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第1章 电路的基本概念与基本定律 1

1.1 电路与电路模型 1

1.1.1 电路 1

1.1.2 电路模型 1

1.1.3 电路图 2

1.2 电路的基本物理量 4

1.2.1 电流 4

1.2.2 电压、电位、电动势 5

1.2.3 电功率 6

1.3 线性电阻元件 8

1.3.1 电阻伏安关系 8

1.3.2 电阻功率 8

1.4 独立源和受控源 9

1.4.1 独立电压源 9

1.4.2 独立电流源 10

1.4.3 受控源 10

1.5 基尔霍夫定律 12

1.5.1 基本概念 12

1.5.2 基尔霍夫电流定律 12

1.5.3 基尔霍夫电压定律 14

1.6 实践项目 电位、电压的测定及电位图的绘制 16

1.6.1 任务1 测量电位和电压 17

1.6.2 任务2 绘制电位图 17

1.7 实践项目 基尔霍夫定律的验证 18

1.7.1 任务1 验证基尔霍夫电流定律 18

1.7.2 任务2 验证基尔霍夫电压定律 19

1.8 习题 20

第2章 直流电路的分析与计算 24

2.1 线性电阻网络等效变换 24

2.1.1 电阻的串联、并联和混联及其等效变换 24

2.1.2 电阻星形联结和三角形联结 26

2.2 电源等效变换 28

2.2.1 独立源等效变换 28

2.2.2 受控源等效变换 30

2.3 支路电流法 32

2.4 节点电位法 33

2.4.1 节点方程及其一般形式 34

2.4.2 节点法解题步骤 35

2.5 网孔电流法 38

2.5.1 网孔方程及其一般形式 38

2.5.2 网孔法解题步骤 39

2.6 叠加定理、齐性定理与替代定理 41

2.6.1 叠加定理 41

2.6.2 齐性定理 44

2.6.3 替代定理 44

2.7 戴维南定理与诺顿定理 46

2.7.1 戴维南定理 46

2.7.2 诺顿定理 49

2.8 最大功率传输定理 50

2.9 实践项目 验证叠加定理和替代定理 54

2.9.1 任务1 验证叠加定理 54

2.9.2 任务2 验证替代定理 55

2.10 实践项目 测试有源二端网络和验证戴维南定理 55

2.10.1 任务1 有源二端网络测试 56

2.10.2 任务2 验证戴维南定理 57

2.11 习题 58

第3章 动态电路的时域分析 64

3.1 动态元件 64

3.1.1 电感元件 64

3.1.2 电容元件 65

3.2 换路定律及初始值的确定 66

3.2.1 电路的过渡过程与换路定律 66

3.2.2 电路初始值的确定 68

3.3 一阶电路的零输入响应 71

3.3.1 概述 71

3.3.2 RC电路零输入响应 71

3.3.3 RL电路的零输入响应 74

3.4 一阶电路的零状态响应 76

3.4.1 RC电路的零状态响应 76

3.4.2 RL电路的零状态响应 77

3.5 一阶电路的全响应 79

3.5.1 全响应 79

3.5.2 三要素法 81

3.6 阶跃函数和阶跃响应 83

3.6.1 阶跃函数 83

3.6.2 阶跃响应 85

3.7 实践项目 一阶电路的响应测试 86

3.7.1 任务1 Multisim仿真软件的使用 86

3.7.2 任务2 观察电容的充电、放电过程 87

3.7.3 任务3 方波输入的响应 88

3.8 习题 89

第4章 正弦交流电路 92

4.1 正弦量的基本概念 92

4.1.1 瞬时值、最大值、有效值 92

4.1.2 周期、频率、角频率 94

4.1.3 相位、初相、相位差 94

4.2 正弦量的相量表示 96

4.2.1 复数及其运算 96

4.2.2 正弦量的相量表示 98

4.2.3 相量图 99

4.3 正弦交流电路中的元器件 100

4.3.1 正弦电路中的基本元器件 100

4.3.2 阻抗 103

4.3.3 导纳 106

4.3.4 阻抗与导纳的串并联 107

4.4 正弦交流电路的分析 108

