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上篇 电路原理 3

第1章 电路的基本概念与基本定律 3

1.1 电路组成与电路模型 3

1.1.1 电路的组成 3

1.1.2 电路模型 4

1.2 电路的基本物理量及其参考方向 4

1.2.1 电流及其参考方向 4

1.2.2 电压及其参考方向 5

1.2.3 功率与关联参考方向 6

1.3 电阻元件与欧姆定律 7

1.3.1 线性电阻 7

1.3.2 非线性电阻 7

1.4 独立电源 8

1.4.1 理想电压源 8

1.4.2 理想电流源 9

1.4.3 实际电源的电压源模型与电流源模型 10

1.5 基尔霍夫定律 11

1.5.1 基尔霍夫电流定律（KCL） 12

1.5.2 基尔霍夫电压定律（KVL） 13

本章小结 14

习题 15

第2章 电路中等效的问题 17

2.1 二端网络的端口等效 17

2.2 电阻元件的串并联等效 18

2.2.1 电阻元件的串联与等效 18

2.2.2 电阻元件的并联与等效 19

2.3 电源的等效变换 20

2.3.1 电压源的串联和并联 20

2.3.2 电流源的并联和串联 22

2.3.3 戴维南电路、诺顿电路及其等效变换 23

2.4 受控电源与二端网络输入电阻 26

2.4.1 受控电源 26

2.4.2 二端网络的输入电阻 32

2.5 电路的星形连接与三角形连接的等效变换 34

2.5.1 三端电路的等效概念 34

2.5.2 星形连接与三角形连接电路的等效变换 34

本章小结 37

习题 38

第3章 电路的一般分析方法 41

3.1 支路分析法 41

3.1.1 支路分析法的概念 41

3.1.2 支路分析法应用举例 43

3.2 回路分析法 45

3.2.1 回路分析法的概念 45

3.2.2 回路分析法应用举例 47

3.3 节点分析法 49

3.3.1 节点分析法的概念 49

3.3.2 节点分析法应用举例 50

3.4 电路拓扑的概念 53

3.4.1 图的基本概念 53

3.4.2 有向图关联关系的矩阵表示 57

3.5 割集分析法 61

本章小结 63

习题 64

第4章 线性电路的基本定理 67

4.1 替代定理 67

4.1.1 替代定理内容 67

4.1.2 替代定理举例 68

4.2 叠加定理 69

4.2.1 叠加定理的内容 69

4.2.2 电路的几个线性关系 72

4.3 戴维南定理与诺顿定理 74

4.3.1 戴维南定理 74

4.3.2 诺顿定理 79

4.3.3 最大功率传输 82

4.4 特勒根定理 85

4.4.1 特勒根定理 85

4.4.2 特勒根定理应用举例 85

4.5 互易定理 87

4.5.1 网络的互易性 87

4.5.2 互易定理 87

4.5.3 应用举例 89

本章小结 89

习题 90

第5章 电路的暂态过程分析 94

5.1 电容元件与电感元件 94

5.1.1 电容元件 94

5.1.2 电感元件 97

5.2 换路定则与电压和电流初值的确定 100

5.2.1 换路与换路定则 100

5.2.2 电路中电压与电流初始值的确定 101

5.3 一阶电路的零输入响应 104

5.3.1 一阶RC电路的零输入响应 104

5.3.2 一阶RL电路的零输入响应 107

5.4 一阶电路的零状态响应 109

5.4.1 一阶RC电路的零状态响应 109

5.4.2 一阶RL电路的零状态响应 111

5.5 一阶电路的全响应与三要素法 112

5.5.1 一阶电路的全响应 112

5.5.2 一阶电路分析的三要素法 113

5.6 阶跃函数与一阶电路的阶跃响应 117

5.6.1 阶跃函数的概念与应用 117

5.6.2 一阶电路的单位阶跃响应 118

5.6.3 RC电路对矩形脉冲的响应 118

5.7 冲激函数与一阶电路的冲激响应 121

5.7.1 冲激函数的概念 121

5.7.2 一阶电路的冲激响应 123

