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第1章 基本概念1

1.1 电路1

1 什么是电路？1

2 电路的作用？1

3 什么是电路模型？它与实际电路的区别是什么？2

4 电路分析的基本流程3

5 什么是集总参数电路？什么是分布参数电路？3

6 什么是动态电路？4

7 什么是线性元件？什么是线性电路？4

8 线性电路的两个性质5

9 什么是时变电路？什么是非时变电路？6

10 什么是无源电路？什么是有源电路？6

1.2 电压、电流及其参考方向9

1 电流是如何定义的？9

2 电压、电位、电动势的概念及相互关系是怎样的？11

3 为什么要设参考方向？12

4 如何表示电压和电流的参考方向？13

5 什么是关联参考方向和非关联参考方向？14

1.3 功率15

1 如何用电压电流表示一个二端元件（网络）吸收的功率？15

2 从功率的角度，电阻和电源的电压电流参考方向的选取方法有什么不同？17

本章主要知识点汇总18

仿真与实验18

习题19

参考文献19

第2章 元件与基尔霍夫定律20

2.1 电阻20

1 电阻元件的电气性能20

2 任意阻值的电阻都能买到吗？21

3 购买电阻至少要提供哪些参数？22

4 电阻元件是电阻器的一个电气模型23

2.2 独立电源23

1 独立电压源是实际电压源的一个电气模型23

2 独立电压源和独立电流源的特性24

3 独立源是线性元件吗？25

4 实际电压源和实际电流源的模型26

2.3 受控元件26

1 端口和端口特性27

2 受控电阻和受控电源27

3 线性受控源有哪些类型？28

4 线性受控源是二端口网络29

5 线性受控源不是源30

2.4 基尔霍夫定律31

1 什么叫支路？什么叫节点？什么叫回路？31

2 什么是平面电路？什么叫网孔？什么叫路径？32

3 KCL和广义KCL33

4 KVL和广义KVL34

2.5 2b法35

1 电路的两类约束35

2 2b法35

3 什么是独立节点？什么是独立回路？36

本章主要知识点汇总38

习题38

参考文献40

第3章 电阻和电源的等效变换41

3.1 电阻的串联与并联41

1 何谓等效？41

2 什么是串联？电阻的串联分压是怎么回事？42

3 什么是并联？电阻／电导的并联分流是怎么回事？43

3.2 平衡电桥45

1 什么是电桥？45

2 什么是平衡电桥？46

3 平衡电桥具有怎样的特性？如何用其化简电路？47

3.3 Y-Δ变换48

1 什么是Y-Δ变换？48

2 如何用Y-Δ变换化简非简单串并联电路？49

3 包含电阻和受控源的一端口网络可以等效为什么？50

4 如何求不含独立源的一端口网络的等效电阻？53

3.4 电源的等效变换54

1 如何对独立源的串联和并联连接进行等效变换？54

2 实际电压源电路模型和实际电流源电路模型的等效变换57

3 含独立源一端口网络的几个参数59

4 最大功率传输60

本章主要知识点汇总61

习题62

参考文献63

第4章 运算放大器64

4.1 运算放大器的主要参数64

1 为什么需要能量／信号处理子电路？64

2 能量／信号处理为什么需要多级电路？65

3 能量／信号处理子电路需要用几个方程来描述其端口u-i特性？65

4 能量／信号处理子电路的几个参数66

5 运算放大器的电路符号和几个关键参数67

4.2 运算放大器的电路模型70

1 运算放大器有几个工作区？70

2 运算放大器在不同工作区的电路模型各是什么？71

3 运算放大器为什么有两个输入端？72

4 直接应用运算放大器不好使72

5 负反馈73

6 理想运算放大器模型76

4.3 由理想运算放大器构成的负反馈电路分析78

1 含运算放大器电路的分析过程78

2 含负反馈理想运算放大器电路的分析举例79

本章主要知识点汇总83

仿真与实验84

习题85

参考文献87

第5章 MOSFET88

5.1 MOSFET的电路模型88

1 什么是MOSFET？88

2 MOSFET的电路符号和u-i特性是怎样的？89

