第1章 电路的基本概念、基本元件和基本定律 1
1.1 实际电路和电路模型 1
1.1.1 实际电路的构成与功能 1
1.1.2 电路元件模型和电路模型 2
1.2 电流、电压变量及其参考方向 4
1.2.1 电流变量及其参考方向 4
1.2.2 电压变量及其参考方向 6
1.2.3 电流与电压的关联参考方向 8
1.3 电功率与电能 9
1.4 电路元件的特性和分类 11
1.4.1 元件的特性 11
1.4.2 元件的分类 12
1.5 基本电路元件 13
1.5.1 电阻元件 13
1.5.2 电感元件 17
1.5.3 电容元件 22
1.5.4 独立电源 25
1.5.5 受控电源 29
1.6 基尔霍夫定律(KL) 32
1.6.1 电路分析中的两类约束 32
1.6.2 术语诠释 33
1.6.3 基尔霍夫电流定律(KCL) 34
1.6.4 基尔霍夫电压定律(KVL) 36
1.6.5 KCL方程、KVL方程和VCR方程的独立性 38
1.7 运算放大器 40
1.7.1 运算放大器及其电路模型 40
1.7.2 含运算放大器电路的分析 44
习题 47
第2章 电路的等效分析方法 56
2.1 等效电路与等效变换的概念与定义 56
2.2 无源单口电阻电路的等效变换 58
2.2.1 串联电阻电路 58
2.2.2 并联电阻电路 60
2.2.3 混联电阻电路 62
2.3 无源三端电阻电路的等效变换 64
2.3.1 电阻的丫形联结与△形联结之间等效变换的一般式 64
2.3.2 等值电阻丫形联结与等值电阻△形联结之间的等效变换 66
2.4 简单含源单口电路的等效变换 67
2.4.1 独立电源的串联和并联 67
2.4.2 独立电源与任意单口电路或元件的串联和并联 69
2.4.3 实际电源的两种电路模型及其等效变换 71
2.4.4 无伴独立电源的等效转移 73
2.4.5 含受控源单口电路的等效变换 76
2.4.6 无源或有源单口电阻电路的输入电阻 81
2.4.7 无源或有源单口电感、电容电路的等效变换 83
2.4.8 由电感或电容元件组成的戴维宁电路与诺顿电路之间的等效变换 88
习题 91
第3章 电路的一般分析方法 96
3.1 电路的一般分析方法概述 96
3.2 支路变量法 96
3.2.1 2b法 96
3.2.2 b法 97
3.3 最少电路变量的选取 99
3.4 网孔分析法 100
3.4.1 网孔电流与网孔方程 100
3.4.2 电源均为独立电压源时的网孔分析法 102
3.4.3 独立电流源支路的处理方法 104
3.4.4 受控源支路的处理方法 105
3.5 回路分析法 108
3.5.1 回路电流与回路方程 108
3.5.2 电源均为独立电压源支路时的回路分析法 109
3.5.3 独立电流源支路的处理方法 110
3.5.4 受控源支路的处理方法 110
3.6 节点分析法 11
3.6.1 节点电压与节点方程 11
3.6.2 电源均为独立电流源支路时的节点分析法 112
3.6.3 独立电压源支路的处理方法 113
3.6.4 受控源支路的处理方法 118
3.6.5 含运算放大器电路的节点分析法 119
习题 120
第4章 电路定理 125
4.1 电路定理概述 125
4.2 线性电路的叠加定理和齐性定理 125
4.2.1 叠加定理说明示例 125
4.2.2 叠加定理的表述与证明 127
4.2.3 叠加定理的基本要点 130
4.2.4 齐性定理 130
4.2.5 线性电路响应之间的线性关系 131
4.3 集总参数电路的替代定理 132
4.3.1 替代定理的表述及其证明 132
4.3.2 替代定理的基本要点 135
4.4 线性电路的戴维宁定理与诺顿定理 137
4.4.1 戴维宁定理的表述及其证明 137
4.4.2 诺顿定理的表述及其证明 138
4.4.3 戴维宁电路模型与诺顿电路模型间的等效关系 139
4.4.4 戴维宁定理和诺顿定理的应用举例 139
4.4.5 单口电路内外存在受控源耦合关系时戴维宁等效电路与诺顿等效电路的多样性 143
