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第1章 基本概念 1

1.1 电路 1

1 什么是电路？ 1

2 电路的作用？ 1

3 什么是电路模型？它与实际电路的区别是什么？ 2

4 电路分析的基本流程 3

5 什么是集总参数电路？什么是分布参数电路？ 3

6 什么是动态电路？ 4

7 什么是线性元件？什么是线性电路？ 4

8 线性电路的两个性质 5

9 什么是时变电路？什么是非时变电路？ 6

10 什么是无源电路？什么是有源电路？ 6

1.2 电压、电流及其参考方向 9

1 电流是如何定义的？ 9

2 电压、电位、电动势的概念及相互关系是怎样的？ 11

3 为什么要设参考方向？ 12

4 如何表示电压和电流的参考方向？ 13

5 什么是关联参考方向和非关联参考方向？ 14

1.3 功率 15

1 如何用电压电流表示一个二端元件（网络）吸收的功率？ 15

2 从功率的角度，电阻和电源的电压电流参考方向的选取方法有什么不同？ 17

本章主要知识点汇总 18

仿真与实验 18

习题 19

参考文献 19

第2章 元件与基尔霍夫定律 20

2.1 电阻 20

1 电阻元件的电气性能 20

2 任意阻值的电阻都能买到吗？ 21

3 购买电阻至少要提供哪些参数？ 22

4 电阻元件是电阻器的一个电气模型 23

2.2 独立电源 23

1 独立电压源是实际电压源的一个电气模型 23

2 独立电压源和独立电流源的特性 24

3 独立源是线性元件吗？ 25

4 实际电压源和实际电流源的模型 26

2.3 受控元件 26

1 端口和端口特性 27

2 受控电阻和受控电源 27

3 线性受控源有哪些类型？ 28

4 线性受控源是二端口网络 29

5 线性受控源不是源 30

2.4 基尔霍夫定律 31

1 什么叫支路？什么叫节点？什么叫回路？ 31

2 什么是平面电路？什么叫网孔？什么叫路径？ 32

3 KCL和广义KCL 33

4 KVL和广义KVL 34

2.5 2b法 35

1 电路的两类约束 35

2 2b法 35

3 什么是独立节点？什么是独立回路？ 36

本章主要知识点汇总 38

习题 38

参考文献 40

第3章 电阻和电源的等效变换 41

3.1 电阻的串联与并联 41

1 何谓等效？ 41

2 什么是串联？电阻的串联分压是怎么回事？ 42

3 什么是并联？电阻／电导的并联分流是怎么回事？ 43

3.2 平衡电桥 45

1 什么是电桥？ 45

2 什么是平衡电桥？ 46

3 平衡电桥具有怎样的特性？如何用其化简电路？ 47

3.3 Y-Δ变换 48

1 什么是Y-Δ变换？ 48

2 如何用Y-Δ变换化简非简单串并联电路？ 49

3 包含电阻和受控源的一端口网络可以等效为什么？ 50

4 如何求不含独立源的一端口网络的等效电阻？ 53

3.4 电源的等效变换 54

1 如何对独立源的串联和并联连接进行等效变换？ 54

2 实际电压源电路模型和实际电流源电路模型的等效变换 57

3 含独立源一端口网络的几个参数 59

4 最大功率传输 60

本章主要知识点汇总 61

习题 62

参考文献 63

第4章 运算放大器 64

4.1 运算放大器的主要参数 64

1 为什么需要能量／信号处理子电路？ 64

2 能量／信号处理为什么需要多级电路？ 65

3 能量／信号处理子电路需要用几个方程来描述其端口u-i特性？ 65

4 能量／信号处理子电路的几个参数 66

5 运算放大器的电路符号和几个关键参数 67

4.2 运算放大器的电路模型 70

1 运算放大器有几个工作区？ 70

2 运算放大器在不同工作区的电路模型各是什么？ 71

3 运算放大器为什么有两个输入端？ 72

4 直接应用运算放大器不好使 72

5 负反馈 73

6 理想运算放大器模型 76

4.3 由理想运算放大器构成的负反馈电路分析 78

1 含运算放大器电路的分析过程 78

2 含负反馈理想运算放大器电路的分析举例 79

本章主要知识点汇总 83

仿真与实验 84

习题 85

参考文献 87

第5章 MOSFET 88

5.1 MOSFET的电路模型 88

1 什么是MOSFET？ 88

2 MOSFET的电路符号和u-i特性是怎样的？ 89

