普通高等教育“十二五”规划教材 电路 第2版PDF电子书下载

第1章 基尔霍夫定律及其矩阵形式 1

1.1电路及电路模型 1

1.1.1电路模型 1

1.1.2集中参数电路与分布参数电路 1

1.2电流、电压及功率 2

1.2.1电流 2

1.2.2电压和电位 3

1.2.3电功率与电能 5

1.3电阻元件 5

1.3.1电阻元件的定义 5

1.3.2线性时不变电阻元件 5

1.3.3线性时变电阻元件 6

1.3.4非线性电阻元件 7

1.4电容元件 7

1.4.1电容元件的定义 7

1.4.2线性时不变电容元件 8

1.4.3线性时变电容元件 9

1.4.4非线性电容元件 10

1.4.5线性时不变电容元件的能量 10

1.4.6线性时不变电容元件的连接 10

1.5电感元件 12

1.5.1电感元件的定义 12

1.5.2线性时不变电感元件 13

1.5.3线性时变电感元件 14

1.5.4非线性电感元件 14

1.5.5线性时不变电感元件的能量 14

1.5.6线性时不变电感元件的连接 14

1.6独立电源 16

1.6.1理想电压源 17

1.6.2实际电压源 17

1.6.3理想电流源 18

1.6.4实际电流源 19

1.7受控电源 20

1.7.1四种类型的受控电源 20

1.7.2受控电源与独立电源的比较 22

1.8基尔霍夫定律 22

1.8.1电路中几个常用的术语 23

1.8.2基尔霍夫电流定律（KCL） 23

1.8.3基尔霍夫电压定律（KVL） 24

小结 25

习题一 26

参考答案 29

第2章 简单电路的等效 31

2.1等效电路的概念 31

2.2电阻元件的串联与并联 32

2.2.1电阻元件的串联 32

2.2.2电阻元件的并联 33

2.2.3电阻元件的混联 35

2.3△形和Y形电阻电路的等效变换 36

2.4电源的等效变换 39

2.4.1独立电压源与独立电流源的等效变换 39

2.4.2理想电压源与支路并联的等效电路 41

2.4.3理想电流源与支路串联的等效电路 42

2.4.4受控电压源与受控电流源的等效变换 43

2.5线性电阻网络的输入电阻 43

2.5.1输入电阻的定义 44

2.5.2输入电阻的求解方法 44

小结 46

习题二 47

参考答案 50

第3章 网络分析的一般方法 51

3.1支路电流法 51

3.1.1支路电流法方程 51

3.1.2含有受控电源时的支路电流法 53

3.2节点电压法 54

3.2.1节点电压方程 54

3.2.2含有理想电压源的节点电压方程 56

3.2.3含有受控电源的节点电压方程 58

3.3回路电流法 59

3.3.1回路电流方程 59

3.3.2含有理想电流源时的回路电流方程 62

3.3.3含有受控电源时的回路电流方程 64

3.3.4回路电流法与节点电压法的比较 66

小结 66

习题三 67

参考答案 70

第4章 网络分析一般方法的矩阵形式 72

4.1网络图论的基本概念 72

4.1.1图 72

4.1.2连通图与非连通图 72

4.1.3树 73

4.1.4割集 74

4.2 KCL、 KVL的矩阵表示 74

4.2.1关联矩阵 74

4.2.2用关联矩阵表示的KCL、 KVL 75

4.2.3基本回路矩阵 76

4.2.4基本回路矩阵表示的KCL、 KVL 77

4.2.5基本割集矩阵 78

4.2.6用基本割集矩阵表示的KCL、 KVL 79

4.2.7 A、 Bf和Qf三个矩阵之间的关系 79

4.3复合支路与电路分析的2b方法 80

4.3.1复合支路的支路方程 80

4.3.2电路分析的2b个方程 82

4.4节点电压方程的矩阵形式 82

4.5回路电流方程的矩阵形式 85

4.6割集方程的矩阵形式 87

小结 90

习题四 91

参考答案 93

第5章 网络定理 94

5.1电路的线性性质与叠加定理 94

5.1.1线性电路的性质 94

5.1.2叠加定理 94

5.2替代定理 98

5.3戴维南定理和诺顿定理 99

5.3.1戴维南（Thevenin）定理 99

5.3.2诺顿（Norton）定理 101

5.3.3含有受控源的戴维南、诺顿定理的应用 102

5.4特勒根定理 104

5.4.1特勒根定理的两种形式 104

5.4.2特勒根定理的应用 105

5.5互易定理 107

5.5.1互易定理的三种形式 107

5.5.2互易定理的应用 108

小结 110

习题五 111

参考答案 114

第6章 正弦稳态电路分析 116

6.1正弦量的基本概念 116

6.1.1正弦量的三要素 116

6.1.2同频率正弦量的相位关系 117

6.1.3正弦量的有效值 118

6.2正弦量的相量表示法 119

6.2.1电压、电流的相量表示 119

6.2.2 Im算子的几条运算规则 121

6.3 KCL、 KVL的相量形式 122

6.3.1 KCL的相量形式 122

6.3.2 KVL的相量形式 123

6.4电阻、电感、电容元件特征方程的相量形式及其功率 124