3 MOSFET的简化u-i特性和对应的电路模型是怎样的？92

5.2 用MOSFET构成逻辑门电路93

1 都有哪些逻辑门电路，它们的逻辑功能是什么？93

2 如何用MOSFET构成反相器和缓冲器？94

3 如何用MOSFET构成与非门和与门？96

4 如何用MOSFET构成或非门和或门？98

5 为什么需要CMOS？如何构成CMOS？98

本章主要知识点汇总100

仿真与实验100

习题101

参考文献101

第6章 二端口网络102

6.1 二端口网络的基本概念102

1 什么是二端口网络？102

2 在端口节点间额外连接支路有可能破坏端口条件103

6.2 描述线性二端口网络的参数103

1 描述二端口网络的参数有多少种？103

2 所有的二端口网络都具有上述6种参数吗？105

3 如何求给定二端口的参数？105

4 什么是互易二端口？什么是对称二端口？它们的参数有何特点？109

6.3 二端口网络的等效电路112

1 为什么要研究二端口的等效电路？112

2 如何便捷地得到互易二端口的等效电路？112

3 如何得到一般二端口的等效电路？113

6.4 二端口网络的连接114

1 二端口网络的级联115

2 二端口网络的并联115

3 二端口网络的串联117

4 为什么要研究那么多种二端口参数？118

本章主要知识点汇总119

习题119

参考文献121

第7章 电路的一般分析方法122

7.1 节点电压法122

1 关于减少方程数量的思考122

2 节点电压法的核心是什么？123

3 节点电压法的标准形式是什么？124

4 节点电压法如何处理无伴电压源支路？127

5 节点电压法如何处理受控源？129

7.2 回路电流法130

1 什么是回路电流？131

2 回路电流法的核心是什么？132

3 回路电流法的标准形式是什么？133

4 回路电流法如何处理电流源？135

5 回路电流法如何处理受控源？138

6 节点电压法和回路电流法如何选择？139

本章主要知识点汇总140

习题140

参考文献142

第8章 电路定理143

8.1 叠加定理143

1 什么是线性系统？线性系统的两个基本性质是什么？143

2 叠加定理的内容及适用范围143

3 独立源不作用在电路中表现为什么形式？143

4 在应用叠加定理时受控源应该如何处理？144

5 由叠加定理推导出的齐性定理146

8.2 戴维南定理和诺顿定理146

1 戴维南定理的内容及适用范围146

2 如何求一个含源一端口电路的戴维南等效电路？147

3 诺顿定理的内容及适用范围148

4 戴维南定理的应用注意事项和典型应用场合150

8.3 替代定理151

1 替代定理的内容及适用范围152

2 替代与等效的区别152

3 应用替代定理的注意事项152

8.4 特勒根定理153

1 特勒根定理的内容及适用范围153

2 特勒根定理的证明154

8.5 互易定理155

8.6 对偶原理158

1 什么是对偶？158

2 对偶原理的内容及适用范围158

3 如何画出一个电路的对偶电路？159

本章主要知识点汇总159

仿真与实验159

习题160

参考文献162

第9章 非线性电阻电路163

9.1 非线性电阻163

1 什么是非线性电阻？163

2 非线性电阻电路与线性电阻电路的区别164

3 非线性电阻的静态电阻和动态电阻165

4 非线性电路存在唯一解的条件166

9.2 非线性电阻电路的解析解法和图解法167

1 非线性电阻电路的解析解法167

2 非线性电阻电路的图解法168

9.3 非线性电阻电路的分段线性解法168

1 什么是分段线性解法？168

2 分段线性解法的步骤171

9.4 非线性电阻电路的小信号分析法173

1 什么是非线性电路的小信号分析法？173

2 典型元件的小信号模型174

3 放大器175

本章主要知识点汇总178

仿真与实验178

习题178

参考文献180

第10章 一阶电路181

10.1 电容元件181

1 电容元件的定义181

