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第1章 电路模型与电路定律1

本章导读：电气信息学科概述1

1.1 电路分析的含义2

1.1.1 电路分析2

1.1.2 电路分析与设计3

1.1.3 电路及其分类4

1.2 电路变量5

1.2.1 电流及其参考方向5

1.2.2 电压及其参考方向6

1.2.3 功率和能量6

1.2.4 国际单位制8

1.3 基尔霍夫定律9

1.3.1 一些有关的电路术语9

1.3.2 基尔霍夫电流定律10

1.3.3 基尔霍夫电压定律11

1.4 电路元件13

1.4.1 电阻元件13

1.4.2 电压源16

1.4.3 电流源17

1.4.4 受控电源19

1.5 应用实例阅读20

1.5.1 人体的电路模型与电气安全20

1.5.2 二极管限幅电路22

1.5.3 简易12V汽车蓄电池充电器22

1.6 计算机仿真23

第2章 简单电阻电路30

本章导读：从电子管到晶体管30

2.1 串联电路31

2.1.1 电阻的串联31

2.1.2 单回路电路34

2.1.3 电位的概念35

2.2 并联电路36

2.2.1 电阻的并联36

2.2.2 单节点电路40

2.2.3 电路中的开路和短路42

2.3 串-并联电路43

2.3.1 串-并联电路的等效电阻43

2.3.2 分压公式和分流公式的应用45

2.3.3 分压器的负载效应47

2.4 晶体管的开关电路模型49

2.4.1 BJT的开关模型49

2.4.2 MOSFET的开关模型50

2.4.3 门电路及其实现51

2.5 应用实例阅读54

2.5.1 汽车供电系统54

2.5.2 家庭防盗报警器55

2.5.3 多点故障报警电路55

2.6 计算机仿真56

第3章 等效变换与等效电路64

本章导读：集成电路的发展64

3.1 电源等效变换65

3.1.1 实际电源的模型65

3.1.2 两种电源模型的等效互换67

3.1.3 独立电源的串联和并联70

3.1.4 独立电源与其他元件的串联和并联71

3.2 含受控源的等效电路75

3.2.1 含受控源等效电路的计算规律75

3.2.2 晶体管的小信号电路模型76

3.2.3 晶体管放大器的动态分析77

3.3 电阻的Y-△等效变换80

3.4 平衡电桥电路82

3.5 对称网络84

3.6 运算放大器电路87

3.6.1 运算放大器及其等效电路87

3.6.2 理想运算放大器的特点88

3.6.3 含理想运放电路的分析89

3.6.4 电压比较器91

3.7 应用实例阅读92

3.7.1 烟雾报警器92

3.7.2 A/D转换器93

3.8 计算机仿真95

第4章 电路分析的基本方法104

本章导读：电路的计算机辅助分析104

4.1 网孔分析法105

4.1.1 网孔分析的一般方法105

4.1.2 网孔分析的特殊方法107

4.2 节点分析法111

4.2.1 节点分析的一般方法111

4.2.2 节点分析的特殊方法113

4.2.3 弥尔曼定理115

4.3 电路方程的计算机解117

4.4 线性性质与叠加定理119

4.4.1 齐性原理119

4.4.2 叠加定理120

4.5 替代定理125

4.6 戴维南定理和诺顿定理126

4.7 最大功率传输定理135

4.8 对偶原理138

4.9 计算机仿真141

4.10 应用实例阅读142

4.10.1 T型电阻网络D/A转换器142

4.10.2 倒T型电阻网络D/A转换器143

第5章 正弦稳态电路155

本章导读：为什么要使用正弦交流电155

5.1 正弦波与相量156

5.1.1 正弦信号156

5.1.2 复数及其运算157

5.1.3 相量159

5.2 频域下的三个基本元件162

5.2.1 电阻元件162

5.2.2 电感元件162

5.2.3 电容元件164

5.3 频域下的电路定律168

5.3.1 阻抗168

5.3.2 导纳169

5.3.3 阻抗与导纳的关系170

5.3.4 KVL和KCL的相量形式171

5.4 RLC串联与RLC并联电路174

5.4.1 RLC串联电路174

5.4.2 RLC并联电路178

5.5 简单电路分析182

5.6 复杂电路分析187

5.7 相量图分析190

5.8 正弦稳态电路的计算机分析195

5.9 应用实例阅读196

5.9.1 电容倍增电路196

5.9.2 振荡器198

第6章 正弦稳态功率208

本章导读：无功功率与节电技术208

6.1 正弦稳态电路的功率209

6.1.1 瞬时功率209

6.1.2 平均功率210

6.1.3 无功功率211

6.1.4 视在功率和功率因数211

6.1.5 复功率212

6.2 功率因数及其提高217

6.2.1 提高功率因数的意义217

6.2.2 提高功率因数的措施218

6.2.3 电容值的计算219

6.3 最大功率传输220

6.4 计算机分析224

6.5 应用实例阅读225

6.5.1 交流功率测量225

6.5.2 电力系统无功功率补偿227

第7章 三相电路237

