電路分析教程

第1章電路的基本概念與理論

1.1電路

1.1.1電路的概念

1.1.2電路的分類

1.1.3線性電路

1.2電流、電位和電壓

1.2.1電流

1.2.2電位與電壓

1.2.3電壓與電流的關系

1.3直流電和交流電

1.3.1直流電

1.3.2交流電

1.3.3直流電路和交流電路

1.4電阻、電感、電容及其模型

1.4.1電阻器及其模型

1.4.2電感器及其模型

1.4.3電容器及其模型

1.5電源及其模型

1.5.1電源的概念與分類

1.5.2直流電源與交流電源

1.5.3理想電壓源與實際電壓源

1.5.4理想電流源與實際電流源

1.5.5受控電源與獨立電源

1.6電路模型

1.7電路的圖

1.8電路基本定律

1.8.1基爾霍夫電流定律

1.8.2基爾霍夫電壓定律

1.9電路分析的基本概念

1.10小知識——“接地”

1.11習題

第2章直流電路等效化簡分析法

2.1等效化簡分析法

2.2電阻網(wǎng)絡的等效分析

2.2.1電阻的串聯(lián)分析

2.2.2電阻的并聯(lián)分析

2.2.3電阻的混聯(lián)分析

2.2.4三角形與星形分析

2.3電阻的功率分析

2.3.1功率與能量

2.3.2功率平衡

2.3.3負載獲得最大功率的條件

2.4獨立電源電路的等效分析

2.4.1電源的串聯(lián)與并聯(lián)

2.4.2有伴電源的相互等效

2.4.3理想電源與任意元件連接的等效

2.5受控電源電路的等效分析

2.6線性定理

2.7替代定理

2.8等效電源定理

2.8.1戴維南定理

2.8.2諾頓定理

2.9特勒根定理

2.10互易定理

2.11置換定理

2.12對偶原理

2.13小知識——穩(wěn)壓電源的挑選

2.14習題

第3章直流電路基本定律分析法

3.12b分析法

3.2支路電流法

3.3網(wǎng)絡的獨立變量

3.4節(jié)點電壓法

3.4.1節(jié)點電壓法概述

3.4.2特殊情況的處理

3.5網(wǎng)孔電流法

3.5.1網(wǎng)孔電流法概述

3.5.2特殊情況的處理

3.6回路電流法

3.7小知識——日光燈的工作原理

3.8習題

第4章正弦穩(wěn)態(tài)電路基本理論

4.1研究交流電路的意義

4.2直流電路和交流電路分析的主要差異

4.3相量與復數(shù)的基本概念

4.3.1相量及相量分析法

4.3.2復數(shù)

4.3.3復數(shù)的運算

4.4正弦量的相量表示法

4.5相量的運算性質

4.6電路定律的相量形式

4.6.1基爾霍夫定律的相量形式

4.6.2電路元件的相量模型

4.6.3復數(shù)阻抗

4.6.4復數(shù)導納

4.7正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率

4.7.1瞬時功率和有功功率

4.7.2視在功率和無功功率

4.7.3復功率

4.7.4最大功率傳輸

4.8電路的諧振

4.8.1RLC串聯(lián)電路的諧振

4.8.2RLC并聯(lián)電路的諧振

4.9互感電路

4.9.1互感的基本概念

4.9.2互感元件的相量模型

4.9.3互感的去耦等效

4.10空心變壓器

4.11理想變壓器

4.12小知識——組合音箱

4.13習題

第5章正弦交流電路分析法

5.1阻抗網(wǎng)絡的等效分析

5.1.1純電感網(wǎng)絡的等效

5.1.2純電容網(wǎng)絡的等效

5.1.3阻抗的串聯(lián)分析

5.1.4阻抗的并聯(lián)分析

5.1.5濾波和移相

5.2獨立電源電路的等效分析

5.2.1電源的串聯(lián)與并聯(lián)