6.4.1电阻元件特征方程的相量形式及其功率 125

6.4.2电感元件特征方程的相量形式及其功率 126

6.4.3电容元件特征方程的相量形式及其功率 129

6.5复阻抗、复导纳及其关系 131

6.5.1复数阻抗 131

6.5.2复数导纳 133

6.5.3二端网络的复阻抗与复导纳 134

6.6正弦稳态电路的功率 138

6.6.1瞬时功率 138

6.6.2平均功率（有功功率） 139

6.6.3无功功率 139

6.6.4视在功率与功率因数 140

6.6.5复数功率 141

6.6.6功率因数的提高 144

6.6.7最大功率传输条件 147

6.7正弦稳态电路的分析计算 149

6.8正弦稳态电路的频率特性 155

6.8.1正弦稳态电路的网络函数 155

6.8.2 R、 L、 C串联电路的谐振 157

6.8.3 R、 L、 C并联电路的谐振 161

小结 164

习题六 166

参考答案 171

第7章 耦合元件和耦合电路 173

7.1线性定常耦合电感元件 173

7.1.1线性耦合电感元件的特性 173

7.1.2耦合系数 175

7.2含有耦合电感元件电路的计算 176

7.2.1耦合电感元件的串联 176

7.2.2耦合电感元件的并联 177

7.2.3耦合电感元件并联的去耦方法 178

7.3空心变压器 179

7.3.1空心变压器电路及方程 179

7.3.2空心变压器的等效电路、反映阻抗 180

7.4理想变压器 181

7.4.1理想变压器的特性方程及阻抗变换 182

7.4.2理想变压器电路分析 183

小结 185

习题七 186

参考答案 191

第8章 正弦稳态三相电路 192

8.1三相电路的基本概念 192

8.1.1三相电源 192

8.1.2Y形连接的三相电源 193

8.1.3△形连接的三相电源 193

8.2对称三相电路的稳态分析 196

8.3不对称三相电路的稳态分析 199

8.4三相电路的功率及其测量 201

8.4.1三相电路功率的计算 201

8.4.2三相电路功率的测量 202

小结 204

习题八 204

参考答案 206

第9章 非正弦周期电流电路的稳态分析 208

9.1非正弦周期信号 208

9.2周期函数的傅里叶级数 209

9.2.1傅里叶级数 209

9.2.2几种对称周期函数的谐波分析 213

9.3非正弦周期性电量的有效值、平均值和平均功率 214

9.3.1非正弦周期电流的有效值 214

9.3.2平均值、整流平均值 215

9.3.3平均功率（有功功率） 215

9.4非正弦周期电流电路的计算 216

9.5对称三相非正弦周期电流电路 220

9.5.1对称三相非正弦周期电源 220

9.5.2对称三相非正弦周期电流电路分析 222

9.6傅里叶级数的指数形式及其频谱分析 225

9.6.1傅里叶级数的指数形式 225

9.6.2周期性非正弦函数的频谱分析 226

小结 229

习题九 230

参考答案 234

第10章 二端口网络 236

10.1二端口网络与多端口网络 236

10.1.1端口概念 236

10.1.2二端口网络与四端网络 236

10.1.3二端口网络的端口特性方程 237

10.2二端口网络的方程与参数 238

10.2.1二端口网络的导纳型参数 238

10.2.2二端口网络的阻抗型参数 241

10.2.3二端口网络的传输型参数 243

10.2.4二端口网络的混合型参数 245

10.3二端口网络的连接 248

10.3.1二端口网络的级联 248

10.3.2二端口网络的并联 249

10.3.3二端口网络的串联 250

10.4二端口网络的等值电路 251

10.4.1二端口网络的一般等值电路 251

10.4.2互易二端口网络的等值电路 251

10.4.3非互易二端口网络的等值电路 253

10.5有载二端口网络 254

10.5.1有载二端口网络的输入阻抗和输出阻抗 254

10.5.2有载二端口网络的特性阻抗 255

10.5.3有载二端口网络的分析 256

小结 258

习题十 260

参考答案 265

第11章 线性动态电路的时域分析 268

11.1动态电路的动态过程及初始值的计算 268

11.1.1动态电路与动态元件 268

11.1.2换路定律和电路变量初始值的计算 269

11.2一阶电路的零输入响应 271

11.2.1 RC电路的零输入响应 271

11.2.2 RL电路的零输入响应 275

11.3一阶电路的零状态响应 277

11.3.1 RC电路的零状态响应 277

11.3.2 RL电路的零状态响应 279

11.3.3一阶电路零状态响应的分解 280

11.4一阶电路的全响应 281

11.4.1应用叠加定理的全响应分析 281

11.4.2应用积分方法的全响应分析 283

11.5求解一阶电路的三要素法 284

11.6 RL串联电路对正弦电压激励的响应 286

11.7一阶电路的阶跃响应 288

11.8一阶电路的冲激响应 290

11.8.1冲激函数 290

