本書作為湖南省十三五專業(yè)綜合改革課程建設(shè)系列教材之一,是課程組在多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)之上,依據(jù)教育部頒發(fā)的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》和《高等學(xué)校工科本科部分基礎(chǔ)課課程教學(xué)基本要求》并結(jié)合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)和特點,本著突出實用性、實踐性的原則編寫而成的。全書分為10章,按照從一般到具體的方式,對基本電路和其他類型的電路進行了分析與討論。其中第1~3章為直流電阻性電路分析,第4~5章為直流動態(tài)電路分析,第6章為正弦交流電路穩(wěn)態(tài)分析,第7~8章為工程電路分析,第9章為電路頻率特性分析,第10章為雙口網(wǎng)絡(luò)分析。本書注重基礎(chǔ)知識與工程實踐的結(jié)合,以項目驅(qū)動為導(dǎo)向,以生活常見實例作為核心知識切入點,將電路分析對象化,使基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)做到深入淺出。注重激發(fā)學(xué)生對相關(guān)知識的學(xué)習(xí)興趣,注重提出問題、分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。本書適合作為高等學(xué)校電子信息與電氣工程類本科、?粕娐贩治稣n程的教材或教師教學(xué)參考書,也可供有關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
1、簡化了電路定理、原理及公式的推導(dǎo)證明。2、每章都引入了現(xiàn)實生活的實例,圍繞實例分析展開學(xué)習(xí),便于學(xué)生理解學(xué)習(xí),增強學(xué)習(xí)興趣。3、加強了EDA軟件的仿真教學(xué)應(yīng)用。
隨著社會逐步進入智能化時代,電子技術(shù)、通信技術(shù)等相關(guān)技術(shù)進一步發(fā)展,電路理論的作用更加突出,電路分析作為電路理論的基礎(chǔ)性部分,其重要性不言而喻。本書是根據(jù)教育部頒發(fā)的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》和《高等學(xué)校工科本科部分基礎(chǔ)課課程教學(xué)基本要求》,兼顧當(dāng)今高校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求,結(jié)合近年來國內(nèi)外電路分析基礎(chǔ)教學(xué)改革趨勢和編者多年的教學(xué)經(jīng)驗與總結(jié)編寫而成的。本書主要針對應(yīng)用型本科院校和高等職業(yè)院校電子信息與電氣工程類專業(yè),從實際教學(xué)的角度出發(fā),刪繁就簡,力求結(jié)構(gòu)緊湊、脈絡(luò)清晰,在內(nèi)容編排上注重結(jié)合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)特點,做到基礎(chǔ)理論適用,分析設(shè)計方法夠用,深入淺出,簡潔易懂。注重理論應(yīng)用于實踐的特色,使學(xué)生通過本書的學(xué)習(xí),提高工程應(yīng)用能力,為后續(xù)課程及今后的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)打下良好基礎(chǔ)。本書具體進行了如下幾方面的探索和嘗試:(1)首次以面向?qū)ο蟮姆绞椒治鲭娐,減少學(xué)生對多種分析方法的混淆。例如在講解基爾霍夫定律時,明確KCL(基爾霍夫電流定律)分析的對象為節(jié)點,分析的變量為支路電流;明確KVL(基爾霍夫電壓定律)分析的對象為回路,分析的變量為回路中的支路電壓;基爾霍夫定律的結(jié)論為支路電流(支路電壓)代數(shù)和等于零。