4.4.6 戴维宁定理与诺顿定理的基本要点 146
4.4.7 最大功率传输定理 147
4.5 集总参数电路的特勒根定理 149
4.5.1 特勒根定理的表述及其证明 149
4.5.2 特勒根定理的基本要点 152
4.6 互易定理 152
4.6.1 互易定理的表述及其证明 152
4.6.2 互易定理的基本要点 156
4.7 平面电路的对偶原理 157
习题 160
第5章 线性时不变动态电路暂态过程的时域分析 166
5.1 动态电路的基本概念 166
5.1.1 动态电路及其方程 166
5.1.2 换路定则 167
5.1.3 初始条件的确定 168
5.2 一阶电路的零输入响应 170
5.2.1 RC电路的零输入响应 170
5.2.2 时间常数 171
5.2.3 RL电路的零输入响应 174
5.3 一阶电路的零状态响应 176
5.3.1 RC电路的零状态响应 177
5.3.2 RL电路的零状态响应 179
5.3.3 RC电路在正弦激励下的零状态响应 181
5.4 一阶电路的全响应 183
5.5 三要素法 187
5.6 阶跃函数和一阶电路的阶跃响应 190
5.6.1 阶跃函数 190
5.6.2 一阶电路的阶跃响应 192
5.7 二阶电路的零输入响应 194
5.8 二阶电路的零状态响应 199
5.9 二阶电路的全响应 203
5.10 冲激函数和电路的冲激响应 204
5.10.1 冲激函数及其性质 204
5.10.2 一阶电路的冲激响应 206
5.10.3 冲激响应与阶跃响应的关系 209
5.10.4 二阶电路的冲激响应 210
5.11 卷积积分 212
5.11.1 卷积积分的定义 212
5.11.2 用卷积积分计算任意激励的零状态响应 212
习题 214
第6章 线性时不变动态电路的正弦稳态分析 219
6.1 线性时不变动态电路正弦稳态响应的基本概念 219
6.2 线性时不变动态电路正弦稳态分析的意义 220
6.3 正弦量的时域分析 221
6.3.1 正弦量及其三要素 221
6.3.2 同频率正弦量之间的相位差 223
6.3.3 正弦量的有效值和平均值 225
6.4 正弦量的相量表示 226
6.4.1 复数及其运算 226
6.4.2 正弦量相量变换 227
6.4.3 正弦量相量变换的基本性质 230
6.5 电路基本元件的相量域模型和基尔霍夫定律的相量形式 233
6.5.1 电路基本元件的相量域模型 233
6.5.2 基尔霍夫定律的相量形式 237
6.6 正弦稳态电路的相量域模型分析方法 239
6.6.1 正弦稳态无源电路的等效变换 240
6.6.2 正弦稳态电路的一般分析方法(方程法) 249
6.6.3 应用电路基本定理分析正弦稳态电路 251
6.6.4 应用相量图分析正弦稳态电路 253
6.7 正弦稳态电路的功率 255
6.7.1 瞬时功率 255
6.7.2 平均功率和无功功率 257
6.7.3 视在功率 266
6.7.4 复功率 267
6.8 正弦稳态电路的最大功率传输定理 270
6.9 功率因数的提高 274
习题 278
第7章 线性时不变正弦稳态交流电路的频率响应 285
7.1 正弦稳态网络函数与频率特性 285
7.1.1 正弦稳态网络函数 285
7.1.2 频率特性 287
7.2 频率特性的类型 288
7.3 RLC谐振电路 292
7.3.1 RLC串联谐振电路 293
7.3.2 RLC并联谐振电路 305
习题 310
第8章 含耦合电感的电路 315
8.1 互感现象与互感元件 315
8.2 互感元件的伏安特性方程与同名端 315
8.3 耦合电感元件的去耦等效电路 321
8.3.1 不含受控源的去耦等效电路 321
8.3.2 含受控源(CCVS)的去耦等效电路 328
8.4 含耦合电感的正弦稳态电路的分析计算 329
8.5 空心变压器 333
8.5.1 初级等效电路 335
8.5.2 次级等效电路 336
8.6 理想变压器 338
8.7 全耦合变压器 348
8.8 实际铁心变压器模型 349
8.8.1 无损、自感值有限的非全耦合变压器 349
