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第一篇 电阻电路1

第一章 基本概念和基本规律1

1.1 电路和电路模型1

1.1.1 实际电路与电路模型1

1.1.2 集中参数电路5

1.2 电路变量6

1.2.1 电流及其参考方向6

1.2.2 电压及其参考方向7

1.2.3 功率和能量8

1.3 电路基本规律10

1.3.1 图论的基础知识与基本结论10

1.3.2 基尔霍夫电流定律17

1.3.3 基尔霍夫电压定律18

1.3.4 关联矩阵和基尔霍夫定律的矩阵形式20

1.3.5 特勒根定理24

1.4 电阻电路元件27

1.4.1 电阻元件27

1.4.2 独立电源31

1.4.3 受控电源39

1.4.4 运算放大器42

1.4.5 理想变压器46

1.4.6 负转换器47

1.4.7 理想回转器48

1.5 支路分析法49

1.6 应用实例：人体电路模型与安全用电51

习题53

第二章 电路分析的基本方法62

2.1 电路的分类62

2.2 电路的等效变换63

2.2.1 等效电路的概念63

2.2.2 线性电阻、独立电源的常用连接方式及其等效变换65

2.2.3 含受控电源电路的等效变换76

2.2.4 T形电路和П形电路的等效变换78

2.2.5 含等电压节点和零电流支路电路的等效变换82

2.3 回路分析法85

2.4 节点分析法91

2.5 回路分析的矩阵方法98

2.5.1 广义支路及其特性方程的矩阵形式99

2.5.2 网孔分析的矩阵方法99

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101

2.5.4 基本回路分析的矩阵方法103

2.6 割集分析的矩阵方法106

2.6.1 节点分析的矩阵方法107

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109

2.6.3 基本割集分析的矩阵方法111

2.7 电路的对偶性114

2.8 端口特性分析118

2.8.1 一端口电路的端口特性119

2.8.2 一端口电路的等效电路122

2.8.3 不含独立电源二端口电路的端口特性124

2.8.4 二端口电路各参数间的关系131

2.8.5 二端口电路的互连136

2.8.6 具有端接的二端口电路146

2.8.7 含独立电源二端口电路的端口特性148

2.9 应用实例：电阻应变式传感器的测量电路151

2.10 应用实例：数字－模拟转换器（DAC）电路（一）153

习题155

第三章 电路定理166

3.1 齐次性定理和叠加定理166

3.1.1 齐次性定理166

3.1.2 叠加定理167

3.1.3 齐次性定理和叠加定理的应用168

3.2 置换定理172

3.2.1 置换定理172

3.2.2 置换定理的应用173

3.3 戴维宁定理176

3.3.1 戴维宁定理176

3.3.2 戴维宁定理的应用178

3.4 诺顿定理181

3.4.1 诺顿定理181

3.4.2 诺顿定理的应用183

3.5 互易定理185

3.5.1 互易定理185

3.5.2 互易定理的应用189

3.6 应用实例：集成测量放大器—AD612193

3.7 应用实例：数字－模拟转换器（DAC）电路（二）195

习题198

第四章 非线性电阻电路分析206

4.1 非线性电阻元件的特性206

4.2 非线性电阻电路的方程208

4.3 图解分析法209

4.4 小信号分析法211

4.5 分段线性分析法213

4.6 数值分析法216

4.7 应用实例：温度测量与控制电路220

习题222

第二篇 动态电路226

第五章 动态电路的时域分析226

5.1 动态元件226

5.1.1 电容元件226

5.1.2 电感元件234

5.1.3 耦合电感元件240

5.2 动态电路方程248

5.3 动态电路的初始状态和变量初始值249

5.4 一阶动态电路的零输入响应252

5.4.1 一阶RC电路的零输入响应253

5.4.2 一阶RL电路的零输入响应256

5.5 一阶动态电路的零状态响应259

5.5.1 一阶电路在直流电源激励下的零状态响应259

5.5.2 一阶电路在正弦电源激励下的零状态响应263

5.5.3 一阶电路的阶跃响应264

5.5.4 一阶电路的冲激响应268

5.5.5 对任意输入的零状态响应（卷积积分）272

5.6 一阶动态电路的全响应275

5.6.1 一阶电路在阶跃电源激励下的全响应275

5.6.2 一阶电路的经典方法277

5.6.3 一阶电路的三要素法280

5.7 二阶动态电路的响应286

5.7.1 二阶RLC电路的零输入响应286

5.7.2 二阶RLC电路的零状态响应294

5.7.3 二阶RLC电路的全响应300

5.8 高阶电路的响应303

5.8.1 初始值的确定303

5.8.2 零输入响应305

5.8.3 零状态响应305

5.8.4 冲激响应306

5.9 应用实例：继电器电路314

5.10 应用实例：电火花加工电路316

