第1章 电路变量 1
1.1 电气工程概述 2
1.1.1 电路理论 4
1.1.2 解决问题 5
1.2 国际单位制 6
1.3 电路分析概述 8
1.4 电压和电流 9
1.5 理想基本电路元件 10
1.6 功率和能量 11
小结 14
习题 15
第2章 电路元件 20
2.1 电压源和电流源 21
2.2 电阻(欧姆定律) 24
2.3 电路模型结构 27
2.4 基尔霍夫定律 30
2.5 含受控源电路的分析 35
小结 39
习题 39
第3章 简单电阻电路 46
3.1 电阻的串联 47
3.2 电阻的并联 48
3.3 分压器和分流器电路 50
3.3.1 分流器电路 52
3.4 分压法和分流法 53
3.5 测量电压和电流 55
3.6 惠斯通电桥 58
3.7 △-Y(π-T)等效电路 59
小结 64
习题 65
第4章 电路分析法 77
4.1 术语 78
4.1.1 描述电路的词汇 78
4.1.2 需要多少个联立方程 79
4.1.3 举例说明系统方法 80
4.2 节点电压法 81
4.3 节点电压法和非独立源 83
4.4 节点电压法的特例 84
4.4.1 超节点的概念 85
4.4.2 电流表电路的节点电压分析 86
4.5 网孔电流法 87
4.6 网孔电流法和非独立源 89
4.7 网孔电流法的特例 91
4.7.1 超网孔的概念 91
4.7.2 放大电路的网孔电流分析 92
4.8 节点电压法与网孔电流法的比较 93
4.9 电源变换 96
4.10 戴维南与诺顿等效电路 99
4.10.1 戴维南等效电路 100
4.10.2 诺顿等效电路 101
4.10.3 使用电源变换 101
4.11 导出戴维南等效电路的补充 103
4.11.1 戴维南等效电路用于放大电路 104
4.12 最大功率传输 105
4.13 叠加原理 107
小结 112
习题 113
第5章 运算放大器 128
5.1 运算放大器端子 129
5.2 端电压和端电流 130
5.3 反相放大器电路 133
5.4 求和放大器电路 135
5.5 同相放大器电路 136
5.6 差分放大器电路 138
5.6.1 关于差分放大器的其他问题 140
5.6.2 衡量差分放大器性能的共模抑制比 140
5.7 实际的运算放大器模型 142
5.7.1 用实际的运放模型分析反相放大器电路 142
5.7.2 用实际的运放模型分析同相放大器电路 143
小结 145
习题 146
第6章 电感、电容和互感 156
6.1 电感 157
6.1.1 用电感上的电压表示电感中的电流 158
6.1.2 电感中的功率和能量 160
6.2 电容 162
6.3 电感和电容的串并联 166
6.4 互感 169
6.4.1 确定点标记的过程 170
6.5 更详细地讨论互感 172
6.5.1 复习自感 172
6.5.2 互感的概念 173
6.5.3 用自感表示互感 175
6.5.4 能量计算 176
小结 179
习题 180
第7章 一阶RL和RC电路的响应 189
7.1 RL电路的固有响应 190
7.1.1 推导电流表达式 191
7.1.2 时间常数的意义 192
7.2 RC电路的固有响应 196
7.2.1 推导电压表达式 196
7.3 RL和RC电路的阶跃响应 199
7.3.1 RL电路的阶跃响应 199
7.3.2 RC电路的阶跃响应 203
7.4 阶跃响应和固有响应的一般解法 205
7.5 按序换路 210
7.6 无限响应 214
7.7 积分放大器 215
小结 219
习题 219
第8章 RLC电路的固有响应和阶跃响应 237
8.1 并联RLC电路固有响应简介 238
8.1.1 二次微分方程的一般解法 238
8.2 并联RLC电路固有响应的形式 241
8.2.1 过阻尼电压响应 242
8.2.2 欠阻尼电压响应 244
8.2.3 欠阻尼响应特性 246
8.2.4 临界阻尼电压响应 247
8.3 并联RLC电路的阶跃响应 249
8.3.1 间接法 250
8.3.2 直接法 251
8.4 串联RLC电路的固有响应和阶跃响 255
8.5 双集成运放电路 259
8.5.1 具有反馈电阻的两级运算放大电路 261
小结 265
习题 266
第9章 正弦稳态分析 275
9.1 正弦信号源 276
