电路原理

《电路原理(第2版)》

前言

第1章电路基本概念和电路定律1

1.1电路和电路模型1

1.1.1实际电路1

1.1.2电路模型2

1.2电流和电压的参考方向3

1.2.1电流的参考方向3

1.2.2电压的参考方向4

1.2.3电压与电流的关联参考方向和非关联参考方向5

1.2.4国际单位制(si)中变量的单位5

1.3电功率和能量6

1.3.1电能6

1.3.2功率6

1.4电阻元件7

1.4.1电阻和电导7

1.4.2电阻元件的伏安特性8

1.4.3电阻元件的开路和短路9

1.4.4电阻元件的功率和电能9

1.5电压源和电流源9

.1.5.1电压源10

1.5.2电流源10

1.6受控电源11

1.7基尔霍夫定律13

1.7.1基尔霍夫电流定律（kcl）13

1.7.2基尔霍夫电压定律（kvl）15

1.8运算放大器17

1.9matlab软件简介18

1.9.1matlab主界面19

1.9.2matlab数学运算19

1.9.3matlab绘制图形24

1.10习题26

第2章电阻电路的等效变换31

2.1简单电阻电路的等效变换31

2.1.1电路等效变换的概念31

2.1.2电阻的串联32

2.1.3电阻的并联32

2.1.4电阻的混联34

2.2电阻的星形联结和三角形联结的等效变换36

2.2.1星形联结与三角形联结36

2.2.2星形—三角形联结之间的等效变换37

2.3电源的等效变换40

2.3.1电压源、电流源的串联和并联40

2.3.2实际电源的两种模型及其等效变换42

2.4matlab应用实例44

2.5习题46

第3章电阻电路的分析方法50

3.1电路的图50

3.1.1电路的图的基本概念50

3.1.2电路的图的有关名词51

3.2kcl和kvl的独立方程数53

3.2.1kcl的独立方程数53

3.2.2kvl的独立方程数54

3.3支路电流法56

3.3.1支路法(2b法)56

3.3.2支路电流法57

3.4回路电流法60

3.4.1网孔电流法60

3.4.2回路电流法63

3.5结点电压法67

3.6含理想运算放大器电路的分析72

3.7matlab应用实例74

3.8习题76

第4章电路定理82

4.1叠加定理和齐次定理82

4.1.1叠加定理82

4.1.2齐次定理86

4.2替代定理87

4.3戴维宁定理和诺顿定理90

4.3.1戴维宁定理90

4.3.2诺顿定理97

4.4最大功率传输定理99

4.4.1负载获得最大功率的条件99

4.4.2负载获得最大功率的计算100

4.4.3传输效率102

4.5特勒根定理103

4.6互易定理106

4.7对偶原理109

4.8matlab应用实例111

4.9习题115

第5章动态电路的时域分析121

5.1电容元件和电感元件121

5.1.1电容元件121

5.1.2电感元件126

5.1.3电容与电感的等效变换130

5.2换路定律和初始值的确定132

5.2.1换路定律132

5.2.2初始值的确定133

5.3一阶电路的动态响应134

5.3.1一阶电路的零输入响应135

5.3.2一阶电路的零状态响应141

5.3.3一阶电路的全响应146

5.4一阶电路的三要素法148

5.5一阶电路的阶跃响应153

5.5.1阶跃函数153

5.5.2阶跃响应155

5.6一阶电路的冲激响应158

5.6.1冲激函数158

5.6.2冲激响应160

5.7二阶电路的动态响应164

5.7.1二阶电路的零输入响应164

5.7.2二阶电路的零状态响应和全响应172

5.8matlab应用实例176

5.9习题181

第6章正弦稳态电路分析189

6.1正弦量及其相量表示189

6.1.1正弦量189

6.1.2正弦量的相量表示192

6.2电路定律及电路元件的相量形式199

6.2.1基尔霍夫定律的相量形式199

6.2.2电阻元件的相量模型199

6.2.3电感元件的相量模型200

6.2.4电容元件的相量模型201

6.3阻抗与导纳204

6.3.1阻抗和导纳204

6.3.2阻抗与导纳间的等效变换207

6.3.3阻抗（导纳）的串、并联208

6.4正弦稳态电路的分析209

6.5正弦稳态电路的功率216

6.5.1正弦稳态一端口电路的功率216

6.5.2复功率222

6.5.3功率因数的提高223

6.5.4最大功率传输226

6.6matlab应用实例229

6.7习题233

第7章谐振电路240

7.1串联谐振电路240

7.2并联谐振电路250

7.2.1简单rlc并联电路251

7.2.2电感线圈与电容并联电路252

7.3串并联谐振电路256

7.4matlab应用实例260

7.5习题261

第8章互感电路264

8.1互感电路的基本概念264

8.1.1互感现象264

8.1.2耦合电感的伏安关系265

8.1.3互感线圈的同名端及耦合电感的电路模型266

8.1.4耦合因数268

8.2互感电路的计算268

8.2.1耦合电感的串联269

8.2.2耦合电感的并联270

8.2.3耦合电感的三端连接271

8.3空心变压器273

8.3.1空心变压器的电路模型及方程273

8.3.2空心变压器的等效电路及引入阻抗274

8.4理想变压器276

8.4.1理想变压器的电路模型及方程276

