据判别式，详尽分析了三种情况：过阻尼（Overdamped）、欠阻尼（Underdamped）和临界阻尼（Critically Damped）响应的物理意义和数学形式。 直流激励下的稳态分析： 结合一阶和二阶电路，分析了在 $t o infty$ 时，电容和电感在直流稳态下的等效行为（电容开路，电感短路）。 拉普拉斯变换的引入（初步）： 为了统一处理微分方程，本书在暂态分析的末尾引入了拉普拉斯变换的初步概念，主要用于将时间域的微分方程转化为更容易求解的复频域（s域）代数方程。我们重点讲解了如何用拉普拉斯变换表示电阻、电容和电感的阻抗形式，为后续交流稳态分析打下基础。 第四部分：正弦稳态分析与复数运算 本书的第四部分将电路分析从直流扩展到交流，这是理解信号处理和电力系统的关键一步。 复数与相量（Phasors）： 在深入分析交流电路之前，本书系统地回顾了复数代数，包括极坐标和直角坐标形式的转换，以及复数的加减乘除运算。然后，引入了相量（Phasor）的概念，说明了如何用复数来表示具有特定频率的正弦函数，从而将微分方程简化为代数方程。 交流电路中的阻抗与导纳： 详细推导了电阻、电容和电感在相量域下的复数阻抗表达式。读者将学习到电容具有“容抗”而电感具有“感抗”的概念。我们同样定义了复数导纳。 交流稳态分析技术： 在相量域中，所有用于直流电路的分析工具（如叠加定理、戴维南/诺顿等效电路、网格/节点分析）都可以直接应用。本书重点演示了如何应用这些工具来求解具有特定正弦激励的电路中，任意支路的电压和电流的幅值和相位。 交流功率分析： 交流电路分析的另一重要方面是功率。本书全面介绍了瞬时功率、平均功率（有功功率 $P$）和无功功率（$Q$）的概念，并引入了视在功率（$S$）和功率因数。通过功率三角形的几何解释，读者能清晰理解电路中能量的交换过程。同时，还讲解了单相和三相电路中的功率计算方法。 本书的结构确保了读者在掌握了基础的直流分析技能后，能够平稳过渡到更复杂的交流和暂态分析，最终为学习电磁场理论、信号系统和电力电子学等高级课程奠定不可动摇的分析基础。全书配有大量的例题、习题和工程应用实例，旨在培养读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。

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这本书的封面设计就透着一股专业范儿，那种深邃的蓝色搭配简洁的白色字体，非常有辨识度，一眼就能看出这是一本硬核的学术著作。拿在手里，能感受到它沉甸甸的分量，这本身就暗示着内容的深度和广度。我翻开目录，看到那些熟悉的专业术语，比如“标量势”、“矢量势”、“亥姆兹方程”，顿时就勾起了我对大学时期学习这段内容的强烈回忆。当时觉得电磁场理论是个非常迷人的学科，但同时也觉得有些抽象，尤其是在理解那些高维度的数学描述时，常常会感到力不从心。我非常期待这本书中关于“电磁波与物质的相互作用”的论述，想知道电磁场在不同的介质中会发生怎样的变化，以及这些变化如何影响我们日常生活中的一些现象，例如光学效应或者磁共振成像的原理。这本书的印刷质量也非常高，纸张的触感很好，字迹清晰，公式的排版也显得很工整，这对于需要反复查阅和理解的学生来说，是非常友好的。我相信，通过认真研读这本书，我一定能对电磁场理论有一个更系统、更深入的理解，也能进一步认识到它在现代科技发展中的核心地位。

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这本书的质感很不错，拿在手里感觉很扎实，封面设计也相当有品味，没有那种浮夸的元素，而是给人一种沉静、内敛的感觉，这种设计风格我非常喜欢，因为它暗示着这本书的内容同样是严谨和深刻的。我尤其关注书中的“边界条件”部分，总觉得这是理解电磁场在不同区域之间行为的关键。大学的时候，这部分内容我总是觉得有些模棱两可，希望能在这本书里找到更清晰、更透彻的讲解，最好能有配图或者具体的例子来辅助理解。我也很期待书中关于“电磁辐射”的章节，毕竟我们现在生活在一个信息爆炸的时代，无线通信无处不在，理解电磁波的产生、传播和接收的原理，对于我们认识这个世界有着至关重要的意义。这本书的排版很合理，公式看起来清晰明了，不会让人感到眼花缭乱。总的来说，这本书给我一种“厚积薄发”的感觉，它不追求短平快，而是鼓励读者去深入探索，去思考，去领悟。我期待这本书能带给我一次高质量的学习体验，让我能够更好地掌握电磁场理论的核心概念。