(2)前3章以直流電阻性電路為研究對象,層層深入介紹了電路分析的基本概念、網(wǎng)絡(luò)定理、等效變換和一般分析方法;第4~5章以直流一階、二階動態(tài)電路的時域分析作為研究對象,從元件的伏安關(guān)系出發(fā)研究動態(tài)元件的性質(zhì)和動態(tài)電路的分析方法,著重強調(diào)了三要素分析法和二階電路的響應(yīng)特點;第6~9章以交流穩(wěn)態(tài)電路的頻域分析為研究對象,涉及正弦穩(wěn)態(tài)電路、三相電路、變壓器、電路的頻率特性等內(nèi)容,均以相量分析法為基礎(chǔ);第10章介紹了雙口網(wǎng)絡(luò)的概念和分析方法。本書從總體上是以集中參數(shù)電路的元件約束(伏安關(guān)系)和結(jié)構(gòu)約束(基爾霍夫定律)作為學(xué)習(xí)的主線,并貫穿于電路分析課程的始終。(3)為激發(fā)學(xué)生參與課堂的熱情,每章均以學(xué)生喜聞樂見的電子項目作為核心知識的切入點,部分章節(jié)將知識與生活實例相結(jié)合。如在講解獨立電源等效變換時,讓學(xué)生思考給電動車充電時蓄電池為何會發(fā)熱,甚至引起火災(zāi);手機電池為什么會發(fā)生爆炸等,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識電路分析的實際應(yīng)用,形成項目驅(qū)動式的教學(xué)體系。通過發(fā)現(xiàn)問題,思考問題,從而逐步解決問題,讓學(xué)生體驗到課堂不再枯燥,而是與生活密切相關(guān)。(4)為便于學(xué)生學(xué)習(xí),本書力求抓住本質(zhì),深入淺出,強化基礎(chǔ),弱化理論推導(dǎo)。例如,在講解節(jié)點分析法時,明確分析的對象為節(jié)點,分析變量為節(jié)點電壓,則可從KCL角度出發(fā),列出電路的KCL方程,用節(jié)點電壓代替支路電流,從而總結(jié)出節(jié)點方程的列寫方法,進而讓學(xué)生自主地寫出其他節(jié)點方程,因而減輕了學(xué)生死記公式的負(fù)擔(dān)。與前后知識相聯(lián)系,避免混淆。(5)本書按照工程教育理念,通過合理安排教材內(nèi)容,突出基本理論與實際應(yīng)用的結(jié)合。每章均有應(yīng)用分析及Multisim仿真例題,便于學(xué)生自學(xué),增強動手能力。(6)為加強學(xué)生對整個課程體系的理解,本書注重電路分析與后繼相關(guān)課程的關(guān)聯(lián),注意承前啟后。例如含受控源電路分析與模擬電路小信號模型法的關(guān)系、一階動態(tài)電路與信號與系統(tǒng)課程的聯(lián)系、相量的表示法與電磁場電磁波的關(guān)系等等,使學(xué)生對相關(guān)專業(yè)課程有了初步認(rèn)識。(7)為便于教材使用者學(xué)習(xí),解決上課聽得懂,課下解題難的問題,每章后均有小結(jié)及習(xí)題。全書共10章,內(nèi)容包括緒論(1學(xué)時)、電路的基本概念及基本元件(6學(xué)時)、電路的等效變換與網(wǎng)絡(luò)定理(10學(xué)時)、電路的一般分析方法(6學(xué)時)、一階動態(tài)電路分析(8學(xué)時)、二階動態(tài)電路分析(5學(xué)時)、正弦交流電路穩(wěn)態(tài)分析(4學(xué)時)、三相電路(3學(xué)時)、互感和變壓器(4學(xué)時)、電路的頻率特性(8學(xué)時),雙口網(wǎng)絡(luò)(4學(xué)時)。建議理論學(xué)時59學(xué)時。參與本書編寫的人員均為湖南科技學(xué)院的骨干教師,有著該課程豐富的教學(xué)經(jīng)驗和科研經(jīng)歷。全書由李文、周鵬、楊熙任主編,陳澤順、譚道軍、賈竹君、黃麗韶任副主編。本書第1、2、3章及附錄A由周鵬編寫,緒論及第4、5、10章由李文編寫,第6、7章由楊熙編寫,第8章由譚道軍編寫,第9章由陳澤順編寫,習(xí)題及參考答案部分由賈竹君、黃麗韶編寫。全書的統(tǒng)稿工作由李文和周鵬完成。本書在編寫過程中,得到了校內(nèi)外相關(guān)教師和院系的大力支持和幫助,也參考了國內(nèi)外許多優(yōu)秀的同類教材以及網(wǎng)絡(luò)資源,在此向各位同事和所有支持、幫助過本書編寫的人員和單位一并表示感謝。