3 MOSFET的简化u-i特性和对应的电路模型是怎样的？ 92

5.2 用MOSFET构成逻辑门电路 93

1 都有哪些逻辑门电路，它们的逻辑功能是什么？ 93

2 如何用MOSFET构成反相器和缓冲器？ 94

3 如何用MOSFET构成与非门和与门？ 96

4 如何用MOSFET构成或非门和或门？ 98

5 为什么需要CMOS？如何构成CMOS？ 98

本章主要知识点汇总 100

仿真与实验 100

习题 101

参考文献 101

第6章 二端口网络 102

6.1 二端口网络的基本概念 102

1 什么是二端口网络？ 102

2 在端口节点间额外连接支路有可能破坏端口条件 103

6.2 描述线性二端口网络的参数 103

1 描述二端口网络的参数有多少种？ 103

2 所有的二端口网络都具有上述6种参数吗？ 105

3 如何求给定二端口的参数？ 105

4 什么是互易二端口？什么是对称二端口？它们的参数有何特点？ 109

6.3 二端口网络的等效电路 112

1 为什么要研究二端口的等效电路？ 112

2 如何便捷地得到互易二端口的等效电路？ 112

3 如何得到一般二端口的等效电路？ 113

6.4 二端口网络的连接 114

1 二端口网络的级联 115

2 二端口网络的并联 115

3 二端口网络的串联 117

4 为什么要研究那么多种二端口参数？ 118

本章主要知识点汇总 119

习题 119

参考文献 121

第7章 电路的一般分析方法 122

7.1 节点电压法 122

1 关于减少方程数量的思考 122

2 节点电压法的核心是什么？ 123

3 节点电压法的标准形式是什么？ 124

4 节点电压法如何处理无伴电压源支路？ 127

5 节点电压法如何处理受控源？ 129

7.2 回路电流法 130

1 什么是回路电流？ 131

2 回路电流法的核心是什么？ 132

3 回路电流法的标准形式是什么？ 133

4 回路电流法如何处理电流源？ 135

5 回路电流法如何处理受控源？ 138

6 节点电压法和回路电流法如何选择？ 139

本章主要知识点汇总 140

习题 140

参考文献 142

第8章 电路定理 143

8.1 叠加定理 143

1 什么是线性系统？线性系统的两个基本性质是什么？ 143

2 叠加定理的内容及适用范围 143

3 独立源不作用在电路中表现为什么形式？ 143

4 在应用叠加定理时受控源应该如何处理？ 144

5 由叠加定理推导出的齐性定理 146

8.2 戴维南定理和诺顿定理 146

1 戴维南定理的内容及适用范围 146

2 如何求一个含源一端口电路的戴维南等效电路？ 147

3 诺顿定理的内容及适用范围 148

4 戴维南定理的应用注意事项和典型应用场合 150

8.3 替代定理 151

1 替代定理的内容及适用范围 152

2 替代与等效的区别 152

3 应用替代定理的注意事项 152

8.4 特勒根定理 153

1 特勒根定理的内容及适用范围 153

2 特勒根定理的证明 154

8.5 互易定理 155

8.6 对偶原理 158

1 什么是对偶？ 158

2 对偶原理的内容及适用范围 158

3 如何画出一个电路的对偶电路？ 159

本章主要知识点汇总 159

仿真与实验 159

习题 160

参考文献 162

第9章 非线性电阻电路 163

9.1 非线性电阻 163

1 什么是非线性电阻？ 163

2 非线性电阻电路与线性电阻电路的区别 164

3 非线性电阻的静态电阻和动态电阻 165

4 非线性电路存在唯一解的条件 166

9.2 非线性电阻电路的解析解法和图解法 167

1 非线性电阻电路的解析解法 167

2 非线性电阻电路的图解法 168

9.3 非线性电阻电路的分段线性解法 168

1 什么是分段线性解法？ 168

2 分段线性解法的步骤 171

9.4 非线性电阻电路的小信号分析法 173

1 什么是非线性电路的小信号分析法？ 173

2 典型元件的小信号模型 174

3 放大器 175

本章主要知识点汇总 178

仿真与实验 178

习题 178

参考文献 180

第10章 一阶电路 181

10.1 电容元件 181

1 电容元件的定义 181

2 线性电容的电压电流关系 182