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这本书，我拿到手后，第一感觉就是沉甸甸的，厚实感十足，拿在手里就觉得内容分量很足，充满了知识的重量。书的封面设计简洁大气，虽然是关于电磁场理论这样相对枯燥的学科，但封面配色和字体选择都显得很专业，没有花里胡哨的设计，让人一眼就能感受到这本书的严谨和学术性。翻开目录，看到那些熟悉的专业术语，比如“麦克斯韦方程组”、“电磁波传播”、“边界条件”等等，瞬间勾起了我对大学时期学习这段内容的记忆。当时学的时候，虽然觉得深奥，但也着迷于电磁场这种无形的力量如何塑造我们周围的世界，如何驱动现代科技的发展。这本书的排版很舒服，字体大小适中，行间距也够宽，阅读起来不会觉得压抑。图例和公式的排布也很合理，看起来条理清晰，对于我这种需要反复对照理解的人来说，这点非常重要。我特别期待书中关于电磁波的章节，希望能从中找到更多关于无线通信、微波技术等实际应用的理论基础，从而更好地理解我们日常生活中无处不在的无线信号是如何工作的。这本书的气质，就是那种可以让你沉下心来，慢慢钻研，细细品味的学术著作，它不追求快速的阅读体验，而是鼓励读者进行深入的思考和探索。

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拿到这本书的时候，我最先注意到的是它的纸张质量，触感非常棒，摸上去有一种细腻而略带韧性的感觉，印刷也很清晰，文字锐利，图片细节丰富，整体感觉非常高档。封面的设计虽然简约，但却透出了浓厚的学术气息，一点也不花哨，反而显得十分沉稳大气，一看就知道是那种内容扎实的经典著作。我随手翻了几页，发现里面的章节划分非常清晰，标题也很具有概括性，让人一眼就能大致了解该部分的内容。我尤其对书中关于“电磁场与物质相互作用”的部分感到好奇，一直以来，我都对电磁场如何影响和改变物质的性质充满兴趣，比如在材料科学、医学影像等领域，电磁场扮演着怎样的关键角色。这本书的编排方式，似乎能够让我从基础理论出发，逐步深入到这些应用层面，这正是我所期望的。而且，我一直觉得，学习物理学就是要多看、多想、多做，这本书厚实的篇幅，为我提供了足够多的思考空间和学习素材。我相信，通过对这本书的学习，我一定能对电磁场理论有更全面、更深刻的认识，也能为我日后的学习和研究打下坚实的基础。

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老实说，这本书的厚度着实让我有点望而却步，但也正是这种“厚重感”让我对其内容充满了期待。我一直对物理学中的核心理论非常感兴趣，而电磁场理论无疑是其中最 fundamental 的一部分。这本书的装帧设计非常用心，封面上那种低饱和度的色彩搭配，加上沉稳的字体，给人一种非常专业、值得信赖的感觉，完全不像那些只注重外观的书籍。我翻阅了几页，里面的公式和推导过程写得非常详尽，看得出来作者在编排上花费了不少心思。我比较关注书里面关于电磁场的数学描述和物理意义的结合，希望能找到一种更直观、更容易理解的方式来把握那些抽象的概念。大学时期学的时候，有时候会觉得理论推导过程过于繁琐，希望能在这本书里找到一些更具启发性的讲解，比如通过一些物理场景的模拟或者更生动的类比来帮助理解。而且，我一直对一些电磁现象的“为什么”充满好奇，比如为什么高频信号会受到集肤效应的影响，或者不同介质中的电磁波传播会有什么区别。这本书似乎能解答我这些疑惑，我非常期待能从中获得更深入的理解，也希望能通过这本书，进一步拓展我在物理学领域的知识边界。

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