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第一篇 电阻电路3

第一章 基本概念和基本规律3

1.1电路和电路模型3

1.1.1实际电路与电路模型3

1.1.2集中参数电路6

1.2电路变量7

1.2.1电流及其参考方向8

1.2.2电压及其参考方向9

1.2.3功率和能量10

1.3电路基本规律12

1.3.1图论的基础知识与基本结论12

1.3.2基尔霍夫电流定律18

1.3.3基尔霍夫电压定律20

1.3.4关联矩阵和基尔霍夫定律的矩阵形式21

1.3.5特勒根定理25

1.4电阻电路元件28

1.4.1电路元件的数学抽象28

1.4.2电阻元件29

1.4.3独立电源33

1.4.4受控电源41

1.4.5运算放大器44

1.4.6理想变压器48

1.4.7负转换器49

1.4.8理想回转器50

1.5支路分析法51

1.6应用实例：人体电路模型与安全用电54

1.7应用实例：万用表量程切换电路56

习题58

第二章 电路分析的基本方法67

2.1电路的分类67

2.2电路的等效变换68

2.2.1等效电路的概念68

2.2.2线性电阻、独立电源的常用连接方式及其等效变换70

2.2.3含受控电源电路的等效变换80

2.2.4 T形电路和Ⅱ形电路的等效变换82

2.2.5含等电压节点和零电流支路电路的等效变换86

2.3回路分析法90

2.4节点分析法96

2.5回路分析的矩阵方法103

2.5.1广义支路及其特性方程的矩阵形式103

2.5.2网孔分析的矩阵方法104

2.5.3基本回路矩阵和基尔霍夫定律的基本回路矩阵形式106

2.5.4基本回路分析的矩阵方法108

2.6割集分析的矩阵方法111

2.6.1节点分析的矩阵方法111

2.6.2基本割集矩阵和基尔霍夫定律的基本割集矩阵形式113

2.6.3基本割集分析的矩阵方法115

2.7电路的对偶性118

2.8端口特性分析123

2.8.1一端口电路的端口特性124

2.8.2一端口电路的等效电路127

2.8.3不含独立电源二端口电路的端口特性128

2.8.4二端口电路各参数间的关系136

2.8.5二端口电路的互连140

2.8.6具有端接的二端口电路149

2.8.7含独立电源二端口电路的端口特性151

2.9应用实例：电阻应变式传感器的测量电路154

2.10应用实例：数字-模拟转换器（DAC）电路（一）156

习题158

第三章 电路定理171

3.1齐次性定理和叠加定理171

3.1.1齐次性定理171

3.1.2叠加定理172

3.1.3齐次性定理和叠加定理的应用172

3.2置换定理176

3.2.1置换定理176

3.2.2置换定理的应用177

3.3戴维宁定理180

3.3.1戴维宁定理180

3.3.2戴维宁定理的应用181

3.4诺顿定理185

3.4.1诺顿定理185

3.4.2诺顿定理的应用186

3.5互易定理188

3.5.1互易定理188

3.5.2互易定理的应用192

3.6应用实例：仪表放大器195

3.7应用实例：数字-模拟转换器（DAC）电路（二）197

习题199

第四章 非线性电阻电路分析208

4.1非线性电阻元件的特性208

4.1.1非线性电阻元件208

4.1.2忆阻元件210

4.2非线性电阻电路的方程211

4.3图解分析法213

4.4小信号分析法216

4.5分段线性分析法218

4.6数值分析法221

4.7应用实例：温度测量与控制电路225

4.8应用实例：简易酸奶机电路227

习题230

第二篇 动态电路239

第五章 动态电路的时域分析239

5.1动态元件239

5.1.1电容元件239

5.1.2电感元件247

5.1.3耦合电感元件253

5.2动态电路方程261

5.3动态电路的初始状态和变量初始值262

5.4一阶动态电路的零输入响应265

5.4.1一阶RC电路的零输入响应266

5.4.2一阶RL电路的零输入响应269

5.5一阶动态电路的零状态响应272

5.5.1一阶电路在直流电源激励下的零状态响应272

5.5.2一阶电路在正弦电源激励下的零状态响应276

5.5.3一阶电路的阶跃响应278

5.5.4一阶电路的冲激响应281

5.5.5对任意输入的零状态响应（卷积积分）285

5.6一阶动态电路的全响应289

5.6.1一阶电路在阶跃电源激励下的全响应289

5.6.2一阶电路的经典方法291

5.6.3一阶电路的三要素法294

5.7二阶动态电路的响应300

5.7.1二阶RLC电路的零输入响应300

5.7.2二阶RLC电路的零状态响应307

5.7.3二阶RLC电路的全响应313

5.8高阶电路的响应316

5.8.1初始值的确定317

5.8.2零输入响应318

5.8.3零状态响应319

5.8.4冲激响应319

5.9应用实例：继电器电路328

5.10应用实例：示波器探头补偿电路330

习题332

第六章 动态电路的复频域分析345

6.1拉普拉斯变换及其性质345

6.1.1拉普拉斯变换的定义345