2 线性电容的电压电流关系182

3 电容中储存的能量182

4 电容的串联和并联182

10.2 电感元件183

1 电感元件的定义183

2 电感的电压电流关系184

3 电感的储能184

4 电感的串联和并联185

10.3 动态电路的基本概念185

1 动态电路与电阻电路的区别185

2 动态电路的过渡过程186

10.4 动态电路的初值187

1 换路定律187

2 求动态电路的初值189

10.5 一阶动态电路的经典解法191

1 强制响应与自由响应191

2 一阶RC电路的时间常数194

3 一阶RL电路的时间常数195

10.6 一阶动态电路的直觉解法——三要素法196

1 三要素法求解一阶电路196

2 用三要素法分析脉冲激励下的一阶RC电路199

10.7 零输入响应和零状态响应201

1 零输入响应201

2 零状态响应202

10.8 一阶动态电路的应用203

1 由MOSFET构成的逻辑门的传输延迟204

2 微分器和积分器208

3 滞回比较器209

4 脉冲发生器212

5 利用电容平滑整流电路的输出214

6 降压斩波电路——Buck电路216

10.9 单位阶跃函数和单位阶跃响应218

1 单位阶跃函数及其延迟218

2 单位阶跃响应220

10.10 单位冲激函数和单位冲激响应221

1 单位冲激函数及其延迟221

2 单位冲激函数的性质222

3 单位冲激响应的解法1：对单位阶跃响应求导223

4 如何求单位冲激响应的初值？224

5 单位冲激响应的解法2：分时间段法225

10.11 卷积积分226

1 卷积积分的定义和性质227

2 利用卷积积分求任意激励作用下电路的零状态响应的物理解释227

3 卷积积分的图形解法229

本章主要知识点汇总232

仿真与实验233

习题234

参考文献238

第11章 二阶电路239

11.1 二阶电路的经典解法239

1 列写描述二阶电路的微分方程239

2 二阶电路的过阻尼响应240

3 二阶电路的临界阻尼响应242

4 二阶电路的欠阻尼响应243

5 二阶电路的零阻尼响应244

6 定性画二阶电路响应曲线的方法246

11.2 二阶电路的直觉解法247

11.3 二阶电路的应用249

1 汽车点火电路250

2 用于电磁轨道炮的脉冲电源250

3 升压斩波器——Boost电路253

本章主要知识点汇总255

仿真与实验255

习题255

第12章 状态方程258

12.1 状态变量和状态方程258

1 什么是状态变量？258

2 什么是状态方程？258

3 什么是输出方程？259

12.2 状态方程的列写259

1 直观法259

2 替代法260

本章主要知识点汇总262

习题263

参考文献264

第13章 相量法分析正弦稳态电路265

13.1 正弦量与相量265

1 正弦量的三要素265

2 两个正弦量的相位关系265

3 周期信号的有效值和平均值定义266

4 正弦量的有效值和幅值关系267

5 相量有几个要素？267

6 相量与正弦量及其运算的对应关系267

7 为什么可以用相量表示正弦量？269

8 相量的两种表示形式及相互转换269

9 相量图的两种画法270

13.2 欧姆定律与基尔霍夫定律的相量形式271

1 RLC元件特性的相量形式271

2 如何从时域电路模型得到相量形式的电路模型？272

3 相量形式的基尔霍夫定律272

4 复阻抗和复导纳272

5 RLC串联时电压三角形与阻抗三角形的关系275

6 相量形式的二端口参数276

13.3 相量法分析正弦稳态电路277

13.4 正弦稳态电路的功率279

1 瞬时功率280

2 平均功率281

3 有功功率的测量282

4 无功功率283

5 复功率285

6 视在功率285

7 正弦稳态电路中的最大（有功）功率传输286

本章主要知识点汇总289

仿真与实验289

习题289

第14章 动态电路的频率特性及其应用293

14.1 动态电路的频率特性293

1 什么是动态电路的频率特性？293

