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第1章 电路模型与电路定律 1

本章导读：电气信息学科概述 1

1.1 电路分析的含义 2

1.1.1 电路分析 2

1.1.2 电路分析与设计 3

1.1.3 电路及其分类 4

1.2 电路变量 5

1.2.1 电流及其参考方向 5

1.2.2 电压及其参考方向 6

1.2.3 功率和能量 6

1.2.4 国际单位制 8

1.3 基尔霍夫定律 9

1.3.1 一些有关的电路术语 9

1.3.2 基尔霍夫电流定律 10

1.3.3 基尔霍夫电压定律 11

1.4 电路元件 13

1.4.1 电阻元件 13

1.4.2 电压源 16

1.4.3 电流源 17

1.4.4 受控电源 19

1.5 应用实例阅读 20

1.5.1 人体的电路模型与电气安全 20

1.5.2 二极管限幅电路 22

1.5.3 简易12V汽车蓄电池充电器 22

1.6 计算机仿真 23

第2章 简单电阻电路 30

本章导读：从电子管到晶体管 30

2.1 串联电路 31

2.1.1 电阻的串联 31

2.1.2 单回路电路 34

2.1.3 电位的概念 35

2.2 并联电路 36

2.2.1 电阻的并联 36

2.2.2 单节点电路 40

2.2.3 电路中的开路和短路 42

2.3 串-并联电路 43

2.3.1 串-并联电路的等效电阻 43

2.3.2 分压公式和分流公式的应用 45

2.3.3 分压器的负载效应 47

2.4 晶体管的开关电路模型 49

2.4.1 BJT的开关模型 49

2.4.2 MOSFET的开关模型 50

2.4.3 门电路及其实现 51

2.5 应用实例阅读 54

2.5.1 汽车供电系统 54

2.5.2 家庭防盗报警器 55

2.5.3 多点故障报警电路 55

2.6 计算机仿真 56

第3章 等效变换与等效电路 64

本章导读：集成电路的发展 64

3.1 电源等效变换 65

3.1.1 实际电源的模型 65

3.1.2 两种电源模型的等效互换 67

3.1.3 独立电源的串联和并联 70

3.1.4 独立电源与其他元件的串联和并联 71

3.2 含受控源的等效电路 75

3.2.1 含受控源等效电路的计算规律 75

3.2.2 晶体管的小信号电路模型 76

3.2.3 晶体管放大器的动态分析 77

3.3 电阻的Y-△等效变换 80

3.4 平衡电桥电路 82

3.5 对称网络 84

3.6 运算放大器电路 87

3.6.1 运算放大器及其等效电路 87

3.6.2 理想运算放大器的特点 88

3.6.3 含理想运放电路的分析 89

3.6.4 电压比较器 91

3.7 应用实例阅读 92

3.7.1 烟雾报警器 92

3.7.2 A/D转换器 93

3.8 计算机仿真 95

第4章 电路分析的基本方法 104

本章导读：电路的计算机辅助分析 104

4.1 网孔分析法 105

4.1.1 网孔分析的一般方法 105

4.1.2 网孔分析的特殊方法 107

4.2 节点分析法 111

4.2.1 节点分析的一般方法 111

4.2.2 节点分析的特殊方法 113

4.2.3 弥尔曼定理 115

4.3 电路方程的计算机解 117

4.4 线性性质与叠加定理 119

4.4.1 齐性原理 119

4.4.2 叠加定理 120

4.5 替代定理 125

4.6 戴维南定理和诺顿定理 126

4.7 最大功率传输定理 135

4.8 对偶原理 138

4.9 计算机仿真 141

4.10 应用实例阅读 142

4.10.1 T型电阻网络D/A转换器 142

4.10.2 倒T型电阻网络D/A转换器 143

第5章 正弦稳态电路 155

本章导读：为什么要使用正弦交流电 155

5.1 正弦波与相量 156

5.1.1 正弦信号 156

5.1.2 复数及其运算 157

5.1.3 相量 159

5.2 频域下的三个基本元件 162

5.2.1 电阻元件 162

5.2.2 电感元件 162

5.2.3 电容元件 164

5.3 频域下的电路定律 168

5.3.1 阻抗 168

5.3.2 导纳 169

5.3.3 阻抗与导纳的关系 170

5.3.4 KVL和KCL的相量形式 171

5.4 RLC串联与RLC并联电路 174

5.4.1 RLC串联电路 174

5.4.2 RLC并联电路 178

5.5 简单电路分析 182

5.6 复杂电路分析 187

5.7 相量图分析 190

5.8 正弦稳态电路的计算机分析 195

5.9 应用实例阅读 196

5.9.1 电容倍增电路 196

5.9.2 振荡器 198

第6章 正弦稳态功率 208

本章导读：无功功率与节电技术 208

6.1 正弦稳态电路的功率 209

6.1.1 瞬时功率 209

6.1.2 平均功率 210

6.1.3 无功功率 211

6.1.4 视在功率和功率因数 211

6.1.5 复功率 212

6.2 功率因数及其提高 217

6.2.1 提高功率因数的意义 217

6.2.2 提高功率因数的措施 218

6.2.3 电容值的计算 219

6.3 最大功率传输 220

6.4 计算机分析 224

6.5 应用实例阅读 225

6.5.1 交流功率测量 225

6.5.2 电力系统无功功率补偿 227

第7章 三相电路 237