8.4.2理想变压器的阻抗变换作用277

8.5matlab应用实例278

8.6习题279

第9章三相电路284

9.1三相电路的基本概念284

9.1.1对称三相电源284

9.1.2对称三相电路的连接方式286

9.1.3线电压(电流)与相电压(电流)之间的关系288

9.2对称三相电路的计算289

9.2.1星形—星形系统289

9.2.2星形—三角形系统291

9.2.3三角形—星形系统292

9.2.4三角形—三角形系统292

9.2.5复杂的对称三相电路292

9.3不对称三相电路的分析294

9.4三相电路的功率及测量297

9.4.1三相电路的功率297

9.4.2三相电路的瞬时功率298

9.4.3三相电路功率的测量299

9.5matlab应用实例302

9.6习题305

第10章非正弦周期电流电路309

10.1非正弦周期信号的谐波分析309

10.1.1非正弦周期信号309

10.1.2周期函数分解为傅里叶级数310

10.1.3非正弦周期信号的频谱313

10.1.4傅里叶级数与波形对称性的关系313

10.2非正弦周期信号的有效值和平均值316

10.2.1非正弦周期电流和电压的有效值316

10.2.2非正弦周期电流和电压的平均值317

10.3非正弦周期电流电路的功率318

10.4非正弦周期电流电路的计算319

10.4.1非正弦周期信号激励时电路的响应319

10.4.2不同频率正弦电源共同作用下电路的分析322

10.4.3滤波器的基本概念324

10.5matlab应用实例325

10.6习题326

第11章动态电路的复频域分析330

11.1拉普拉斯变换及其基本性质330

11.1.1拉普拉斯变换的定义330

11.1.2拉普拉斯变换的基本性质332

11.2拉普拉斯反变换的部分分式展开337

11.2.1f(s)的极点均为单极点的情况338

11.2.2f(s)有复数极点的情况340

11.2.3f(s)有多重极点的情况341

11.3动态电路的复频域模型342

11.3.1基尔霍夫定律的复频域形式342

11.3.2电阻元件的复频域形式343

11.3.3电感元件的复频域形式343

11.3.4电容元件的复频域形式343

11.3.5耦合电感的复频域形式344

11.3.6rlc元件串联的复频域形式345

11.4动态电路的复频域分析345

11.5网络函数349

11.5.1网络函数的定义349

11.5.2网络函数的极点和零点352

11.5.3极点和零点与冲激响应353

11.5.4极点和零点与频率响应356

11.6matlab应用实例360

11.7习题363

第12章电路方程的矩阵形式368

12.1割集368

12.2关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵369

12.2.1关联矩阵369

12.2.2回路矩阵371

12.2.3割集矩阵373

12.3回路电流方程的矩阵形式374

12.3.1电路中不含互感和受控源的情况375

12.3.2电路中含有互感的情况376

12.3.3电路中含有受控源的情况377

12.4结点电压方程的矩阵形式379

12.4.1电路中不含互感和受控源的情况379

12.4.2电路中含有互感的情况381

12.4.3电路中含有受控源的情况381

12.5割集电压方程的矩阵形式383

12.6状态方程384

12.6.1状态变量与状态方程384

12.6.2直观法列写状态方程386

12.6.3系统法列写状态方程387

12.7matlab应用实例389

12.8习题391

第13章二端口网络396

13.1二端口网络及其参数方程396

13.1.1y参数(短路导纳参数)397

13.1.2z参数(开路阻抗参数)400

13.1.3t参数(传输参数)402

13.1.4h参数(混合参数)404

13.2二端口网络的等效电路407

13.2.1线性无源二端口网络的等效电路407

13.2.2一般二端口网络的等效电路409

13.3二端口网络的网络函数410

13.3.1策动点阻抗411

13.3.2转移函数412

13.4二端口网络的连接413

13.4.1二端口网络的级联414

13.4.2二端口网络的并联415

13.4.3二端口网络的串联416

13.5无源滤波器417

13.5.1一阶rc低通滤波器418

13.5.2一阶rc高通滤波器420

13.5.3rc带通网络421

13.5.4rc带阻网络422

13.5.5rc全通网络424

13.6rc有源滤波器424

13.7二端口网络的实例426

13.7.1回转器426

13.7.2负阻抗变换器427

13.8matlab应用实例428

13.9习题431

第14章非线性电路436

14.1非线性元件436

14.1.1非线性电阻436

14.1.2非线性电容439

14.1.3非线性电感440

14.2非线性电阻电路分析441

14.2.1含一个非线性元件的电路442

14.2.2图解法442

14.2.3小信号分析法445

14.2.4分段线性化法447

14.3matlab应用实例449

14.4习题451

附录 基于orcad/pspice的电路分析454

部分习题参考答案466

参考文献482