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第1章 电路的基本知识 1

1.1 电路和电路模型 1

1.1.1 电路 1

1.1.2 电路模型 2

1.2 电路的基本物理量 3

1.2.1 电流 3

1.2.2 电压与电动势 4

1.2.3 电位 4

1.2.4 电动势 5

1.3 电阻和电阻定律 6

1.3.1 物质的分类 6

1.3.2 电阻 6

1.3.3 电阻定律 6

1.3.4 电阻与温度的关系 7

1.4 欧姆定律 8

1.4.1 部分电路欧姆定律 8

1.4.2 全电路欧姆定律 8

1.5 电能、电功率和电流的热效应 9

1.5.1 电能 9

1.5.2 电功率 10

1.5.3 焦耳定律 10

1.6 负载获得的最大功率 11

1.7 知识拓展 12

1.7.1 超导现象简介 12

1.7.2 导线和绝缘材料 13

1.7.3 电阻器 14

1.7.4 电能和电热的关系 16

1.8 本章小结 16

1.9 实验1——万用表的使用 17

1.9.1 实验目的 17

1.9.2 实验器材 18

1.9.3 实验步骤 18

1.9.4 思考题 19

1.10 实验2——用伏安法测电阻 19

1.10.1 实验目的 19

1.10.2 实验器材 19

1.10.3 实验步骤 19

1.10.4 思考题 20

1.10.5 注意事项 20

1.11 实验3——电源电动势和内阻的测定 20

1.11.1 实验目的 20

1.11.2 实验器材 20

1.11.3 实验步骤 20

1.11.4 思考题 21

1.11.5 注意事项 21

1.12 习题 21

第2章 直流电阻电路 24

2.1 电阻串联电路 24

2.1.1 电路的基本特点 24

2.1.2 电阻串联的应用实例——电压表扩大量程 26

2.2 电阻并联电路 26

2.2.1 电路的基本特点 26

2.2.2 电阻并联的应用实例——电流表扩大量程 29

2.3 电阻混联电路 29

2.4 电池组 30

2.4.1 电池组的串联 30

2.4.2 电池组的并联 31

2.5 电路中各点电位的计算 31

2.6 基尔霍夫定律 33

2.6.1 支路、节点和回路 33

2.6.2 基尔霍夫电流定律 33

2.6.3 基尔霍夫电压定律 35

2.6.4 支路电流法 35

2.7 电流源和电压源 37

2.7.1 电压源 37

2.7.2 电流源 37

2.7.3 两种电源模型的等效变换 37

2.8 二端网络和戴维南定理 39

2.8.1 二端网络 39

2.8.2 戴维南定理 40

2.9 叠加定理 41

2.10 电桥电路 42

2.11 知识拓展 43

2.12 本章小结 44

2.13 实验1——基尔霍夫定律的验证 45

2.13.1 实验目的 45

2.13.2 实验器材 45

2.13.3 实验步骤 46

2.13.4 思考题 46

2.14 实验2——用直流惠斯顿电桥测电阻 46

2.14.1 实验目的 46

2.14.2 实验器材 46

2.14.3 实验步骤 47

2.14.4 思考题 47

2.15 实验3——叠加定理的验证 47

2.15.1 实验目的 47

2.15.2 实验器材 48

2.15.3 实验步骤 48

2.15.4 注意事项 48

2.16 实验4——戴维南定理的验证 49

2.16.1 实验目的 49

2.16.2 实验器材 49

2.16.3 实验步骤 49

2.16.4 思考题 50

2.17 习题 50

第3章 磁场及其与电流的作用 57

3.1 电流的磁场 57

3.1.1 磁场 57

3.1.2 磁场的方向和磁感线 57

3.1.3 电流的磁场 57

3.2 磁场的主要物理量 58

3.2.1 磁感应强度 58

3.2.2 磁通 59

3.2.3 磁导率 59

3.2.4 磁场强度 60

3.3 铁磁性物质及其磁化规律 60

3.3.1 铁磁性物质的磁化 60

3.3.2 磁化曲线 61