5.8 二阶电路的零输入响应 125

本章小结 128

习题 129

第6章 正弦稳态电路分析 132

6.1 正弦量的概念 132

6.1.1 正弦量的三要素 132

6.1.2 正弦量的相位差 134

6.2 正弦量的相量表示 135

6.2.1 复数的四种形式 135

6.2.2 正弦量的相量表示 137

6.3 电阻、电感、电容元件电压电流关系的相量形式 138

6.3.1 电阻元件电压电流关系的相量形式 138

6.3.2 电感元件电压电流关系的相量形式 138

6.3.3 电容元件电压电流关系的相量形式 140

6.4 基本定律的相量形式 142

6.4.1 阻抗与导纳及欧姆定律的相量形式 142

6.4.2 基尔霍夫定律的相量形式 143

6.5 相量法分析正弦稳态电路 143

6.5.1 阻抗串并联的基本公式 143

6.5.2 电阻、电感、电容元件串联电路的分析 144

6.5.3 电阻、电感、电容元件并联电路的分析 148

6.5.4 复杂正弦稳态电路的分析 149

6.6 相量图法分析正弦稳态电路 151

6.7 正弦稳态电路中的功率 154

6.7.1 瞬时功率 154

6.7.2 平均功率 156

6.7.3 无功功率 157

6.7.4 视在功率 158

6.7.5 复功率 159

6.8 功率因数的提高 160

6.8.1 提高功率因数的意义 160

6.8.2 提高功率因数的方法 161

6.9 正弦稳态电路中的谐振 162

6.9.1 串联谐振 163

6.9.2 并联谐振 165

6.10 耦合电感 167

6.10.1 互感现象 167

6.10.2 耦合电感及电压电流关系 168

6.10.3 同名端及其判别 169

6.10.4 耦合系数 171

6.11 耦合电路分析 171

6.11.1 耦合电感的等效处理 171

6.11.2 两个线圈的串联 172

6.11.3 两个线圈的并联 174

6.11.4 耦合电路分析举例 175

本章小结 177

习题 179

第7章 三相电路 185

7.1 三相电源 185

7.1.1 三相对称电源 185

7.1.2 三相电源的连接 186

7.2 负载作星形连接的三相电路分析 188

7.2.1 三相四线制系统 188

7.2.2 三相三线制系统 190

7.3 负载作三角形连接的三相电路分析 192

7.4 三相电路的功率 194

7.4.1 三相平均功率、无功功率和视在功率 194

7.4.2 对称负载的三相功率 194

7.4.3 三相功率的测量 196

本章小结 198

习题 198

第8章 非正弦周期电流电路 202

8.1 非正弦周期量的分解 202

8.2 非正弦周期量的有效值与功率 205

8.2.1 非正弦周期量的有效值 205

8.2.2 非正弦周期量的功率 205

8.3 非正弦周期电流电路的计算 207

本章小结 210

习题 210

第9章 二端口网络 212

9.1 二端口网络的概念 212

9.1.1 四端网络与二端口网络 212

9.1.2 二端口网络的几个概念与端口特性 213

9.2 二端口网络参数 214

9.2.1 二端口网络的阻抗参数 214

9.2.2 二端口网络的导纳参数 217

9.2.3 二端口网络的H混合参数 219

9.2.4 二端口网络的T传输参数 221

9.2.5 二端口网络各参数之间的关系 222

9.3 二端口网络的连接 224

9.3.1 二端口网络的级联 224

9.3.2 二端口网络的串联 224

9.3.3 二端口网络的并联 226

9.4 有载二端口网络 228

9.4.1 有载二端口网络的输入、输出阻抗 228

9.4.2 有载二端口网络的一般问题分析 230

本章小结 232

习题 232

下篇 电机控制 239

第10章 磁路与变压器 239

10.1 磁路的基本概念 239

10.1.1 磁路中的基本物理量 239

10.1.2 磁性材料的基本特性 241

