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上篇 电路原理3

第1章 电路的基本概念与基本定律3

1.1 电路组成与电路模型3

1.1.1 电路的组成3

1.1.2 电路模型4

1.2 电路的基本物理量及其参考方向4

1.2.1 电流及其参考方向4

1.2.2 电压及其参考方向5

1.2.3 功率与关联参考方向6

1.3 电阻元件与欧姆定律7

1.3.1 线性电阻7

1.3.2 非线性电阻7

1.4 独立电源8

1.4.1 理想电压源8

1.4.2 理想电流源9

1.4.3 实际电源的电压源模型与电流源模型10

1.5 基尔霍夫定律11

1.5.1 基尔霍夫电流定律（KCL）12

1.5.2 基尔霍夫电压定律（KVL）13

本章小结14

习题15

第2章 电路中等效的问题17

2.1 二端网络的端口等效17

2.2 电阻元件的串并联等效18

2.2.1 电阻元件的串联与等效18

2.2.2 电阻元件的并联与等效19

2.3 电源的等效变换20

2.3.1 电压源的串联和并联20

2.3.2 电流源的并联和串联22

2.3.3 戴维南电路、诺顿电路及其等效变换23

2.4 受控电源与二端网络输入电阻26

2.4.1 受控电源26

2.4.2 二端网络的输入电阻32

2.5 电路的星形连接与三角形连接的等效变换34

2.5.1 三端电路的等效概念34

2.5.2 星形连接与三角形连接电路的等效变换34

本章小结37

习题38

第3章 电路的一般分析方法41

3.1 支路分析法41

3.1.1 支路分析法的概念41

3.1.2 支路分析法应用举例43

3.2 回路分析法45

3.2.1 回路分析法的概念45

3.2.2 回路分析法应用举例47

3.3 节点分析法49

3.3.1 节点分析法的概念49

3.3.2 节点分析法应用举例50

3.4 电路拓扑的概念53

3.4.1 图的基本概念53

3.4.2 有向图关联关系的矩阵表示57

3.5 割集分析法61

本章小结63

习题64

第4章 线性电路的基本定理67

4.1 替代定理67

4.1.1 替代定理内容67

4.1.2 替代定理举例68

4.2 叠加定理69

4.2.1 叠加定理的内容69

4.2.2 电路的几个线性关系72

4.3 戴维南定理与诺顿定理74

4.3.1 戴维南定理74

4.3.2 诺顿定理79

4.3.3 最大功率传输82

4.4 特勒根定理85

4.4.1 特勒根定理85

4.4.2 特勒根定理应用举例85

4.5 互易定理87

4.5.1 网络的互易性87

4.5.2 互易定理87

4.5.3 应用举例89

本章小结89

习题90

第5章 电路的暂态过程分析94

5.1 电容元件与电感元件94

5.1.1 电容元件94

5.1.2 电感元件97

5.2 换路定则与电压和电流初值的确定100

5.2.1 换路与换路定则100

5.2.2 电路中电压与电流初始值的确定101

5.3 一阶电路的零输入响应104

5.3.1 一阶RC电路的零输入响应104

5.3.2 一阶RL电路的零输入响应107

5.4 一阶电路的零状态响应109

5.4.1 一阶RC电路的零状态响应109

5.4.2 一阶RL电路的零状态响应111

5.5 一阶电路的全响应与三要素法112

5.5.1 一阶电路的全响应112

5.5.2 一阶电路分析的三要素法113

5.6 阶跃函数与一阶电路的阶跃响应117

5.6.1 阶跃函数的概念与应用117

5.6.2 一阶电路的单位阶跃响应118

5.6.3 RC电路对矩形脉冲的响应118

5.7 冲激函数与一阶电路的冲激响应121

5.7.1 冲激函数的概念121

5.7.2 一阶电路的冲激响应123

5.8 二阶电路的零输入响应125

本章小结128

习题129

第6章 正弦稳态电路分析132

6.1 正弦量的概念132

6.1.1 正弦量的三要素132

6.1.2 正弦量的相位差134

6.2 正弦量的相量表示135

6.2.1 复数的四种形式135

6.2.2 正弦量的相量表示137

6.3 电阻、电感、电容元件电压电流关系的相量形式138

6.3.1 电阻元件电压电流关系的相量形式138

6.3.2 电感元件电压电流关系的相量形式138

6.3.3 电容元件电压电流关系的相量形式140

6.4 基本定律的相量形式142

6.4.1 阻抗与导纳及欧姆定律的相量形式142

6.4.2 基尔霍夫定律的相量形式143

6.5 相量法分析正弦稳态电路143

6.5.1 阻抗串并联的基本公式143

6.5.2 电阻、电感、电容元件串联电路的分析144

6.5.3 电阻、电感、电容元件并联电路的分析148

6.5.4 复杂正弦稳态电路的分析149

6.6 相量图法分析正弦稳态电路151

6.7 正弦稳态电路中的功率154

6.7.1 瞬时功率154

6.7.2 平均功率156

6.7.3 无功功率157

6.7.4 视在功率158

6.7.5 复功率159

6.8 功率因数的提高160

6.8.1 提高功率因数的意义160

6.8.2 提高功率因数的方法161

6.9 正弦稳态电路中的谐振162

6.9.1 串联谐振163

6.9.2 并联谐振165

6.10 耦合电感167

6.10.1 互感现象167

6.10.2 耦合电感及电压电流关系168

6.10.3 同名端及其判别169

6.10.4 耦合系数171

6.11 耦合电路分析171

6.11.1 耦合电感的等效处理171

6.11.2 两个线圈的串联172

6.11.3 两个线圈的并联174