8.8.2 实际铁芯变压器模型 350
习题 351
第9章 三相电路 356
9.1 三相电路概述 356
9.1.1 三相电源的产生 356
9.1.2 三相电源的联结方式 357
9.1.3 三相电路的一般形式 359
9.2 负载丫形联结对称三相电路的分析 360
9.2.1 丫-丫联结的对称三相电路 360
9.2.2 △-丫联结的对称三相电路 362
9.3 负载△联结对称三相电路的分析 362
9.3.1 丫(或△)-△联结的对称三相电路 362
9.3.2 负载△联结的对称三相电路线电压(流)和相电压(流)的关系 363
9.4 不对称三相电路的分析 365
9.5 三相功率及其测量 367
9.5.1 三相电路的瞬时功率 367
9.5.2 三相电路的有功功率和无功功率 367
9.5.3 三相电路的视在功率和复功率 368
9.5.4 三相电路功率的测量 369
习题 370
第10章 非正弦周期激励作用下线性时不变电路的稳态分析 373
10.1 非正弦周期量 373
10.2 周期函数的傅里叶级数展开 374
10.3 周期函数的频谱 376
10.4 对称波形周期函数的谐波分析 378
10.5 非正弦周期电流和电压的有效值、平均值和平均功率 381
10.5.1 非正弦周期电流和电压的有效值 381
10.5.2 非正弦周期电流和电压的平均值 382
10.5.3 非正弦周期电流电路的平均功率(有功功率) 383
10.6 非正弦周期激励作用下稳态电路的分析计算 384
10.7 L、C元件构成的无源滤波器 387
习题 390
第11章 线性时不变动态电路暂态过程的复频域分析 394
11.1 拉普拉斯变换的定义 394
11.2 拉普拉斯变换的基本性质 396
11.3 用于拉氏反变换的部分分式展开法 401
11.4 电路基本元件的复频域模型与基尔霍夫定律的复频域形式 405
11.4.1 电路基本元件的复频域模型 406
11.4.2 基尔霍夫定律的复频域形式 410
11.5 线性时不变动态电路暂态过程的复频域分析方法 410
11.5.1 线性时不变动态电路复频域模型的等效变换分析方法 411
11.5.2 用复频域模型分析线性时不变动态电路暂态过程的一般方法 412
11.5.3 应用复频域电路定理分析线性时不变动态电路的暂态过程 417
11.6 网络函数 420
11.6.1 网络函数的定义及其类型 420
11.6.2 网络函数与单位冲激响应的关系 421
11.6.3 利用网络函数计算线性时不变电路的零状态响应 422
11.6.4 网络函数的极点和零点及其与冲激响应的关系 423
11.7 由零、极点分布确定频率响应 429
习题 430
第12章 大规模电路的矩阵分析方法 435
12.1 大规模线性电路矩阵分析方法概述 435
12.2 电路的图的基本概念 435
12.3 有向图的四种矩阵描述及其对应的基尔霍夫定律矩阵形式 440
12.4 矩阵A、Bf和Qf之间的关系 447
12.5 标准支路特性方程的矩阵形式 448
12.5.1 电感之间无耦合且支路中含有受控源时的支路特性方程 449
12.5.2 电感之间存在耦合且支路中不含有受控源时的支路特性方程 451
12.6 电路分析方程的矩阵形式 452
12.6.1 节点电压方程的矩阵形式 453
12.6.2 回路电流方程的矩阵形式 457
12.6.3 基本割集电压方程的矩阵形式 460
习题 462
第13章 双口网络 467
13.1 双口网络概述 467
13.2 双口网络的端口特性方程与参数 468
13.2.1 Z参数方程与Z参数 469
13.2.2 Y参数方程与Y参数 471
13.2.3 H参数方程与H参数 473
13.2.4 T参数方程与T参数 476
13.3 同一双口网络各种参数间的换算关系 479
13.4 双口网络的等效网络 480
13.4.1 互易双口网络的等效网络 481
13.4.2 一般双口网络的等效网络 482
13.5 双口网络的互联及其有效性测试 484
13.5.1 级联(链联) 485