11.8.2电容电压和电感电流的跃变 291

11.9任意波形激励下的零状态响应——卷积积分 298

11.10二阶电路的暂态过程 302

11.10.1二阶电路的零输入响应 302

11.10.2二阶电路接通直流电源的响应 309

11.10.3二阶电路的阶跃响应 313

11.10.4二阶电路的冲激响应 315

小结 317

习题十一 320

参考答案 329

第12章 线性动态电路的复频域分析 332

12.1拉普拉斯变换 332

12.1.1拉普拉斯变换的定义 332

12.1.2几个典型函数的拉普拉斯变换 333

12.2拉普拉斯变换的基本性质 333

12.3拉普拉斯反变换 337

12.4电路基本规律的复频域形式 340

12.4.1 KCL、 KVL的复频域形式 341

12.4.2电路元件特性方程的复频域形式 341

12.4.3运算电路 343

12.5用拉普拉斯变换分析线性电路的动态过程 344

12.6网络函数 347

12.6.1网络函数的定义 347

12.6.2网络函数H（s）与单位冲激响应h（t）的关系 348

12.6.3极点与冲激响应的关系 349

12.6.4 H（jω）与H（s）的关系 351

12.6.5零点、极点与频率响应的关系 351

12.7卷积定理 354

小结 355

习题十二 356

参考答案 361

第13章 网络的状态变量分析法 364

13.1网络的状态与状态变量 364

13.2状态方程与输出方程 365

13.2.1状态方程 366

13.2.2输出方程 367

13.2.3状态空间与状态轨迹 368

13.3状态方程的列写 369

13.3.1状态方程的直观列写 369

13.3.2状态方程的专用树列写法 371

13.3.3含有受控源网络状态方程的观察法列写 372

小结 374

习题十三 375

参考答案 376

第14章 均匀传输线的正弦稳态分析 378

14.1均匀传输线及其微分方程 378

14.1.1均匀传输线的原始参数 378

14.1.2均匀传输线的偏微分方程 379

14.2均匀传输线方程的正弦稳态解 380

14.2.1均匀线方程的相量形式 380

14.2.2均匀传输线的副参数 381

14.2.3均匀传输线的电压、电流正弦稳态解 381

14.3行波及均匀传输线的传播特性 385

14.3.1行波 385

14.3.2均匀传输线的传播特性 388

14.4波的反射与终端匹配的均匀传输线 389

14.4.1反射系数 389

14.4.2终端匹配的均匀传输线 390

14.5均匀传输线与二端口网络 392

14.5.1均匀传输线的二端口网络方程 392

14.5.2均匀传输线的输入阻抗 393

14.5.3均匀传输线的等值电路 393

14.5.4均匀传输线的链式结构 394

14.6无畸变线与无损耗线 395

14.6.1无畸变均匀传输线 395

14.6.2无损耗均匀传输线 396

14.6.3无损耗均匀传输线的电压与电流 396

14.6.4无损耗均匀传输线在工程上的应用 399

小结 402

习题十四 403

参考答案 404

第15章 无损耗均匀传输线的暂态分析 406

15.1无损耗均匀传输线方程的通解 406

15.1.1均匀线方程的通解 406

15.1.2均匀线方程的通解的意义 408

15.2无损耗均匀传输线上的发出波 410

15.2.1无损耗均匀传输线接通直流电压源的发出波 410

15.2.2非零状态下无损耗均匀传输线的发出波 412

15.3无损耗均匀传输线波的反射 413

15.3.1求解反射波的柏德生法则 413

15.3.2终端接有电阻负载的波过程 414

15.3.3终端接有电感负载的波过程 416

15.3.4终端接有集中参数电阻与电感并联负载的波过程 418

15.3.5终端接有集中参数电阻与电容并联负载的波过程 419

15.3.6波在两条无损耗均匀传输线连接处的反射和透射 420

小结 424

习题十五 425

参考答案 426

第16章 非线性电阻电路分析 427

16.1非线性电阻元件特性 427

16.1.1非线性电阻元件的特性曲线 427

16.1.2非线性电阻的静态电阻与动态电阻 428

16.2非线性电阻电路的图解法 428

16.2.1非线性电阻元件串联与并联的端口特性 429

16.2.2用图解法确定直流工作点 430

16.3非线性电阻电路的小信号分析法 432

16.4非线性电阻电路的分段线性化分析法 435

16.5非线性电阻电路的电路方程 437

16.6非线性电阻电路的数值分析法 439

小结 443

习题十六 444

参考答案 445

附录A EWB简介 446

A.1窗口功能简介 446

A.2单元电路的建立 446

A.3单元电路的测试 447

A.4应用实例 447

附录B MATLAB简介 451

B.1 MATLAB的工作环境 451

B.2常用的数学运算函数 451

B.3仿真（Simulink） 452

B.4应用举例 452

参考文献 456