5.2.2有伴電源的相互等效

5.2.3理想電源與任意元件的連接等效

5.3受控電源電路的等效分析

5.4疊加定理和齊次定理

5.5替代定理

5.6戴維南定理和諾頓定理

5.7其他定理

5.8基本定律分析法

5.9綜合練習

5.10小知識——觸電

5.11習題

第6章三相交流電路分析法

6.1三相交流電的概念

6.2三相電源的連接

6.2.1星形連接

6.2.2三角形連接

6.3三相負載的連接

6.3.1星形連接

6.3.2三角形連接

*6.4不對稱三相電路

6.5小知識——跨步電壓

6.6習題

第7章動態(tài)電路分析法

7.1動態(tài)電路及相關概念

7.2電路的狀態(tài)與響應

7.3一階動態(tài)電路分析

7.3.1一階動態(tài)電路的零輸入響應

7.3.2一階動態(tài)電路的零狀態(tài)響應

7.3.3一階動態(tài)電路的全響應

7.4二階動態(tài)電路分析

7.4.1二階動態(tài)電路的零輸入響應

7.4.2二階動態(tài)電路的零狀態(tài)響應和全響應

7.5小知識——高壓輸電

7.6習題

第8章電路方程的矩陣形式

8.1電路的基本矩陣

8.1.1關聯(lián)矩陣

8.1.2回路矩陣

8.1.3割集矩陣

8.2回路電流方程的矩陣形式

8.3節(jié)點電壓方程的矩陣形式

8.4割集電壓方程的矩陣形式

8.5小知識——汽車中的“電”

8.6習題

第9章雙端口網(wǎng)絡

9.1雙端口網(wǎng)絡的概念

9.1.1雙端口網(wǎng)絡概述

9.1.2研究雙端口網(wǎng)絡的意義

9.1.3研究雙端口網(wǎng)絡的方法

9.2雙端口網(wǎng)絡的方程與參數(shù)

9.2.1Z方程與Z參數(shù)

9.2.2Y方程與Y參數(shù)

9.2.3A方程與A參數(shù)

9.2.4H方程與H參數(shù)

9.2.5A′方程與G方程

9.3雙端口網(wǎng)絡的網(wǎng)絡函數(shù)

9.3.1策動函數(shù)

9.3.2傳輸函數(shù)

9.4雙端口網(wǎng)絡的等效

9.4.1Z參數(shù)等效電路

9.4.2Y參數(shù)等效電路

9.5雙端口網(wǎng)絡的連接

9.5.1雙端口網(wǎng)絡的串聯(lián)

9.5.2雙端口網(wǎng)絡的并聯(lián)

9.5.3雙端口網(wǎng)絡的級聯(lián)

9.6小知識——保險絲

9.7習題

第10章電路及元器件的測量

10.1萬用表

10.2模擬萬用表原理

10.2.1動圈式表頭

10.2.2電流測量原理

10.2.3電壓測量原理

10.2.4電阻測量原理

10.3電路電流的測量方法

10.4電路電壓的測量方法

10.5元器件的測量方法

10.5.1電阻的測量

10.5.2電感和電容的測量

10.5.3二極管的測量

10.5.4變壓器的測量

10.6小知識——市電電壓為什么是220V

10.7習題

參考文獻 2100433B

本教材全面介紹了電路分析的基礎知識和基本技能，全書共分十章，內(nèi)容包括電路的基本概念與理論、直流電路等效化簡分析法、直流電路基本定律分析法、正弦穩(wěn)態(tài)電路基本理論、正弦穩(wěn)態(tài)電路分析法、三相交流電路分析法、動態(tài)電路分析法、電路方程的矩陣形式、雙端口網(wǎng)絡、電路及元器件的測量。同時，配有大量例題并附有大部分習題的參考答案。本教材是專為普通高校“通信工程”、“電子信息工程”、“物聯(lián)網(wǎng)工程”、“自動化控制”、“網(wǎng)絡工程”、“機電一體化”等專業(yè)而編寫的大學本科教材，參考學時為50左右。在編寫方法上不但考慮到滿足教學要求，而且也顧及到適合自學和實踐應用，因此，本教材也可作為有志青年的自學教材和相關工程技術人員的參考書。