6.11.4 耦合电路分析举例175

本章小结177

习题179

第7章 三相电路185

7.1 三相电源185

7.1.1 三相对称电源185

7.1.2 三相电源的连接186

7.2 负载作星形连接的三相电路分析188

7.2.1 三相四线制系统188

7.2.2 三相三线制系统190

7.3 负载作三角形连接的三相电路分析192

7.4 三相电路的功率194

7.4.1 三相平均功率、无功功率和视在功率194

7.4.2 对称负载的三相功率194

7.4.3 三相功率的测量196

本章小结198

习题198

第8章 非正弦周期电流电路202

8.1 非正弦周期量的分解202

8.2 非正弦周期量的有效值与功率205

8.2.1 非正弦周期量的有效值205

8.2.2 非正弦周期量的功率205

8.3 非正弦周期电流电路的计算207

本章小结210

习题210

第9章 二端口网络212

9.1 二端口网络的概念212

9.1.1 四端网络与二端口网络212

9.1.2 二端口网络的几个概念与端口特性213

9.2 二端口网络参数214

9.2.1 二端口网络的阻抗参数214

9.2.2 二端口网络的导纳参数217

9.2.3 二端口网络的H混合参数219

9.2.4 二端口网络的T传输参数221

9.2.5 二端口网络各参数之间的关系222

9.3 二端口网络的连接224

9.3.1 二端口网络的级联224

9.3.2 二端口网络的串联224

9.3.3 二端口网络的并联226

9.4 有载二端口网络228

9.4.1 有载二端口网络的输入、输出阻抗228

9.4.2 有载二端口网络的一般问题分析230

本章小结232

习题232

下篇 电机控制239

第10章 磁路与变压器239

10.1 磁路的基本概念239

10.1.1 磁路中的基本物理量239

10.1.2 磁性材料的基本特性241

10.2 磁路的基本定理243

10.2.1 磁路的欧姆定律243

10.2.2 磁路中的基尔霍夫定律244

10.3 交流铁心线圈电路246

10.3.1 电磁关系和电压电流关系246

10.3.2 电磁功率损耗247

10.3.3 等效电路248

10.4 变压器249

10.4.1 变压器的工作原理249

10.4.2 变压器的三种变换关系251

10.4.3 变压器的外特性253

10.4.4 变压器的损耗与效率254

10.5 电磁铁255

10.5.1 直流电磁铁255

10.5.2 交流电磁铁256

本章小结257

习题258

第11章 交流异步电动机261

11.1 三相异步电动机的工作原理261

11.1.1 三相异步电动机的组成261

11.1.2 三相异步电动机转动原理264

11.2 三相异步电动机的电路分析267

11.2.1 定子电路分析267

11.2.2 转子电路分析268

11.3 三相异步电动机的转矩与机械特性270

11.3.1 电磁转矩270

11.3.2 机械特性270

11.4 三相异步电动机的起动274

11.4.1 起动特性274

11.4.2 常用起动方法274

11.5 三相异步电动机的调速与制动280

11.5.1 异步电动机调速的实现280

11.5.2 几种常用的调速方法280

11.5.3 异步电动机的制动原理281

11.5.4 几种常用的制动方法281

11.6 三相异步电动机的铭牌数据与选择282

11.6.1 三相异步电动机的基本参数283

11.6.2 异步电动机的选择285

11.7 单相异步电动机286

11.7.1 单相脉动磁场286

11.7.2 电容分相式单相异步机287

11.7.3 罩极式异步电动机287

本章小结288

习题289

第12章 继电器-接触器控制291

12.1 常用控制电器291

12.1.1 按钮291

12.1.2 组合开关291

12.1.3 闸刀开关292

12.1.4 行程开关293

12.1.5 交流接触器293

12.1.6 中间继电器293

12.1.7 时间继电器294

12.1.8 热继电器295

12.1.9 熔断器296

12.1.10 自动空气断路器297

12.2 异步电动机的继电接触控制电路298

12.2.1 电气原理图298

12.2.2 异步电动机单向直接启动控制299

12.2.3 异步电动机正反转的控制线路301

12.2.4 行程控制302

12.2.5 时间控制303

12.3 应用举例305

12.3.1 三台电动机顺序启动305

12.3.2 小型起重设备的控制线路306

12.3.3 机床润滑定时给油自动控制307

本章小结307

习题308

第13章 可编程控制器310

13.1 可编程控制器的基本结构和工作原理311

13.1.1 可编程控制器的基本结构311

13.1.2 可编程控制器的工作原理313

13.1.3 可编程控制器的功能特点315

13.2 可编程控制器内部的主要部件316

13.2.1 输入（X）与输出（Y）继电器316

13.2.2 辅助继电器（M）317

13.2.3 定时器（T）318

13.2.4 计数器（C）319

13.2.5 数据寄存器（D）320

13.2.6 状态继电器（S）320

13.3 可编程控制器的指令系统321

13.3.1 PLC的指令系统322

13.3.2 使用可编程控制器的注意事项327

13.4 可编程控制器的应用329

13.4.1 三相异步电动机基本控制线路329

13.4.2 步进梯形图指令与状态转移图332

13.4.3 利用PLC实现生产过程控制的步骤337

本章小结338

习题338

部分习题答案340

参考文献351