本章导读：电力传输技术 237

7.1 三相电路的基本概念 238

7.1.1 三相电源 238

7.1.2 三相负载的Y形接法 240

7.1.3 三相负载的△形接法 241

7.2 对称三相电路的计算 243

7.2.1 Y-Y连接的对称三相电路 243

7.2.2 △负载的对称三相电路 245

7.2.3 复杂对称三相电路的计算 248

7.3 不对称三相电路的计算 249

7.4 对称三相电路的功率 253

7.5 不对称三相电路的计算机分析 256

7.6 应用实例阅读 258

7.6.1 三相功率的测量 258

7.6.2 三相系统的配电方式 260

7.6.3 特高压电力传输 261

第8章 互感电路 268

本章导读：变压器概述 268

8.1 互感 269

8.1.1 互感系数 269

8.1.2 同名端 271

8.1.3 耦合系数 273

8.2 含互感电路的分析 273

8.2.1 网孔分析法 273

8.2.2 去耦等效电路法 275

8.3 空心变压器 277

8.3.1 一次侧等效电路 277

8.3.2 二次侧等效电路 279

8.4 理想变压器 281

8.4.1 理想变压器的伏安关系 281

8.4.2 理想变压器的阻抗变换作用 284

8.4.3 含理想变压器电路的计算 286

8.5 特殊变压器 288

8.5.1 带抽头和多绕组变压器 288

8.5.2 自耦变压器 290

8.5.3 三相变压器 291

8.6 计算机仿真 292

8.7 应用实例阅读 292

8.7.1 实际变压器的特性 292

8.7.2 钳形电流表 294

第9章 滤波器与多频率电路 303

本章导读：频率响应与滤波器概述 303

9.1 低通和高通滤波器 304

9.2 串联谐振电路 306

9.2.1 串联谐振的特点 307

9.2.2 串联谐振的品质因数 308

9.2.3 串联谐振滤波器 312

9.3 并联谐振电路 313

9.3.1 并联谐振的特点 314

9.3.2 并联谐振的品质因数 314

9.3.3 线圈与电容器并联谐振 315

9.3.4 并联谐振滤波器 317

9.4 有源滤波器 318

9.5 多频率信号与电路 320

9.5.1 多频率信号的平均功率和有效值 320

9.5.2 多频率电路的分析 323

9.6 频率特性的计算机绘制 326

9.7 应用实例阅读 327

9.7.1 超外差式收音机 327

9.7.2 音调控制电路 328

第10章 动态电路时域分析 341

本章导读：研究电路暂态过程的意义 341

10.1 动态电路和换路定律 342

10.1.1 动态电路的特点 342

10.1.2 换路定律 343

10.1.3 初始值的确定 344

10.2 无源一阶电路 347

10.2.1 RC电路的零输入响应 347

10.2.2 时间常数 349

10.2.3 RL电路的零输入响应 351

10.3 直流电源激励的一阶电路 354

10.3.1 直流电源作用于RC电路 354

10.3.2 直流电源作用于RL电路 357

10.4 全响应的分解特性 359

10.4.1 零输入响应和零状态响应 359

10.4.2 自由响应和强迫响应 360

10.5 一阶电路的阶跃响应 361

10.5.1 阶跃函数 361

10.5.2 阶跃响应 362

10.5.3 积分电路和微分电路 363

10.6 无源二阶电路微分方程的建立 366

10.6.1 无源RLC串联电路 367

10.6.2 无源RLC并联电路 368

10.6.3 固有频率 370

10.7 RLC串联电路的零输入响应 371

10.7.1 过阻尼的零输入响应 372

10.7.2 临界阻尼的零输入响应 373

10.7.3 欠阻尼的零输入响应 374

10.7.4 无阻尼的零输入响应 375

10.8 二阶电路的全响应 377

10.9 微分方程的计算机解 381

10.10 应用实例阅读 383

10.10.1 数字集成电路中的频率限制 383

10.10.2 闪光灯电路 384

第11章 动态电路拉普拉斯变换分析 395

本章导读：三类电路的统一分析方法 395

11.1 拉普拉斯变换 396

11.1.1 拉普拉斯变换的定义 396

11.1.2 拉普拉斯变换的基本性质 397

11.2 利用部分分式法求拉普拉斯反变换 400

11.2.1 单实根情况 401

11.2.2 多重根情况 402

11.2.3 共轭复根情况 403

11.3 S域电路与电路定律 405

11.3.1 S域下的基本元件 405

11.3.2 S域下的电路定律 407

11.4 动态电路的拉普拉斯变换分析 409

11.5 计算机分析 413

11.6 应用实例阅读 416

11.6.1 浪涌保护器 416

11.6.2 示波器探头补偿 418

第12章 双口网络 426

本章导读：研究双口网络的意义 426

12.1 双口网络的基本概念 427

12.2 阻抗参数 428

12.3 导纳参数 432

12.4 传输参数 434

12.5 混合参数 436

12.6 双口网络的互联 438

12.7 计算机分析 440

12.8 应用实例阅读——晶体管的H参数模型 442

附录A EWB仿真软件简介 449

附录B Matlab软件简介 455

附录C 二阶电路时域分析程序 464

部分习题参考答案 466

参考文献 472