本書主要介紹了電路的等效分析，電路分析的基本方法，電路分析的重要定理，復數(shù)及其運算，正弦交流電路的穩(wěn)態(tài)分析，含耦合電感的電路分析，三相電路，非正弦周期性電流電路，無源雙口網(wǎng)絡，網(wǎng)絡函數(shù)和頻率特性，動態(tài)電路的時域分析，階躍響應、沖激響應與電路的復頻域分析等內(nèi)容。本書力求突出實用性，編入了大量工程實例，以使讀者能對電路原理有更深刻、實際的理解和認識。

目 錄

第1章 電路概述 1

1.1 電路的基本概念 1

1.1.1 電路和電路模型 1

1.1.2 電路的基本物理量 3

1.1.3 電路元件 7

自測題 15

1.2 基爾霍夫定律 15

1.2.1 基爾霍夫電流定律 17

1.2.2 基爾霍夫電壓定律 18

自測題 20

小結 21

習題一 21

第2章 電路的等效分析 25

2.1 二端網(wǎng)絡與等效 25

2.2 實際電源 25

2.2.1 實際電源的電路模型 26

2.2.2 實際電源兩種模型的等效

變換 27

自測題 29

2.3 二端網(wǎng)絡的等效化簡 30

2.3.1 線性電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 30

2.3.2 獨立電源的串聯(lián)和并聯(lián) 34

2.3.3 含源二端網(wǎng)絡的等效化簡 35

自測題 37

2.4 電路的等效分析法 37

自測題 39

2.5 線性電阻的星形聯(lián)結與三角形聯(lián)結 39

自測題 42

小結 42

習題二 43

第3章 電路分析的基本方法 46

3.1 支路電流法 46

自測題 48

3.2 網(wǎng)孔分析法 49

3.2.1 網(wǎng)孔電流 49

3.2.2 網(wǎng)孔方程 49

3.2.3 網(wǎng)孔分析法分析電路 50

自測題 53

3.3 節(jié)點分析法 53

3.3.1 節(jié)點電壓 53

3.3.2 節(jié)點方程 54

3.3.3 節(jié)點分析法 55

自測題 58

3.4 回路分析法 58

自測題 59

小結 59

習題三 60

第4章 電路分析的重要定理 63

4.1 疊加定理 63

4.1.1 線性電路的基本性質 63

4.1.2 疊加定理分析電路 64

自測題 66

4.2 戴維南定理 66

4.2.1 戴維南定理內(nèi)容 66

4.2.2 戴維南等效電路 67

4.2.3 應用戴維南定理分析電路 68

自測題 71

4.3 諾頓定理 71

4.3.1 諾頓定理的內(nèi)容 71

4.3.2 含源線性電阻二端網(wǎng)絡的等效

電路 73

自測題 76

4.4 最大功率傳輸定理 76

自測題 78

4.5 替代定理 78

自測題 80

4.6 互易定理 80

自測題 81

小結 81

習題四 82

第5章 正弦交流電路的穩(wěn)態(tài)分析 87

5.1 正弦交流電的基本概念 87

5.1.1 正弦電壓和電流 87

5.1.2 正弦量的三要素 87

5.1.3 正弦量的相位差 88

5.1.4 周期信號的有效值 89

自測題 90

5.2 正弦量的相量表示 91

5.2.1 相量法 91

5.2.2 相量圖 93

5.2.3 相量法用于正弦量的運算 93

自測題 94

5.3 基爾霍夫定律的相量形式 95

5.3.1 相量形式KCL 95

5.3.2 相量形式KVL 95

5.4 正弦交流電路中的電路元件 96

5.4.1 電阻元件電壓與電流關系的

相量形式 96

5.4.2 電容元件電壓與電流關系的

相量形式 96

5.4.3 電感元件電壓與電流關系的

相量形式 97

自測題 99

5.5 無源二端網(wǎng)絡的阻抗和導納 100

5.5.1 阻抗 100

5.5.2 導納 102

5.5.3 阻抗和導納的等效互換 104

自測題 105

5.6 正弦交流電路的分析 106

5.6.1 串、并聯(lián)電路分析 106

5.6.2 一般電路分析 107

自測題 109

5.7 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率 109

5.7.1 瞬時功率 109

5.7.2 平均功率和功率因數(shù) 110

5.7.3 復功率 112

5.7.4 最大功率傳輸 114

自測題 116

小結 117

習題五 117

第6章 含耦合電感的電路分析 121

6.1 耦合電感元件 121

6.1.1 磁耦合 121

6.1.2 同名端（corresponding

terminals） 123

6.1.3 耦合電感元件 124

自測題 125

6.2 含耦合電感元件的電路分析 126

6.2.1 正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中的耦合

電感元件 126

6.2.2 含有耦合電感元件的正弦穩(wěn)態(tài)