4.4.1 正弦交流电路的相量分析法 108

4.4.2 正弦交流电路的相量图解法 112

4.5 正弦交流电路的功率 113

4.5.1 电路基本元器件的功率 113

4.5.2 无源线性二端网络的功率 116

4.5.3 功率因数的提高 118

4.6 正弦交流电路中的谐振现象 120

4.6.1 串联谐振 120

4.6.2 并联谐振 123

4.7 实践项目 交流电路的测量 125

4.7.1 任务1 感性电路的测量 125

4.7.2 任务2 容性电路的测量 127

4.8 实践项目 并联电容提高功率因数 129

4.8.1 任务1 功率因数与并联电容的关系 129

4.8.2 任务2 将功率因数提高到特定值 130

4.9 实践项目 选频电路的设计实现 132

4.9.1 任务1 LC选频电路的设计实现 132

4.9.2 任务2 文氏桥选频电路的设计实现 133

4.10 习题 135

第5章 三相交流电路 139

5.1 三相交流电源 139

5.1.1 对称三相电压 139

5.1.2 三相电源的星形和三角形联结 140

5.1.3 三相电压的相序 142

5.2 对称三相电路的计算 142

5.2.1 概述 142

5.2.2 对称负载星形联结的三相电路 143

5.2.3 对称负载三角形联结的三相电路 145

5.3 不对称三相电路的计算 146

5.4 三相电路的功率及其测量 147

5.4.1 三相电路的功率计算 147

5.4.2 三相电路的功率测量 149

5.5 实践项目 三相电路的联结和测量 150

5.5.1 任务1 三相电路的仿真 151

5.5.2 任务2 三相负载星形联结时的电压、电流及功率的测量 152

5.5.3 任务3 三相负载三角形联结时的电压、电流及功率的测量 153

5.6 习题 155

第6章 互感电路及磁路 156

6.1 互感电路的基本知识 156

6.1.1 互感的概念 156

6.1.2 互感线圈的同名端 157

6.1.3 互感线圈的伏安关系 159

6.2 互感电路的计算 159

6.2.1 正弦交流互感电路的分析法 160

6.2.2 耦合电感的去耦等效电路分析法 161

6.3 磁路的基本知识 165

6.3.1 磁路的概念 165

6.3.2 磁路的基本物理量 167

6.3.3 磁路的电磁定律 168

6.3.4 铁磁材料的磁性能 171

6.4 磁路分析 172

6.4.1 直流磁路分析 172

6.4.2 交流磁路分析 173

6.5 实践项目 互感线圈的测量 174

6.5.1 任务1 互感线圈同名端的判别 174

6.5.2 任务2 互感线圈的互感测量 175

6.6 习题 178

第7章 线性动态电路的复频域分析 179

7.1 拉普拉斯变换及其性质 179

7.1.1 拉普拉斯变换的定义 179

7.1.2 拉普拉斯变换的基本性质 180

7.1.3 常用信号的拉普拉斯变换 180

7.2 拉普拉斯反变换 181

7.3 动态线性电路的复频域模型 184

7.3.1 基尔霍夫定律的复频域形式 184

7.3.2 动态电路元件的s域模型 184

7.4 线性电路的复频域法求解 186

7.4.1 线性电路的复频域等效模型 186

7.4.2 线性电路的复频域法求解 187

7.5 习题 188

第8章 非正弦周期电流电路的稳态分析 190

8.1 非正弦周期函数的傅里叶级数展开式 190

8.1.1 非正弦周期电流电路的基本概念 190

8.1.2 非正弦周期函数的傅里叶级数展开式详述 192

8.1.3 非正弦周期函数的傅里叶级数展开式的简化 194

8.1.4 非正弦周期函数的傅里叶级数查表求法 194

8.2 非正弦周期量的基本知识 195

8.2.1 有效值、平均值、平均功率 195

8.2.2 有效值、平均值、平均功率的计算 198

8.3 非正弦周期电流电路的稳态分析 199

8.4 习题 200

附录 Multisim 8.0与电路仿真 202

习题答案 209

参考文献 215