3.3.3 磁滞回线 62

3.4 磁场对载流导体的作用 63

3.4.1 磁场对通电导线的作用力 63

3.4.2 电流表的工作原理 63

3.5 磁场对运动电荷的作用 65

3.5.1 洛伦兹力 65

3.5.2 带电粒子垂直进入匀强磁场的运动 65

3.5.3 应用举例——回旋加速器 66

3.6 磁路及其基本定律 67

3.6.1 磁路 67

3.6.2 磁路的欧姆定律 67

3.7 知识拓展 68

3.7.1 扬声器的工作原理 68

3.7.2 铁磁性物质的分类 69

3.7.3 永久磁铁的充磁 69

3.7.4 消磁 70

3.8 本章小结 70

3.9 习题 71

第4章 电磁感应 75

4.1 电磁感应现象 75

4.2 楞次定律 76

4.3 感应电动势和电磁感应定律 77

4.3.1 感应电动势 77

4.3.2 切割磁感线时的感应电动势 77

4.3.3 电磁感应定律 79

4.4 自感 80

4.4.1 自感现象 80

4.4.2 自感系数 81

4.4.3 线圈电感的计算 81

4.4.4 自感电动势 82

4.4.5 自感现象的应用 82

4.4.6 电感的消除 83

4.5 互感 83

4.5.1 互感现象 83

4.5.2 互感系数 84

4.5.3 互感电动势 85

4.6 互感线圈的同名端与连接 85

4.6.1 互感线圈的同名端 85

4.6.2 互感线圈的串联 86

4.7 线圈中的磁场能 87

4.8 知识拓展 88

4.8.1 涡流 88

4.8.2 磁屏蔽 90

4.8.3 互感线圈同名端的实用判别法 90

4.8.4 动圈式传声器 91

4.8.5 电感器 91

4.9 本章小结 92

4.10 习题 93

第5章 电容及瞬态过程 97

5.1 电场、电场强度和电力线 97

5.1.1 电场 97

5.1.2 电场强度 97

5.1.3 电力线 98

5.2 电容器和电容 99

5.2.1 电容器 99

5.2.2 电容 99

5.2.3 平行板电容器的电容 99

5.3 电容器的连接 100

5.3.1 电容器的串联 100

5.3.2 电容器的并联 102

5.4 电容器的充放电及其质量判别 103

5.4.1 电容器的充电 103

5.4.2 电容器的放电 103

5.4.3 电容器质量的判别 104

5.5 电容器中的电场能量 104

5.6 瞬态过程的基本概念 105

5.6.1 瞬态过程 105

5.6.2 发生瞬态过程的原因 106

5.6.3 换路定律 106

5.7 RC电路的瞬态过程 107

5.7.1 RC电路接通直流电压 107

5.7.2 电容通过电阻放电 108

5.8 RL电路的瞬态过程 109

5.8.1 RL电路接通直流电压 109

5.8.2 RL电路的短接 110

5.9 知识拓展 111

5.9.1 常用电容器 111

5.9.2 瞬态过程的应用 112

5.10 本章小结 113

5.11 实验——RC电路的瞬态过程 114

5.11.1 实验目的 114

5.11.2 实验器材 115

5.11.3 实验步骤 115

5.11.4 注意事项 116

5.12 习题 116

第6章 正弦交流电及其电路 120

6.1 正弦交流电及其基本概念 121

6.1.1 正弦交流电的产生 121

6.1.2 交流电的波形图 122

6.1.3 表征正弦交流电的三要素 123

6.2 正弦交流电的表示法 125

6.2.1 解析式表示法 125

6.2.2 波形图表示法 125

6.2.3 相量图表示法 126

6.3 纯电阻电路 127

6.3.1 电流、电压间的数量关系 127

6.3.2 电流、电压间的相位关系 127

6.3.3 纯电阻电路的功率 128

6.4 纯电感电路 129

6.4.1 电感对交流电的阻碍作用 129

6.4.2 扼流圈 129

6.4.3 电流、电压间的数量关系 130

6.4.4 电流、电压间的相位关系 130

6.4.5 纯电感电路的功率 130