6.1.2拉普拉斯变换的基本性质347

6.2拉普拉斯反变换353

6.2.1部分分式展开法353

6.2.2单极点有理函数的拉普拉斯反变换354

6.2.3重极点有理函数的拉普拉斯反变换357

6.3电路基本定律及电路元件的复频域形式358

6.3.1基尔霍夫定律的复频域形式359

6.3.2电路元件电压-电流关系的复频域形式359

6.4应用拉普拉斯变换分析动态电路362

6.4.1电路的复频域形式及运算阻抗和运算导纳362

6.4.2用运算法分析线性非时变动态电路364

6.5网络函数373

6.5.1网络函数的定义和分类373

6.5.2网络函数的零点和极点376

6.5.3网络函数与冲激响应377

6.6固有频率379

6.6.1固有频率的定义380

6.6.2电路固有频率数381

6.6.3零固有频率383

6.6.4固有频率的求取384

6.7应用实例：电气设备的接入与断开387

6.8应用实例：PID调节电路389

习题391

第七章 动态电路的状态变量分析401

7.1电路的状态和状态变量401

7.2状态方程及其列写404

7.2.1状态方程和输出方程404

7.2.2线性非时变动态电路状态方程列写405

7.2.3非线性动态电路的状态方程列写414

7.3状态方程的解法418

7.3.1线性非时变电路状态方程的时域解法418

7.3.2线性非时变电路状态方程的复频域解法423

7.4应用实例：解微分方程电路425

7.5应用实例：电火花加工电路427

习题429

第三篇 稳态电路437

第八章 正弦稳态电路分析437

8.1正弦量与正弦稳态437

8.1.1正弦量437

8.1.2正弦量的有效值和平均值439

8.1.3线性非时变电路的正弦稳态440

8.2相量变换442

8.2.1正弦量的相量表示442

8.2.2相量变换的性质445

8.2.3相量变换在微分方程求解中的应用447

8.3电路定律和电路元件的相量形式450

8.3.1基尔霍夫定律的相量形式450

8.3.2电路元件电压-电流关系的相量形式451

8.4阻抗和导纳456

8.4.1阻抗和导纳456

8.4.2 RLC串联电路459

8.4.3 GCL并联电路461

8.5正弦稳态电路的分析464

8.5.1正弦稳态电路的一般分析464

8.5.2含耦合电感元件正弦稳态电路的分析470

8.6正弦稳态电路的功率479

8.6.1正弦稳态一端口电路的功率479

8.6.2复功率485

8.6.3最大功率传输定理488

8.6.4功率因数的提高492

8.7正弦稳态网络函数和频率特性494

8.7.1正弦稳态网络函数494

8.7.2 RLC串联电路的频率特性497

8.7.3s域网络函数与正弦稳态响应的关系501

8.7.4有源滤波电路简介503

8.8 RLC电路的谐振505

8.8.1 RLC电路的串联谐振506

8.8.2 GCL电路的并联谐振511

8.9应用实例：音响高音音量控制513

8.10应用实例：文氏桥式振荡电路516

习题518

第九章 三相电路530

9.1三相电路的基本概念530

9.1.1对称三相电源和对称三相负载530

9.1.2三相电路的连接方式532

9.2三相电路的计算536

9.2.1对称三相电路536

9.2.2复杂对称三相电路540

9.2.3不对称三相电路541

9.3三相电路的功率546

9.3.1三相电路功率的基本概念546

9.3.2三相电路功率的测量549

9.4应用实例：电力系统简介553

9.5应用实例：电力传输与节电技术555

习题557

第十章 非正弦周期稳态电路分析567

10.1非正弦周期波形的傅里叶级数展开567

10.1.1非正弦周期波形分解为傅里叶级数567

10.1.2波形的对称性与傅里叶级数的关系568

10.2非正弦周期波形的频谱573

10.3非正弦周期波形的有效值、平均值575

10.4非正弦周期稳态电路的分析577

10.5非正弦周期稳态电路的功率579

10.6非正弦周期电源激励下电路的谐振581

10.7对称三相电路的高次谐波586

10.8应用实例：直流稳压电源滤波电路588

10.9应用实例：电源抗干扰电路590

习题592

附录A分布参数电路601

A.1分布参数电路的概念601

A.2均匀传输线的方程602

A.3均匀传输线方程的正弦稳态解603

A.4入射波与反射波607

A.5有限长均匀传输线610

A.6无损耗传输线方程的正弦稳态解613

A.7无损耗传输线上的波过程616

附录B MATLAB语言简介619

B.1 MATLAB简介619

B.2 MATLAB文件编写方法620

B.3 MATLAB的二维绘图622

B.4获得有关MATLAB的帮助624

附录C Multisim使用简介625

C.1 Multisim简介625

C.2电路图的绘制625

C.2.1 Multisim的主窗口界面625

C.2.2电路图的绘制626

C.3电路仿真分析628

C.3.1电路仿真分析方法628

C.3.2电路仿真实例629

部分习题答案633

中英文名词索引667

参考文献674