习题318

第六章 动态电路的复频域分析331

6.1 拉普拉斯变换及其性质331

6.1.1 拉普拉斯变换的定义331

6.1.2 拉普拉斯变换的基本性质333

6.2 拉普拉斯反变换339

6.2.1 部分分式展开法339

6.2.2 单极点有理函数的拉普拉斯反变换340

6.2.3 重极点有理函数的拉普拉斯反变换342

6.3 电路基本定律及电路元件的复频域形式344

6.3.1 基尔霍夫定律的复频域形式344

6.3.2 电路元件电压－电流关系的复频域形式344

6.4 应用拉普拉斯变换分析动态电路347

6.4.1 电路的复频域形式及运算阻抗和运算导纳348

6.4.2 用运算法分析线性非时变动态电路349

6.5 网络函数357

6.5.1 网络函数的定义和分类357

6.5.2 网络函数的零点和极点361

6.5.3 网络函数与冲激响应362

6.6 固有频率364

6.6.1 固有频率的定义364

6.6.2 电路固有频率数365

6.6.3 零固有频率368

6.6.4 固有频率的求取368

6.7 应用实例：电气设备的接入与断开371

6.8 应用实例：文氏桥式振荡电路分析373

习题375

第七章 动态电路的状态变量分析384

7.1 电路的状态和状态变量384

7.2 状态方程及其列写387

7.2.1 状态方程和输出方程387

7.2.2 线性非时变动态电路状态方程列写388

7.2.3 非线性动态电路的状态方程列写396

7.3 状态方程的解法401

7.3.1 线性非时变电路状态方程的时域解法401

7.3.2 线性非时变电路状态方程的复频域解法406

7.4 应用实例：解微分方程电路408

习题409

第三篇 稳态电路416

第八章 正弦稳态电路分析416

8.1 正弦量与正弦稳态416

8.1.1 正弦量416

8.1.2 正弦量的有效值和平均值418

8.1.3 线性非时变电路的正弦稳态419

8.2 相量变换421

8.2.1 正弦量的相量表示421

8.2.2 相量变换的性质424

8.2.3 相量变换在微分方程中的应用425

8.3 电路定律和电路元件的相量形式428

8.3.1 基尔霍夫定律的相量形式428

8.3.2 电路元件电压－电流关系的相量形式429

8.4 阻抗和导纳434

8.4.1 阻抗和导纳434

8.4.2 RLC串联电路437

8.4.3 GCL并联电路440

8.5 正弦稳态电路的分析442

8.6 正弦稳态电路的功率451

8.6.1 正弦稳态一端口电路的功率451

8.6.2 复功率457

8.6.3 最大功率传输定理460

8.6.4 功率因数的提高463

8.7 正弦稳态网络函数和频率特性465

8.7.1 正弦稳态网络函数465

8.7.2 RLC串联电路的频率特性468

8.7.3 s域网络函数与正弦稳态响应的关系472

8.7.4 有源滤波电路简介473

8.8 RLC电路的谐振476

8.8.1 RLC电路的串联谐振476

8.8.2 GCL电路的并联谐振481

8.9 应用实例：音响高音音量控制484

习题487

第九章 三相电路497

9.1 三相电路的基本概念497

9.1.1 对称三相电源和对称三相负载497

9.1.2 三相电路的连接方式499

9.2 三相电路的计算503

9.2.1 对称三相电路503

9.2.2 复杂对称三相电路507

9.2.3 不对称三相电路508

9.3 三相电路的功率513

9.3.1 三相电路功率的基本概念513

9.3.2 三相电路功率的测量516

9.4 应用实例：电力系统简介520

9.5 应用实例：电力传输与节电技术522

习题524

第十章 非正弦周期稳态电路分析536

10.1 非正弦周期波形的傅里叶级数展开536

10.1.1 非正弦周期波形分解为傅里叶级数536

10.1.2 波形的对称性与傅里叶级数的关系537

10.2 非正弦周期波形的频谱544

10.3 非正弦周期波形的有效值、平均值546

10.4 非正弦周期电源激励下电路的稳态响应548

10.5 非正弦周期电路的功率549

10.6 非正弦周期电源激励下电路的谐振552

10.7 对称三相电路的高次谐波556

10.8 应用实例：直流稳压电源滤波电路559

习题560

附录A 分布参数电路568

A.1 分布参数电路的概念568

A.2 均匀传输线的方程569

A.3 均匀传输线方程的正弦稳态解570

A.4 入射波与反射波574

A.5 有限长均匀传输线577

A.6 无损耗传输线方程的正弦稳态解580

A.7 无损耗传输线上的波过程584

附录B MATLAB语言简介587

B.1 MATLAB简介587

B.2 MATLAB文件编写方法588

B.3 MATLAB的二维绘图590

B.4 获得有关MATLAB的帮助592

附录C OrCAD/Capture CIS、PSpice简介593

C.1 OrCAD简介593

C.2 电路图的绘制594

C.3 电路分析598

部分习题答案602

中英文名词索引637

参考文献645