交流電路的計算 127

6.2.3 耦合電感線圈的串聯(lián) 128

6.2.4 耦合電感線圈的并聯(lián) 129

6.2.5 T形耦合電感線圈的去耦等效

電路 131

自測題 133

6.3 空心變壓器電路的分析 133

6.3.1 空心變壓器的電路方程 133

6.3.2 空心變壓器的初級等效

電路 134

6.3.3 空心變壓器的次級等效

電路 136

自測題 137

6.4 理想變壓器 138

6.4.1 無損耗和全耦合變壓器 138

6.4.2 理想變壓器的定義 139

6.4.3 理想變壓器的基本性質 140

6.4.4 含理想變壓器的電路分析 142

自測題 143

小結 143

習題六 143

第7章 三相電路 147

7.1 三相電路的基本概念 147

7.1.1 三相電源 147

7.1.2 三相正弦量的相序 148

7.1.3 三相電源的聯(lián)結方式 148

7.1.4 三相電源的負載 150

自測題 150

7.2 三相電路電壓和電流的分析 151

7.2.1 負載做星形聯(lián)結的三相電路

分析 151

7.2.2 負載做三角形聯(lián)結的三相電路

分析 153

7.3 三相電路的功率 155

7.3.1 對稱三相電路的瞬時功率 155

7.3.2 對稱三相電路的平均功率、

無功功率、視在功率 155

7.3.3 三相電路功率的測量 157

自測題 159

小結 159

習題七 159

第8章 非正弦周期性電流電路 162

8.1 非正弦周期性函數(shù)的分解 162

8.1.1 非正弦周期性函數(shù)的分解 162

8.1.2 幾種常見的周期函數(shù)的諧波

分析 163

8.1.3 波形的對稱性與傅里葉系數(shù)的

關系 164

自測題 165

8.2 非正弦周期量的有效值和功率 166

8.2.1 根據(jù)非正弦周期量的數(shù)學表達

式直接求方均根值 166

8.2.2 根據(jù)周期量的傅里葉級數(shù)計算

有效值 166

8.2.3 整流平均值 167

8.2.4 非正弦周期性電流電路的

功率 168

自測題 169

8.3 非正弦周期性電流電路的分析 169

自測題 172

8.4 非正弦周期性的對稱三相電路分析 172

自測題 175

小結 176

習題八 176

第9章 無源雙口網(wǎng)絡 179

9.1 雙口網(wǎng)絡的電壓、電流關系 180

9.1.1 開路阻抗參數(shù)方程 180

9.1.2 短路導納參數(shù)方程 182

9.1.3 混合參數(shù)方程 184

9.1.4 傳輸參數(shù)方程 185

自測題 186

9.2 雙口網(wǎng)絡參數(shù)之間的關系及其獲取

方法 187

9.2.1 雙口網(wǎng)絡參數(shù)之間的關系 187

9.2.2 雙口網(wǎng)絡參數(shù)的獲取方法 187

自測題 190

9.3 雙口網(wǎng)絡的等效電路 190

9.3.1 互易雙口網(wǎng)絡的等效電路 190

9.3.2 非互易雙口網(wǎng)絡的等效

電路 192

自測題 193

9.4 含雙口網(wǎng)絡的電路分析 193

9.4.1 輸入阻抗 194

9.4.2 戴維南等效電路 194