13.5.2 串联 486
13.5.3 并联 487
13.5.4 串并联与并串联 489
13.5.5 双口网络互联的有效性测试 490
13.6 双端接双口网络的网络函数 493
13.6.1 用z参数表示的输入阻抗和输出阻抗 494
13.6.2 转移电压比和转移电流比 495
13.6.3 双端接对称双口网络的特性阻抗 497
13.7 回转器和负阻抗变换器 498
13.7.1 回转器 498
13.7.2 负阻抗变换器 500
习题 501
第14章 状态变量分析法 507
14.1 状态变量、状态方程和输出方程 507
14.2 电路状态方程的建立方法 510
14.2.1 线性时不变常态电路状态方程的列写 511
14.2.2 线性时不变非常态(病态)电路状态方程的列写 518
14.3 线性时不变电路状态方程的求解 523
14.4 线性时不变电路输出方程的列写 525
14.5 线性时不变电路输出方程的求解 527
习题 528
第15章 线性均匀传输线的正弦稳态分析 532
15.1 分布参数电路与均匀传输线的基本概念 532
15.2 均匀传输线的偏微分方程 534
15.3 正弦稳态下均匀传输线相量方程的通解 535
15.4 正弦稳态下均匀传输线相量方程的特解 537
15.5 正弦稳态下均匀传输线上的行波 540
15.5.1 均匀传输线上电压和电流的时域表达式 540
15.5.2 均匀传输线上的正向行波和反向行波 541
15.6 均匀传输线的传播常数与特性阻抗 547
15.6.1 传播常数 547
15.6.2 特性阻抗 550
15.7 终端连接不同类型负载的均匀传输线 552
15.7.1 终端接特性阻抗的传输线 552
15.7.2 终端开路时的工作状态 556
15.7.3 终端短路时的工作状态 558
15.7.4 终端接任意负载阻抗 560
15.8 无损耗均匀传输线 561
15.8.1 无损耗线的传播常数和特性阻抗 562
15.8.2 正弦稳态下无损线方程的定解 562
15.8.3 无损耗线终端接有不同类型负载时的工作状态 563
15.9 均匀传输线的集中参数等效电路 582
15.9.1 均匀传输线的单个双口等效电路 582
15.9.2 均匀传输线的链形双口等效电路 584
习题 586
第16章 线性时不变无损耗均匀传输线的暂态分析 589
16.1 均匀传输线暂态过程的基本概念 589
16.2 无损耗线均匀传输线偏微分方程的通解 589
16.3 零状态无损耗线在理想阶跃电压源激励下波的产生与正向传播 593
16.3.1 阶跃直流电压源激励下波的产生与正向传播 594
16.3.2 任意函数形式阶跃理想电压源激励下波的产生与正向传播 596
16.4 无损耗线边界上波的反射 598
16.4.1 一般边界条件下无损耗线方程的复频域解 598
16.4.2 三种特殊边界条件下无损耗线上波的反射 600
16.4.3 无损线终端接有集中参数负载时波的反射 611
16.5 求解无损线暂态过程中波的反射和透射的柏德生法则 619
习题 623
第17章 非线性电路 625
17.1 非线性元件与非线性电路的基本概念 625
17.2 非线性电阻 626
17.2.1 非线性电阻的分类 626
17.2.2 静态电阻和动态电阻的概念 628
17.3 非线性电感 629
17.4 非线性电容 630
17.5 非线性电阻电路方程的建立 631
17.5.1 节点法 631
17.5.2 回路法 632
17.6 非线性电阻电路的基本分析法 633
17.6.1 图解法 633
17.6.2 分段线性化解析法 638
17.6.3 小信号分析法 640
17.7 DP图为分段线性的非线性电阻电路的设计 643
17.8 非线性动态电路的微分方程与状态方程 647
17.8.1 非线性动态电路微分方程的建立 647
17.8.2 非线性动态电路状态方程与输出方程 648
17.9 非线性自治电路的分段线性化方法 652
习题 655
习题参考答案 663
中英文名词对照表 686
参考文献 691