本章导读：电力传输技术237

7.1 三相电路的基本概念238

7.1.1 三相电源238

7.1.2 三相负载的Y形接法240

7.1.3 三相负载的△形接法241

7.2 对称三相电路的计算243

7.2.1 Y-Y连接的对称三相电路243

7.2.2 △负载的对称三相电路245

7.2.3 复杂对称三相电路的计算248

7.3 不对称三相电路的计算249

7.4 对称三相电路的功率253

7.5 不对称三相电路的计算机分析256

7.6 应用实例阅读258

7.6.1 三相功率的测量258

7.6.2 三相系统的配电方式260

7.6.3 特高压电力传输261

第8章 互感电路268

本章导读：变压器概述268

8.1 互感269

8.1.1 互感系数269

8.1.2 同名端271

8.1.3 耦合系数273

8.2 含互感电路的分析273

8.2.1 网孔分析法273

8.2.2 去耦等效电路法275

8.3 空心变压器277

8.3.1 一次侧等效电路277

8.3.2 二次侧等效电路279

8.4 理想变压器281

8.4.1 理想变压器的伏安关系281

8.4.2 理想变压器的阻抗变换作用284

8.4.3 含理想变压器电路的计算286

8.5 特殊变压器288

8.5.1 带抽头和多绕组变压器288

8.5.2 自耦变压器290

8.5.3 三相变压器291

8.6 计算机仿真292

8.7 应用实例阅读292

8.7.1 实际变压器的特性292

8.7.2 钳形电流表294

第9章 滤波器与多频率电路303

本章导读：频率响应与滤波器概述303

9.1 低通和高通滤波器304

9.2 串联谐振电路306

9.2.1 串联谐振的特点307

9.2.2 串联谐振的品质因数308

9.2.3 串联谐振滤波器312

9.3 并联谐振电路313

9.3.1 并联谐振的特点314

9.3.2 并联谐振的品质因数314

9.3.3 线圈与电容器并联谐振315

9.3.4 并联谐振滤波器317

9.4 有源滤波器318

9.5 多频率信号与电路320

9.5.1 多频率信号的平均功率和有效值320

9.5.2 多频率电路的分析323

9.6 频率特性的计算机绘制326

9.7 应用实例阅读327

9.7.1 超外差式收音机327

9.7.2 音调控制电路328

第10章 动态电路时域分析341

本章导读：研究电路暂态过程的意义341

10.1 动态电路和换路定律342

10.1.1 动态电路的特点342

10.1.2 换路定律343

10.1.3 初始值的确定344

10.2 无源一阶电路347

10.2.1 RC电路的零输入响应347

10.2.2 时间常数349

10.2.3 RL电路的零输入响应351

10.3 直流电源激励的一阶电路354

10.3.1 直流电源作用于RC电路354

10.3.2 直流电源作用于RL电路357

10.4 全响应的分解特性359

10.4.1 零输入响应和零状态响应359

10.4.2 自由响应和强迫响应360

10.5 一阶电路的阶跃响应361

10.5.1 阶跃函数361

10.5.2 阶跃响应362

10.5.3 积分电路和微分电路363

10.6 无源二阶电路微分方程的建立366

10.6.1 无源RLC串联电路367

10.6.2 无源RLC并联电路368

10.6.3 固有频率370

10.7 RLC串联电路的零输入响应371

10.7.1 过阻尼的零输入响应372

10.7.2 临界阻尼的零输入响应373

10.7.3 欠阻尼的零输入响应374

10.7.4 无阻尼的零输入响应375

10.8 二阶电路的全响应377

10.9 微分方程的计算机解381

10.10 应用实例阅读383

10.10.1 数字集成电路中的频率限制383

10.10.2 闪光灯电路384

第11章 动态电路拉普拉斯变换分析395

本章导读：三类电路的统一分析方法395

11.1 拉普拉斯变换396

11.1.1 拉普拉斯变换的定义396

11.1.2 拉普拉斯变换的基本性质397

11.2 利用部分分式法求拉普拉斯反变换400

11.2.1 单实根情况401

11.2.2 多重根情况402

11.2.3 共轭复根情况403

11.3 S域电路与电路定律405

11.3.1 S域下的基本元件405

11.3.2 S域下的电路定律407

11.4 动态电路的拉普拉斯变换分析409

11.5 计算机分析413

11.6 应用实例阅读416

11.6.1 浪涌保护器416

11.6.2 示波器探头补偿418

第12章 双口网络426

本章导读：研究双口网络的意义426

12.1 双口网络的基本概念427

12.2 阻抗参数428

12.3 导纳参数432

12.4 传输参数434

12.5 混合参数436

12.6 双口网络的互联438

12.7 计算机分析440

12.8 应用实例阅读——晶体管的H参数模型442

附录A EWB仿真软件简介449

附录B Matlab软件简介455

附录C 二阶电路时域分析程序464

部分习题参考答案466

参考文献472