其中要感謝以下項目的資助:(1)教育部新工科研究與實踐項目政校企多方協(xié)同育人模式下的大數(shù)據(jù)學(xué)院共建與實踐研究(教高廳函〔2018〕17號);(2)湖南省普通高等學(xué)校十三五專業(yè)綜合改革試點項目(湘教通〔2016〕276號);(3)湖南省普通高校校企合作創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地(湘教通〔2016〕436號);(4)湖南科技學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)重點學(xué)科建設(shè)項目;(5)教育部高等教育司產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目(項目編號:201601021003,201701048006,201702065165,201701034028,201701048044,201702018122);(6)湖南省教育廳教改項目(湘教通〔2016〕400號);(7)湖南省教育科學(xué)十三五規(guī)劃課題(項目編號:XJK17QGD008)。本書雖經(jīng)過多次討論及反復(fù)修改,但因時間倉促及編者水平有限,不當(dāng)之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。編者2018年10月
李文,副教授,碩士,電子與信息工程學(xué)院副院長,主管教學(xué)工作。2007年7月至今,在湖南科技學(xué)院擔(dān)任專任教師,主講電路基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯、模擬電路等課程,曾經(jīng)編寫《模擬電子技術(shù)》、《JAVA程序設(shè)計》、《C 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》等教材,曾獲湖南省課堂教學(xué)比賽一等獎。主持科研及教改課題10多項,發(fā)表科研及教改論文20余篇,其中CSCD核心6篇,北大核心6篇。主要從事信息類專業(yè)的教學(xué)、研究和管理工作。研究方向:智能優(yōu)化算法及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全。
周鵬,湖南科技學(xué)院講師,從事通信電子和天線技術(shù)的研究,主講課程為電路分析、模擬電路、信號系統(tǒng)、電磁學(xué)等。楊熙:湖南科技學(xué)院講師,從事語音處理、嵌入式系統(tǒng)和人工智能方面的研究,主講課程為電路分析、現(xiàn)代通信原理、電子儀器與測量等。
緒論
第1章電路的基本概念及基本元件11實際電路和電路模型12電路分析的基本變量121電流及其參考方向122電壓及參考方向123關(guān)聯(lián)參考方向124功率和能量13基爾霍夫定律14電阻元件15電源元件151獨立電源152實際電源的模型153受控電源16仿真與應(yīng)用實例161軟件的基本操作162基爾霍夫定律仿真
與應(yīng)用小結(jié)習(xí)題
第2章電路的等效變換與網(wǎng)絡(luò)
定理21等效變換的概念22無源網(wǎng)絡(luò)的等效電路221純電阻網(wǎng)絡(luò)的等效
電路222含受控源單口網(wǎng)絡(luò)的
等效電路23含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路231獨立源的連接及等效
變換232實際電源模型的互相
轉(zhuǎn)換24線性和疊加定理25戴維南定理和諾頓定理251戴維南定理252諾頓定理26zui大功率傳輸定理27等效變換應(yīng)用實例271仿真實例272擴音系統(tǒng)分析小結(jié)習(xí)題
第3章電路的一般分析方法31網(wǎng)孔分析法311一般網(wǎng)孔分析法312特殊網(wǎng)孔分析法32節(jié)點分析法321一般節(jié)點分析法322特殊節(jié)點分析法33圖論基礎(chǔ)與回路分析法331圖論基礎(chǔ)332回路分析法34一般分析法應(yīng)用實例341仿真實例342NTC測溫電路小結(jié)習(xí)題