3 电容中储存的能量 182

4 电容的串联和并联 182

10.2 电感元件 183

1 电感元件的定义 183

2 电感的电压电流关系 184

3 电感的储能 184

4 电感的串联和并联 185

10.3 动态电路的基本概念 185

1 动态电路与电阻电路的区别 185

2 动态电路的过渡过程 186

10.4 动态电路的初值 187

1 换路定律 187

2 求动态电路的初值 189

10.5 一阶动态电路的经典解法 191

1 强制响应与自由响应 191

2 一阶RC电路的时间常数 194

3 一阶RL电路的时间常数 195

10.6 一阶动态电路的直觉解法——三要素法 196

1 三要素法求解一阶电路 196

2 用三要素法分析脉冲激励下的一阶RC电路 199

10.7 零输入响应和零状态响应 201

1 零输入响应 201

2 零状态响应 202

10.8 一阶动态电路的应用 203

1 由MOSFET构成的逻辑门的传输延迟 204

2 微分器和积分器 208

3 滞回比较器 209

4 脉冲发生器 212

5 利用电容平滑整流电路的输出 214

6 降压斩波电路——Buck电路 216

10.9 单位阶跃函数和单位阶跃响应 218

1 单位阶跃函数及其延迟 218

2 单位阶跃响应 220

10.10 单位冲激函数和单位冲激响应 221

1 单位冲激函数及其延迟 221

2 单位冲激函数的性质 222

3 单位冲激响应的解法1：对单位阶跃响应求导 223

4 如何求单位冲激响应的初值？ 224

5 单位冲激响应的解法2：分时间段法 225

10.11 卷积积分 226

1 卷积积分的定义和性质 227

2 利用卷积积分求任意激励作用下电路的零状态响应的物理解释 227

3 卷积积分的图形解法 229

本章主要知识点汇总 232

仿真与实验 233

习题 234

参考文献 238

第11章 二阶电路 239

11.1 二阶电路的经典解法 239

1 列写描述二阶电路的微分方程 239

2 二阶电路的过阻尼响应 240

3 二阶电路的临界阻尼响应 242

4 二阶电路的欠阻尼响应 243

5 二阶电路的零阻尼响应 244

6 定性画二阶电路响应曲线的方法 246

11.2 二阶电路的直觉解法 247

11.3 二阶电路的应用 249

1 汽车点火电路 250

2 用于电磁轨道炮的脉冲电源 250

3 升压斩波器——Boost电路 253

本章主要知识点汇总 255

仿真与实验 255

习题 255

第12章 状态方程 258

12.1 状态变量和状态方程 258

1 什么是状态变量？ 258

2 什么是状态方程？ 258

3 什么是输出方程？ 259

12.2 状态方程的列写 259

1 直观法 259

2 替代法 260

本章主要知识点汇总 262

习题 263

参考文献 264

第13章 相量法分析正弦稳态电路 265

13.1 正弦量与相量 265

1 正弦量的三要素 265

2 两个正弦量的相位关系 265

3 周期信号的有效值和平均值定义 266

4 正弦量的有效值和幅值关系 267

5 相量有几个要素？ 267

6 相量与正弦量及其运算的对应关系 267

7 为什么可以用相量表示正弦量？ 269

8 相量的两种表示形式及相互转换 269

9 相量图的两种画法 270

13.2 欧姆定律与基尔霍夫定律的相量形式 271

1 RLC元件特性的相量形式 271

2 如何从时域电路模型得到相量形式的电路模型？ 272

3 相量形式的基尔霍夫定律 272

4 复阻抗和复导纳 272

5 RLC串联时电压三角形与阻抗三角形的关系 275

6 相量形式的二端口参数 276

13.3 相量法分析正弦稳态电路 277

13.4 正弦稳态电路的功率 279

1 瞬时功率 280

2 平均功率 281

3 有功功率的测量 282

4 无功功率 283

5 复功率 285

6 视在功率 285

7 正弦稳态电路中的最大（有功）功率传输 286

本章主要知识点汇总 289

仿真与实验 289

习题 289

第14章 动态电路的频率特性及其应用 293

14.1 动态电路的频率特性 293

1 什么是动态电路的频率特性？ 293