6.5 纯电容电路 131

6.5.1 电容对交流电的阻碍作用 131

6.5.2 隔直电容器和旁路电容器 131

6.5.3 电流、电压间的数量关系 132

6.5.4 电流、电压间的相位关系 132

6.5.5 纯电容电路的功率 133

6.6 电阻、电感、电容的串联电路 133

6.6.1 各电压间的关系 133

6.6.2 端电压与电流的相位关系 134

6.6.3 端电压和电流的数量关系 135

6.6.4 R-L-C串联电路的两个特例 136

6.6.5 R-L-C串联电路的功率 137

6.6.6 功率因数 138

6.6.7 功率因数的提高 139

6.7 串联谐振电路 140

6.7.1 串联谐振的定义和条件 140

6.7.2 串联谐振的特点 141

6.7.3 串联谐振的应用 142

6.7.4 谐振电路的选择性 142

6.8 电阻、电感、电容的并联电路 143

6.8.1 各电流间的关系 143

6.8.2 总电流和电压的相位关系 144

6.8.3 总电流和电压的大小关系 145

6.8.4 R-L-C并联电路的两个特例 145

6.9 电感线圈与电容器的并联谐振电路及并联谐振的应用 147

6.9.1 电感线圈与电容器的并联电路 147

6.9.2 电感线圈与电容器的并联谐振电路 148

6.9.3 并联谐振的应用 149

6.10 知识拓展 150

6.10.1 常用电光源 150

6.10.2 电磁铁 151

6.10.3 交流电路中的实际元器件 152

6.10.4 功率因数的提高与节能 153

6.11 本章小结 153

6.12 实验1——单相交流电路 156

6.12.1 实验目的 156

6.12.2 实验器材 156

6.12.3 实验步骤 157

6.12.4 思考题 158

6.13 实验2——串联谐振电路 158

6.13.1 实验目的 158

6.13.2 实验器材 158

6.13.3 实验步骤 158

6.13.4 注意事项 159

6.13.5 思考题 159

6.14 实验3——荧光灯电路 159

6.14.1 实验目的 159

6.14.2 实验器材 160

6.14.3 实验步骤 160

6.14.4 思考题 160

6.15 习题 161

第7章 三相交流电路 167

7.1 三相交流电源 167

7.1.1 三相交流电动势的产生 167

7.1.2 三相电源的联结方式 168

7.2 三相负载的联结方式 169

7.2.1 三相负载的星形接法 169

7.2.2 三相负载的三角形接法 171

7.3 三相交流电路的功率 173

7.3.1 平均功率 173

7.3.2 无功功率 174

7.3.3 视在功率 175

7.4 知识拓展 175

7.4.1 发电、输电和工业企业配电 175

7.4.2 熔断器 176

7.4.3 漏电保护开关 176

7.4.4 安全用电 177

7.4.5 三相笼型异步电动机 178

7.5 本章小结 182

7.6 实验1——三相负载的星形联结 183

7.6.1 实验目的 183

7.6.2 实验器材 183

7.6.3 实验步骤 183

7.6.4 思考题 184

7.7 实验2——三相负载的三角形联结 184

7.7.1 实验目的 184

7.7.2 实验器材 184

7.7.3 实验步骤 185

7.7.4 思考题 185

7.8 习题 185

第8章 信号与系统概述 189

8.1 信号的基本知识 189

8.1.1 信息 189

8.1.2 信号 189

8.2 信号的传输 191

8.2.1 信道 191

8.2.2 调制和解调 191

8.2.3 波长 192

8.3 系统与网络 192

8.3.1 通信系统 192

8.3.2 通信网 193

8.4 知识拓展 193

8.4.1 卫星通信 194

8.4.2 光纤通信 194

8.4.3 因特网 194

8.4.4 信息高速公路 194

8.5 本章小结 195

8.6 习题 195

参考文献 196