10.2 磁路的基本定理 243

10.2.1 磁路的欧姆定律 243

10.2.2 磁路中的基尔霍夫定律 244

10.3 交流铁心线圈电路 246

10.3.1 电磁关系和电压电流关系 246

10.3.2 电磁功率损耗 247

10.3.3 等效电路 248

10.4 变压器 249

10.4.1 变压器的工作原理 249

10.4.2 变压器的三种变换关系 251

10.4.3 变压器的外特性 253

10.4.4 变压器的损耗与效率 254

10.5 电磁铁 255

10.5.1 直流电磁铁 255

10.5.2 交流电磁铁 256

本章小结 257

习题 258

第11章 交流异步电动机 261

11.1 三相异步电动机的工作原理 261

11.1.1 三相异步电动机的组成 261

11.1.2 三相异步电动机转动原理 264

11.2 三相异步电动机的电路分析 267

11.2.1 定子电路分析 267

11.2.2 转子电路分析 268

11.3 三相异步电动机的转矩与机械特性 270

11.3.1 电磁转矩 270

11.3.2 机械特性 270

11.4 三相异步电动机的起动 274

11.4.1 起动特性 274

11.4.2 常用起动方法 274

11.5 三相异步电动机的调速与制动 280

11.5.1 异步电动机调速的实现 280

11.5.2 几种常用的调速方法 280

11.5.3 异步电动机的制动原理 281

11.5.4 几种常用的制动方法 281

11.6 三相异步电动机的铭牌数据与选择 282

11.6.1 三相异步电动机的基本参数 283

11.6.2 异步电动机的选择 285

11.7 单相异步电动机 286

11.7.1 单相脉动磁场 286

11.7.2 电容分相式单相异步机 287

11.7.3 罩极式异步电动机 287

本章小结 288

习题 289

第12章 继电器-接触器控制 291

12.1 常用控制电器 291

12.1.1 按钮 291

12.1.2 组合开关 291

12.1.3 闸刀开关 292

12.1.4 行程开关 293

12.1.5 交流接触器 293

12.1.6 中间继电器 293

12.1.7 时间继电器 294

12.1.8 热继电器 295

12.1.9 熔断器 296

12.1.10 自动空气断路器 297

12.2 异步电动机的继电接触控制电路 298

12.2.1 电气原理图 298

12.2.2 异步电动机单向直接启动控制 299

12.2.3 异步电动机正反转的控制线路 301

12.2.4 行程控制 302

12.2.5 时间控制 303

12.3 应用举例 305

12.3.1 三台电动机顺序启动 305

12.3.2 小型起重设备的控制线路 306

12.3.3 机床润滑定时给油自动控制 307

本章小结 307

习题 308

第13章 可编程控制器 310

13.1 可编程控制器的基本结构和工作原理 311

13.1.1 可编程控制器的基本结构 311

13.1.2 可编程控制器的工作原理 313

13.1.3 可编程控制器的功能特点 315

13.2 可编程控制器内部的主要部件 316

13.2.1 输入（X）与输出（Y）继电器 316

13.2.2 辅助继电器（M） 317

13.2.3 定时器（T） 318

13.2.4 计数器（C） 319

13.2.5 数据寄存器（D） 320

13.2.6 状态继电器（S） 320

13.3 可编程控制器的指令系统 321

13.3.1 PLC的指令系统 322

13.3.2 使用可编程控制器的注意事项 327

13.4 可编程控制器的应用 329

13.4.1 三相异步电动机基本控制线路 329

13.4.2 步进梯形图指令与状态转移图 332

13.4.3 利用PLC实现生产过程控制的步骤 337

本章小结 338

习题 338

部分习题答案 340

参考文献 351