2 网络函数 295

14.2 动态电路频率特性的应用 295

1 低通滤波器的幅频特性 295

2 截止频率 296

3 低通滤波器与积分器的关系 296

4 高通滤波器的幅频特性 297

5 高通滤波器与微分器的关系 298

6 带通和带阻滤波器 298

7 全通滤波器——移相电路 299

8 动态电路频响特性对小信号放大器放大性能的影响 300

本章主要知识点汇总 302

仿真与实验 302

习题 302

参考文献 303

第15章 谐振 304

15.1 RLC谐振 304

1 什么是谐振？电路谐振的定义是什么？ 304

2 RLC串联的谐振频率和入端阻抗的频率特性 304

3 RLC串联电路端口电流的幅频特性 305

4 RLC串联电路谐振时各元件上的电压关系 306

5 RLC串联电路中电感电压和电容电压的幅频特性 306

6 RLC串联电路谐振时电路中的能量关系 308

7 RLC并联谐振 308

8 如何求任意电路的谐振频率？ 309

15.2 谐振电路的品质因数 310

1 品质因数和特性阻抗 310

2 从信号放大的角度理解品质因数 311

3 从能量效率的角度理解品质因数 311

4 从电路选择性的角度理解品质因数 312

5 通用谐振曲线 313

6 实际电感线圈和电容器的品质因数 314

15.3 纯电抗电路的谐振 315

1 串联LC的电抗频率特性 315

2 并联LC的电抗频率特性 316

3 如何定性画出纯LC混联电路的电抗频率特性？ 316

15.4 谐振电路的应用 318

本章主要知识点汇总 319

习题 320

参考文献 321

第16章 互感与变压器 322

16.1 互感和互感电压 322

1 互感的定义及性质 322

2 耦合系数 323

3 如何判断互感电压的正方向？ 323

16.2 同名端 323

16.3 互感的去耦等效 325

1 串联的互感线圈如何去耦？ 325

2 并联的互感线圈如何去耦？ 326

3 有一个公共端的两个互感线圈如何去耦？ 327

4 含互感电路的一般分析方法 328

16.4 三种变压器 330

1 什么叫原边？什么是副边？ 330

2 变压器变压的原理 330

3 空心变压器的电路模型 331

4 空心变压器的原边等效电路和副边等效电路 331

5 全耦合变压器及其电路模型 332

6 理想变压器 334

7 用理想变压器表示的全耦合变压器的电路模型 335

16.5 变压器的应用 336

1 用中间抽头变压器构成全波整流电路 336

2 用中间抽头变压器实现电话线路中的二-四线转换 337

本章主要知识点汇总 338

仿真与实验 339

习题 339

参考文献 341

第17章 三相电路 342

17.1 三相电路的基本概念 342

1 正序三相对称电源及其连接方式 342

2 什么是端线（火线）？什么是中线（零线）？ 343

3 三相三线制和三相四线制 343

4 线电压与相电压 344

5 线电流与相电流 345

6 三相对称电源的Y-Δ变换与三相对称负载的Y-Δ变换有什么区别？ 346

17.2 三相对称电路的分析方法 346

1 三相对称电路为什么可以抽单相计算？ 346

2 三相对称电路抽单相分析方法的步骤 348

17.3 三相电路的功率 349

1 三相对称电路的有功功率和无功功率 349

2 三相对称电路的瞬时功率 350

3 三相电路的功率测量 351

本章主要知识点汇总 352

习题 353

参考文献 354

第18章 周期非正弦激励下电路的稳态分析 355

18.1 周期信号的傅里叶级数 355

1 什么是傅里叶级数？ 355

2 如何求周期函数的傅里叶级数的系数？ 356

3 什么是基波？什么是谐波？ 357

4 周期函数的对称性与所含谐波的关系 358

18.2 周期信号的有效值和平均功率 358

1 周期信号有效值的定义 359

2 周期信号有效值的另一种求法 359

3 周期非正弦激励下一端口网络的平均功率 359

18.3 周期非正弦激励下电路的稳态分析 360

1 谐波分析法求解周期非正弦激励下的电路稳态响应的步骤 360

2 周期非正弦激励下的三相电路 361

本章主要知识点汇总 363

仿真与实验 363

习题 364

参考文献 365