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1 电路模型和基本定律 1

1.1 电路和电路模型 1

1.1.1 电路 1

1.1.2 电路模型 1

1.2 电路变量 2

1.2.1 电流 2

1.2.2 电压与电位 3

1.2.3 功率和能量 4

1.3 电阻元件 6

1.4 独立电源 7

1.4.1 电压源 7

1.4.2 电流源 8

1.5 受控电源 8

1.6 基尔霍夫定律 9

1.6.1 电路中的几个专用名词 10

1.6.2 基尔霍夫电流定律 10

1.6.3 基尔霍夫电压定律 11

1.7 电阻连接及其等效变换 14

1.7.1 电阻串联 14

1.7.2 电阻并联 16

1.7.3 电阻的混联 17

1.7.4 电阻星形连接与三角形连接的等效变换 20

1.7.5 用电阻等效化简计算电路 22

1.8 电源连接及其等效变换 24

1.8.1 理想电源的串联和并联 24

1.8.2 理想电源与任意元件的串联和并联 24

1.8.3 实际电源的等效变换 25

1.9 学习指导 29

习题 30

2 线性电阻网络分析 33

2.1 支路电流法 33

2.2 回路电流法 35

2.2.1 回路方程及其一般形式 36

2.2.2 电路中含有理想电流源支路 38

2.2.3 电路中含有受控源 39

2.3 节点电压法 39

2.3.1 节点方程及其一般形式 39

2.3.2 电路中存在理想电压源支路 41

2.3.3 电路中存在电流源与电阻串联支路 42

2.3.4 电路中含有受控源 43

2.4 替代定理 43

2.5 齐性定理和叠加定理 45

2.5.1 齐性定理 45

2.5.2 叠加定理 46

2.6 等效电源定理 48

2.6.1 戴维南定理 48

2.6.2 诺顿定理 53

2.7 学习指导 56

习题 56

3 线性动态电路暂态过程的时域分析 60

3.1 动态元件 60

3.1.1 电容元件 60

3.1.2 电感元件 63

3.2 动态电路的暂态过程及初始条件的确定 65

3.2.1 动态电路的暂态过程 65

3.2.2 初始条件的确定 66

3.3 一阶电路的零输入响应 68

3.3.1 一阶RC电路的零输入响应 69

3.3.2 一阶RL电路的零输入响应 71

3.4 一阶电路的零状态响应 74

3.4.1 一阶RC电路的零状态响应 74

3.4.2 一阶RL电路的零状态响应 75

3.5 求解一阶电路全响应的三要素方法 77

3.5.1 一阶电路的全响应 77

3.5.2 三要素方法 78

3.6 一阶电路的阶跃响应 82

3.7 一阶电路的冲击响应 86

3.7.1 单位脉冲函数和单位冲击函数 86

3.7.2 冲击响应 87

3.8 二阶电路的零输入响应 90

3.8.1 δ>ω0非振荡放电过程 91

3.8.2 δ<ω0振荡放电过程 93

3.8.3 δ＝ω0临界情况 96

3.9 二阶电路的阶跃响应 98

3.9.1 R>2？非振荡充电过程 98

3.9.2 R<2？振荡充电过程 99

3.9.3 R＝2？临界情况 100

3.10 学习指导 101

习题 103

4 正弦电路的稳态分析 107

4.1 正弦量的基本概念 107

4.1.1 正弦量的三要素 107

4.1.2 正弦量的相位差 107

4.1.3 正弦量的有效值 108

4.2 正弦量的相量表示 109

4.2.1 复数 110

4.2.2 正弦量的相量表示 112

4.3 电路基本定律的相量形式 113

4.3.1 基尔霍夫定律的相量形式 113

4.3.2 RLC元件伏安关系的相量形式 114

4.4 复阻抗、复导纳及其等效变换 118

4.4.1 RLC串联及复阻抗 118

4.4.2 RLC并联及复导纳 120

4.4.3 复阻抗与复导纳的等效变换 123

4.5 正弦稳态电路的功率 125

4.5.1 瞬时功率和平均功率 125

4.5.2 视在功率和无功功率 127

4.5.3 最大功率的传输 128

4.6 正弦稳态电路的计算 130

4.6.1 二端网络的简化 130

4.6.2 用基本定理和列电路方程计算正弦稳态电路 131

4.6.3 用电压、电流有效值关系求解 134

4.6.4 要求两条支路电压或电流间满足一定相位关系 135

4.7 三相电路简述 136

4.7.1 三相电源 136

4.7.2 三相电源的连接 137

4.7.3 对称三相电路的计算 141

4.7.4 三相电路的功率 145

4.8 含耦合电感电路的分析与计算 148

4.8.1 互感元件的伏安关系及其相量模型 148

4.8.2 含互感元件电路的分析与计算 151

4.8.3 几种变压器 155

4.9 学习指导 158

习题 158

5 谐振电路与周期非正弦稳态电路 165

5.1 串联谐振电路 165

5.2 并联谐振电路 170

5.3 非正弦周期电流和电压 174

5.4 周期函数分解为傅里叶级数 176

5.5 非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率 180

5.6 周期非正弦稳态电路的分析与计算 182

5.7 滤波器的概念 186

5.7.1 低通滤波器 186

5.7.2 高通滤波器 186

5.7.3 带通滤波器 187

5.7.4 带阻滤波器 187

5.8 学习指导 189

习题 190

6 二端口网络 194

6.1 二端口网络的参数 194

6.1.1 二端口网络的Y参数 194

6.1.2 二端口网络的Z参数 197

6.1.3 二端口网络的A参数 199

6.1.4 二端口网络的H参数 200

6.2 二端口网络的特性阻抗 202

6.3 二端口网络的等效电路 205

6.4 学习指导 207

习题 207

7 非线性电路 210

7.1 非线性元件的特性 210

7.1.1 二端非线性电阻元件 210

7.1.2 二端非线性电容元件 211

7.1.3 二端非线性电感元件 212

7.2 非线性电阻电路的图解分析法 212

7.2.1 曲线相交法 212

7.2.2 曲线相加法 214

7.3 非线性电阻电路的数值分析法 217

7.4 非线性电阻电路的小信号分析法 221

7.4.1 非线性电阻元件的小信号特性 221

7.4.2 非线性电阻电路的小信号分析方法 222

7.5 非线性电路的动态方程 225

7.6 学习指导 226

习题 228

8 OrCAD/PSpice和MATLAB在电路中的应用 230

8.1 OrCAD/PSpice在电路理论分析中的应用 230

8.2 MATLAB在电路分析中的应用 235

8.2.1 基于MATLAB的直流电路回路电流法 235

8.2.2 基于MATLAB的节点电压法 238

8.2.3 基于MATLAB的双口网络参数转换 247

8.2.4 基于MATLAB的数值分析法 250

习题答案 253

参考文献 259