9.4.3 電壓放大倍數(shù)和電流放大

倍數(shù) 195

自測題 197

小結 197

習題九 198

第10章 網(wǎng)絡函數(shù)和頻率特性 202

10.1 網(wǎng)絡函數(shù) 202

10.1.1 網(wǎng)絡函數(shù)的定義和分類 202

10.1.2 網(wǎng)絡函數(shù)的計算方法 203

10.1.3 網(wǎng)絡函數(shù)與正弦穩(wěn)態(tài)響應 205

自測題 205

10.2 RC電路的頻率特性 206

10.2.1 一階RC低通濾波電路 206

10.2.2 一階RC高通濾波電路 208

10.2.3 一階RC全通濾波電路 209

10.2.4 二階RC帶通濾波電路 209

10.2.5 二階RC帶阻濾波電路 212

自測題 213

10.3 諧振電路 213

10.3.1 RLC串聯(lián)諧振電路 214

10.3.2 串聯(lián)諧振電路的諧振曲線 216

10.3.3 GLC并聯(lián)諧振電路 221

自測題 223

小結 223

習題十 223

第11章 動態(tài)電路的時域分析 227

11.1 換路定律與初始條件 228

11.1.1 換路與換路定律 228

11.1.2 電壓與電流初始值的確定 230

自測題 232

11.2 一階電路的零輸入響應 232

11.2.1 RC電路的零輸入響應 232

11.2.2 RL電路的零輸入響應 235

自測題 237

11.3 一階電路的零狀態(tài)響應 238

11.3.1 直流激勵下的零狀態(tài)響應 238

11.3.2 正弦激勵下的零狀態(tài)響應 241

自測題 242

11.4 一階電路的全響應 243

11.4.1 全響應的組成 243

11.4.2 三要素法 244

自測題 249

11.5 二階電路的零輸入響應 249

11.5.1 二階電路方程的建立 249

11.5.2 二階電路零輸入響應的

形式 250

自測題 254

小結 255

習題十一 256

第12章 階躍響應、沖激響應與動態(tài)

電路的復頻域分析 261

12.1 階躍函數(shù)和階躍響應 261

12.1.1 階躍函數(shù) 261

12.1.2 階躍函數(shù)表示開關動作 263

12.1.3 階躍響應 263

自測題 265

12.2 沖激函數(shù)和沖激響應 265

12.2.1 沖激函數(shù) 265

12.2.2 沖激響應 266

12.2.3 沖激函數(shù)的性質 269

自測題 270

12.3 拉普拉斯變換 271

12.3.1 拉普拉斯變換和拉普拉斯反

變換 271

12.3.2 常用函數(shù)的拉氏變換 272

12.3.3 拉氏變換的基本性質 273

自測題 275

12.4 動態(tài)電路的復頻域分析 276

12.4.1 復頻域分析法 276

12.4.2 復頻域電路模型 277

12.4.3 動態(tài)電路的復頻域分析 279

自測題 281

小結 281

習題十二 282

參考文獻 285

《21世紀高等學校本科電子電氣專業(yè)系列實用教材：電路分析教程》可作為電子信息、計算機、電氣控制、自動化等應用型高校本科專業(yè)的電路及電路基礎課程的教材，也可供高職高專學校的相關專業(yè)選用。