第4章一階動態(tài)電路分析41動態(tài)元件411電容元件412電感元件42換路定則和初始值的計算43一階電路的零輸入響應(yīng)44一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)45一階電路的全響應(yīng)46三要素分析法47應(yīng)用仿真471一階動態(tài)電路仿真472照相機閃光燈電路
分析小結(jié)習(xí)題
第5章二階動態(tài)電路分析51二階串聯(lián)電路的零輸入
響應(yīng)52二階串聯(lián)電路的全響應(yīng)53二階并聯(lián)電路的響應(yīng)54應(yīng)用仿真小結(jié)習(xí)題
第6章正弦交流電路穩(wěn)態(tài)分析61正弦交流電的基本概念611正弦量及其三要素612正弦量間的相位差613有效值62電阻、電容及電感中的
正弦電流621電阻元件622電感元件623電容元件63正弦量的相量表示法631復(fù)數(shù)和常用的表示
方法632相量的基本概念633正弦量和與之相對應(yīng)的
相量的運算規(guī)則64電路基本元件VCR的相量
形式及電路定律641基本元件VCR
相量式642電路定律的相量
形式643相量的圖形分析法
相量圖644電路的阻抗和導(dǎo)納65正弦穩(wěn)態(tài)電路分析的
相量法651相量模型652阻抗、導(dǎo)納的串聯(lián)和
并聯(lián)653正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量
分析66正弦穩(wěn)態(tài)電路的電功率661瞬時功率662平均功率、功率因數(shù)、
視在功率663無功功率664R、L、C單個元件的
各種功率665復(fù)功率666關(guān)于功率因數(shù)提高與zui大
功率傳輸問題67技術(shù)實踐小結(jié)習(xí)題
第7章三相電路71三相電路的基本概念72對稱三相電路分析73不對稱三相電路分析74三相電路的功率741三相電路功率的
基本概念742三相電路功率的
測量75應(yīng)用實例小結(jié)習(xí)題
第8章互感和變壓器81互感和互感電壓82含有互感電路的分析83理想變壓器小結(jié)習(xí)題
第9章電路的頻率特性91電路的頻率特性與網(wǎng)絡(luò)
函數(shù)911頻率特性與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的
定義912網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的分類92RC電路的頻率特性93RLC串聯(lián)諧振931RLC串聯(lián)諧振條件
與諧振特性932RLC串聯(lián)諧振電路的
頻率特性933RLC串聯(lián)諧振的轉(zhuǎn)移
電壓比94GCL并聯(lián)諧振941GCL并聯(lián)諧振條件
與諧振特性942GCL并聯(lián)諧振電路的
頻率特性943實際并聯(lián)諧振電路95電源內(nèi)阻及負(fù)載電阻
對諧振的影響96電路仿真及應(yīng)用小結(jié)習(xí)題
第10章雙口網(wǎng)絡(luò)101雙口網(wǎng)絡(luò)概述1011二端網(wǎng)絡(luò)(單口
網(wǎng)絡(luò))1012雙口網(wǎng)絡(luò)的基本
概念102雙口網(wǎng)絡(luò)方程及參數(shù)1021雙口網(wǎng)絡(luò)的Y參數(shù)1022雙口網(wǎng)絡(luò)的Z參數(shù)1023雙口網(wǎng)絡(luò)的H參數(shù)1024雙口網(wǎng)絡(luò)的T參數(shù)103雙口網(wǎng)絡(luò)的互連1031級聯(lián)1032串聯(lián)1033并聯(lián)104雙口網(wǎng)絡(luò)的開路阻抗
和短路阻抗105對稱雙口網(wǎng)絡(luò)的特性
阻抗106雙口網(wǎng)絡(luò)的等效電路1061Z參數(shù)等效電路1062Y參數(shù)等效電路107實際應(yīng)用1071晶體管放大電路
分析1072負(fù)阻抗變換器小結(jié)習(xí)題
習(xí)題參考答案
附錄A電路中常見名詞中英文
對照
參考文獻