9.2 正弦响应 279
9.3 相量 280
9.3.1 反相量变换 281
9.4 频域下的无源电路元件 284
9.4.1 电阻的伏安特性 284
9.4.2 电感的伏安特性 284
9.4.3 电容的伏安特性 285
9.4.4 阻抗和电抗 286
9.5 频域下的基尔霍夫定律 287
9.5.1 频域下的基尔霍夫电压定律 287
9.5.2 频域下的基尔霍夫电流定律 287
9.6 串联、并联和三角形-星形变换 288
9.6.1 并联阻抗和串联阻抗的合并 288
9.6.2 三角形-星形变换 292
9.7 电源变换以及戴维南-诺顿等效电路 295
9.8 节点电压法 298
9.9 网孔电流法 299
9.10 变压器 301
9.10.1 线性变压器电路分析 301
9.10.2 反映阻抗 302
9.11 理想变压器 304
9.11.1 探索极限值 304
9.11.2 确定电压和电流比 306
9.11.3 确定电压和电流比的极性 307
9.11.4 理想变压器的阻抗匹配 309
9.12 相量图 310
小结 313
习题 314
第10章 正弦稳态功率计算 327
10.1 瞬时功率 328
10.2 平均功率和无功功率 329
10.2.1 纯电阻电路的功率 330
10.2.2 纯电感电路的功率 330
10.2.3 纯电容电路的功率 331
10.2.4 功率因数 332
10.2.5 应用范围 333
10.3 均方根及功率计算 334
10.4 复功率 335
10.5 功率计算 337
10.5.1 复功率的变换形式 338
10.6 最大功率传输定理 344
10.6.1 吸收的最大平均功率 345
10.6.2 限制Z时的最大功率传输 345
小结 351
习题 351
第11章 平衡三相电路 363
11.1 平衡三相电压 364
11.2 三相电压源 365
11.3 Y-Y形电路分析 366
11.4 Y-△形电路分析 371
11.5 平衡三相电路功率的计算 375
11.5.1 平衡Y形负载的平均功率 375
11.5.2 平衡Y形负载的复功率 376
11.5.3 平衡△形负载的功率计算 376
11.5.4 三相电路的瞬时功率 377
11.6 三相电流平均功率的测量 380
11.6.1 双瓦特计方法 381
小结 385
习题 385
第12章 拉普拉斯变换简介 394
12.1 拉氏变换的定义 395
12.2 阶跃函数 396
12.3 冲激函数 397
12.4 函数变换 400
12.5 算子变换 402
12.5.1 乘以常数 402
12.5.2 加(减)运算特性 402
12.5.3 微分 402
12.5.4 积分 403
12.5.5 时域平移 404
12.5.6 频域平移特性 404
12.5.7 尺度变换 405
12.6 拉氏变换的应用 406
12.7 拉氏反变换 407
12.7.1 部分分式展开法:有理真分式 407
12.7.2 部分分式展开式:D(s)具有独立的实根 407
12.7.3 部分分式展开式:D(s)具有不等的复根 408
12.7.4 部分分式展开式:D(s)具有实重根 410
12.7.5 部分分式展开式:D(s)具有多重复数根 411
12.7.6 部分分式展开:假分式 413
12.8 F(s)的零极点 414
12.9 初值定理和终值定理 415
12.9.1 初值定理和终值定理的应用 416
小结 418
习题 419
第13章 拉氏变换在电路分析中的应用 426
13.1 s域中的电路元件 427
13.1.1 s域中的电阻 427
13.1.2 s域中的电感 427
13.1.3 s域中的电容 428
13.2 s域中的电路分析 430
13.3 应用 431
13.3.1 RC电路的固有响应 431
13.3.2 并联电路的阶跃响应 432
13.3.3 并联RLC电路的暂态响应 433
13.3.4 多网孔电路的阶跃响应 435
13.3.5 戴维南等效电路的应用 436
13.3.6 含耦合电感的电路 438
13.3.7 叠加原理的应用 439
13.4 转移函数 441
13.4.1 H(s)零极点的位置 443
13.5 转移函数的部分分式的展开式形式 443
13.5.1 H(s)在电路分析中的应用 445
13.6 转移函数和卷积积分 445
