電路分析基礎

目錄

 

 

基礎理論篇

第1章電路的基本概念與定律3

1.1電路分析概述3

1.2電路和電路模型4

1.2.1實際電路與電路模型5

1.2.2集總參數和分布參數6

1.3電路變量6

1.3.1電流及其參考方向6

1.3.2電壓及其參考方向7

1.3.3電功率與能量8

1.4電阻元件9

1.4.1電阻元件的定義9

1.4.2線性電阻的伏安關系11

1.4.3非線性電阻12

1.5電源元件12

1.5.1電壓源12

1.5.2電流源13

1.6受控電源模型13

1.7基爾霍夫定律15

1.7.1基爾霍夫電流定律15

1.7.2基爾霍夫電壓定律16

1.8應用實例——特高壓輸電技術18

1.8.1案例簡介18

1.8.2電路分析19

1.8.3仿真實驗20

思維導圖21

習題122第2章電阻電路的一般分析法28

2.1電路的等效變換28

2.1.1電阻的串聯與並聯28

2.1.2電阻星形聯結與三角形聯結的等效31

2.1.3輸入電阻33

2.1.4電源的串聯與並聯35

2.1.5實際電源的等效變換36

2.2拓撲圖基本概念40

2.2.1電路拓撲圖40

2.2.2基本概念41

2.3支路電流法42

2.3.12b法42

2.3.2支路電流法分析43

2.4網孔電流法45

2.4.1網孔電流法概述46

2.4.2含電流源電路的網孔電流法48

2.4.3含受控電源電路的網孔電流法49

2.4.4回路電流法50

2.5節點電壓法51

2.5.1節點電壓法概述52

2.5.2含電壓源電路的節點電壓法53

2.5.3含受控電源電路的節點電壓法54

2.6應用實例——溫度測量56

2.6.1案例簡介56

2.6.2案例電路分析56

2.6.3案例仿真實驗59

思維導圖60

習題261第3章電路的基本定理70

3.1疊加定理與齊次定理70

3.1.1疊加定理70

3.1.2齊次定理73

3.2替代定理74

3.3戴維南定理與諾頓定理75

3.3.1戴維南定理75

3.3.2諾頓定理79

3.4最大功率傳輸定理81

3.5特勒根定理84

3.6應用實例——太陽能電池85

3.6.1案例簡介85

3.6.2案例電路分析86

3.6.3案例仿真實驗87

思維導圖89

習題389

動態電路篇

第4章一階動態電路的時域分析97

4.1動態元件97

4.1.1電感元件97

4.1.2電容元件99

4.2動態電路的基本概念102

4.2.1動態電路分析方法102

4.2.2換路定律103

4.3一階響應及三要素法 103

4.3.1方程形式103

4.3.2三要素法105

4.4階躍響應和沖激響應107

4.4.1階躍響應107

4.4.2沖激響應108

4.5應用實例——直流穩壓電源110

4.5.1案例簡介110

4.5.2案例電路分析110

4.5.3案例仿真實驗112

思維導圖114

習題4115

交流系統篇

第5章正弦穩態電路分析119

5.1正弦量的基本概念119

5.1.1正弦量的三要素119

5.1.2復數及其運算123

5.1.3正弦量的相量表示124

5.1.4相量圖124

5.2電路定律的相量形式126

5.2.1基本元件的相量模型126

5.2.2基爾霍夫定律的相量形式129

5.3電路的相量模型131

5.3.1阻抗與導納131

5.3.2阻抗串並聯134

5.4正弦穩態電路相量分析135

5.4.1簡單正弦穩態電路的分析135

5.4.2復雜正弦穩態電路的分析137

5.5正弦穩態電路的功率及功率因數的提高139

5.5.1正弦穩態電路的功率139

5.5.2功率因數的提高144

5.6最大功率傳輸146

5.7RLC諧振電路148

5.7.1RLC串聯諧振電路148

5.7.2RLC並聯諧振電路150

5.7.3諧振電路的頻率特性151

5.8應用實例154

5.8.1案例簡介——接地保護電路154

5.8.2案例電路分析155

5.8.3案例仿真實驗157

思維導圖158

習題5159第6章耦合電感與理想變壓器電路分析167

6.1耦合電感的模型167

6.1.1互感的概念167

6.1.2耦合電感的電壓168

6.2耦合電感電路計算169

6.2.1串聯同向耦合電路計算169

6.2.2串聯反向耦合電路計算170

6.2.3並聯同側耦合電路計算170

6.2.4並聯異側耦合電路計算171

6.3變壓器173

6.3.1變壓器的基本結構173

6.3.2變壓器的工作原理174

6.3.3含理想變壓器的電路計算176

6.4應用實例177

6.4.1案例簡介177

6.4.2電路分析178

6.4.3仿真實驗179

思維導圖180

習題6181第7章三相電路183

7.1三相電路的概念183

7.1.1星形聯結185

7.1.2三角形聯結187

7.1.3三相電路中的電壓與電流189

7.2對稱三相電路的計算189

7.3非對稱三相電路的分析193

7.4三相電路的功率194

7.5應用實例196

思維導圖201

習題7201第8章非正弦穩態電路204

8.1非正弦周期信號的傅裏葉級數分解204

8.1.1非正弦周期信號204

8.1.2傅裏葉級數分解205

8.2非正弦周期信號的有效值、平均值和平均功率209

8.2.1非正弦周期信號的有效值209

8.2.2非正弦周期信號的平均值210

8.2.3非正弦周期信號的平均功率211

8.3非正弦周期信號穩態電路的計算213

8.4應用實例——555定時器215

8.4.1案例簡介215

8.4.2電路分析216

8.4.3方波頻譜分析217

8.4.4仿真實驗218

思維導圖219

習題8220

現代分析方法篇

第9章動態電路的復頻域分析225

9.1拉普拉斯變換與逆變換225

9.1.1拉普拉斯變換的定義225

9.1.2拉普拉斯變換的基本性質227

9.1.3拉普拉斯逆變換的部分分式展開法229

9.2運算電路232

9.2.1基爾霍夫定律的運算形式232

9.2.2電路元件的VCR的運算形式232

9.3動態電路的復頻域分析234

9.4應用實例237

思維導圖240

習題9241第10章二端口網絡244

10.1二端口網絡參數244

10.1.1二端口網絡的相關概念244

10.1.2Z參數245

10.1.3Y參數246

10.1.4A(T)參數247

10.1.5H參數248

10.2二端口網絡等效電路250

10.2.1二端口網絡端口伏安特性250

10.2.2無受控電源二端口網絡電路的等效電路251

10.2.3有受控電源二端口網絡電路的等效電路252

10.3二端口網絡的互連253

10.3.1串聯254

10.3.2並聯254

10.3.3級聯255

10.4應用實例——晶體三極管電路256

10.4.1案例簡介256

10.4.2電路分析259

10.4.3仿真實驗259

思維導圖263

習題10263