2 网络函数295

14.2 动态电路频率特性的应用295

1 低通滤波器的幅频特性295

2 截止频率296

3 低通滤波器与积分器的关系296

4 高通滤波器的幅频特性297

5 高通滤波器与微分器的关系298

6 带通和带阻滤波器298

7 全通滤波器——移相电路299

8 动态电路频响特性对小信号放大器放大性能的影响300

本章主要知识点汇总302

仿真与实验302

习题302

参考文献303

第15章 谐振304

15.1 RLC谐振304

1 什么是谐振？电路谐振的定义是什么？304

2 RLC串联的谐振频率和入端阻抗的频率特性304

3 RLC串联电路端口电流的幅频特性305

4 RLC串联电路谐振时各元件上的电压关系306

5 RLC串联电路中电感电压和电容电压的幅频特性306

6 RLC串联电路谐振时电路中的能量关系308

7 RLC并联谐振308

8 如何求任意电路的谐振频率？309

15.2 谐振电路的品质因数310

1 品质因数和特性阻抗310

2 从信号放大的角度理解品质因数311

3 从能量效率的角度理解品质因数311

4 从电路选择性的角度理解品质因数312

5 通用谐振曲线313

6 实际电感线圈和电容器的品质因数314

15.3 纯电抗电路的谐振315

1 串联LC的电抗频率特性315

2 并联LC的电抗频率特性316

3 如何定性画出纯LC混联电路的电抗频率特性？316

15.4 谐振电路的应用318

本章主要知识点汇总319

习题320

参考文献321

第16章 互感与变压器322

16.1 互感和互感电压322

1 互感的定义及性质322

2 耦合系数323

3 如何判断互感电压的正方向？323

16.2 同名端323

16.3 互感的去耦等效325

1 串联的互感线圈如何去耦？325

2 并联的互感线圈如何去耦？326

3 有一个公共端的两个互感线圈如何去耦？327

4 含互感电路的一般分析方法328

16.4 三种变压器330

1 什么叫原边？什么是副边？330

2 变压器变压的原理330

3 空心变压器的电路模型331

4 空心变压器的原边等效电路和副边等效电路331

5 全耦合变压器及其电路模型332

6 理想变压器334

7 用理想变压器表示的全耦合变压器的电路模型335

16.5 变压器的应用336

1 用中间抽头变压器构成全波整流电路336

2 用中间抽头变压器实现电话线路中的二-四线转换337

本章主要知识点汇总338

仿真与实验339

习题339

参考文献341

第17章 三相电路342

17.1 三相电路的基本概念342

1 正序三相对称电源及其连接方式342

2 什么是端线（火线）？什么是中线（零线）？343

3 三相三线制和三相四线制343

4 线电压与相电压344

5 线电流与相电流345

6 三相对称电源的Y-Δ变换与三相对称负载的Y-Δ变换有什么区别？346

17.2 三相对称电路的分析方法346

1 三相对称电路为什么可以抽单相计算？346

2 三相对称电路抽单相分析方法的步骤348

17.3 三相电路的功率349

1 三相对称电路的有功功率和无功功率349

2 三相对称电路的瞬时功率350

3 三相电路的功率测量351

本章主要知识点汇总352

习题353

参考文献354

第18章 周期非正弦激励下电路的稳态分析355

18.1 周期信号的傅里叶级数355

1 什么是傅里叶级数？355

2 如何求周期函数的傅里叶级数的系数？356

3 什么是基波？什么是谐波？357

4 周期函数的对称性与所含谐波的关系358

18.2 周期信号的有效值和平均功率358

1 周期信号有效值的定义359

2 周期信号有效值的另一种求法359

3 周期非正弦激励下一端口网络的平均功率359

18.3 周期非正弦激励下电路的稳态分析360

1 谐波分析法求解周期非正弦激励下的电路稳态响应的步骤360

2 周期非正弦激励下的三相电路361

本章主要知识点汇总363

仿真与实验363

习题364

参考文献365