13.6.1 记忆性和加权函数的概念 451
13.7 转移函数和正弦稳态响应 452
13.8 电路分析中的冲激响应 454
13.8.1 开关操作 454
13.8.2 冲激电源 457
小结 460
习题 461
第14章 选频电路 477
14.1 预备知识 478
14.2 低通滤波器 480
14.2.1 串联RL电路的定性分析 480
14.2.2 截止频率的定义 481
14.2.3 串联RL电路——定性分析 482
14.2.4 串联RC电路 484
14.2.5 频域和时域的关系 485
14.3 高通滤波器 486
14.3.1 串联RC电路——定性分析 486
14.3.2 串联RC电路——定量分析 487
14.4 带通滤波器 490
14.4.1 中心频率、带宽和品质因数 491
14.4.2 串联RLC电路——定性分析 491
14.4.3 串联RLC电路——定量分析 492
14.4.4 时域与频域的关系 499
14.5 带阻滤波器 500
14.5.1 串联RLC电路——定性分析 500
14.5.2 串联RLC电路——定量分析 501
小结 505
习题 505
第15章 有源滤波器电路 513
15.1 一阶低通和高通滤波器 514
15.1.1 关于频率响应曲线的知识 515
15.2 比例变换 518
15.2.1 比例变换在运放滤波器设计中的应用 519
15.3 运放带通和带阻滤波器 521
15.4 高阶运放滤波器 527
15.4.1 相同滤波器的级联 527
15.4.2 巴特沃思滤波器 531
15.4.3 巴特沃思滤波器电路 533
15.4.4 巴特沃思滤波器的阶数 535
15.4.5 巴特沃思高通、带通和带阻滤波器 538
15.5 窄带带通和带阻滤波器 539
小结 547
习题 548
第16章 傅里叶级数 558
16.1 傅里叶级数分析:概述 560
16.2 傅里叶系数 561
16.3 对称性对傅里叶系数的影响 563
16.3.1 偶函数对称 564
16.3.2 奇函数对称 565
16.3.3 半波对称 566
16.3.4 四分之一波对称 567
16.4 傅里叶级数的另一种三角函数形式 569
16.5 应用 571
16.5.1 直接法求稳态响应的应用 574
16.6 周期函数平均功率的计算 576
16.7 周期函数的均方根值 578
16.8 傅里叶级数的指数形式 580
16.9 幅值谱和相位谱 582
16.9.1 幅值谱和相位谱的举例说明 582
小结 586
习题 587
第17章 傅里叶变换 598
17.1 傅里叶变换的引出 599
17.2 傅里叶积分的收敛 601
17.3 用拉普拉斯变换求傅里叶变换 602
17.4 极限情况下的傅里叶变换 604
17.4.1 符号函数的傅里叶变换 604
17.4.2 单位阶跃函数的傅里叶变换 605
17.4.3 余弦函数的傅里叶变换 605
17.5 一些数学性质 606
17.6 算子变换 608
17.6.1 乘以一个常数 608
17.6.2 相加(相减) 608
17.6.3 微分 608
17.6.4 积分 609
17.6.5 尺度变换 609
17.6.6 时域变换 609
17.6.7 频域变换 609
17.6.8 调制 609
17.6.9 时域卷积 609
17.6.10 频域卷积 610
17.7 电路应用 611
17.8 帕塞瓦尔定理 613
17.8.1 帕塞瓦尔定理的证明 614
17.8.2 帕塞瓦尔定理的解释说明 615
17.8.3 矩形电压脉冲包含的能量 618
小结 621
习题 621
第18章 双端口网络 628
18.1 端口方程 629
18.2 双端口参数 630
18.2.1 双端口网络参数间的关系 633
18.2.2 互易双端口网络 635
18.3 具有端接的双端口网络的分析 637
18.3.1 用z参数表示的六个特性参数 638
18.4 双端口网络的互连 642
小结 646
习题 646
附录A 线性联立方程组的求解 653
附录B 复数 670
附录C 耦合电感和理想变压器的补充内容 675
附录D 分贝 683
附录E 伯德图 685
附录F 三角恒等式简表 700
附录G 积分简表 701
附录H 常用的标准元件值 703
部分习题答案 704