电路理论与电子技术基础/应用型本科信息大类专业“十三五”规划教材 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

适读人群 ：本书可以作为高校教学的参考教材，也是一本可以供工程技术人员选用的参考资料。

本书作为电路理论与电子技术入门教材，一方面，内容由浅入深、通俗易懂，循序渐进地将各个知识点讲解清楚，以引导学生学习并掌握；另一方面，在章后附有习题，通过经典题型让学生掌握每章所讲授的基本内容，提高学生学习兴趣，进而达到使学生刻苦钻研、自觉学习的目的。本书的编写特点：传统性、实用性和先进性。一方面，将必要理论基础知识系统地组织在一起，满足基础要求；另一方面，结合实用、易学的特点，将不必要的理论推导摒弃，使内容精简，满足少学时要求。在传统理论的基础上，本书注重理论与实际的结合，加强了实际应用的内容。所建立的模型来源于实际的认识规律，阐述了理想元件与实际器件的辩证关系，同时本书还提供了一些实物图片。每章均附有习题，以帮助学生更好地掌握本章内容。

内容简介

本书电路理论部分主要讲述基尔霍夫定律和理想电路的基本元件、电阻电路的等效变换、电路分析的一般方法、网络定理、动态电路的时域分析、正弦稳态分析、三相电路、非正弦周期电流电路的稳态分析、二端口网络、变压器和电磁铁等；电子技术部分主要介绍了常见的半导体器件、各种放大电路、集成运算放大器、直流稳压电路、门电路和组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路、存储器等内容。

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目录

第1章 基尔霍夫定律和理想电路的基本元件
1．1 电路理论中的常用基本变量及基尔霍夫定律
1．1．1 常用变量、参考方向、关联参考方向及功率的判断
1．1．2 电路和电路模型
1．1．3 基尔霍夫定律
1．2 理想二端电阻元件及欧姆定律
1．2．1 二端电阻元件的广义定义
1．2．2 理想线性定常电阻元件的伏安特性
1．2．3 理想线性定常电阻的串联、并联、混联
1．3 理想独立电源与实际电源
1．3．1 理想独立电压源与实际电压源
1．3．2 理想独立电流源与实际电流源
1．3．3 实际电压源与实际电流源的等效变换
1．4 理想线性定常电容元件及理想线性定常电感元件
1．4．1 理想线性定常电容元件及其串并联
1．4．2 理想线性定常电感元件及其串并联
1．5 理想受控源
习题

第2章 电阻电路的等效变换
2．1 电桥电路
2．1．1 平衡电桥
2．1．2 非平衡电桥
2．2 纯电阻电路的Y-△等效变换
习题

第3章 电路分析的一般方法
3．1 标准支路方程及求解电路的一般原则
3．1．1 电路的26方程
3．1．2 电路的标准支路方程
3．2 支路电流法
3．3 节点电压法
3．4 回路电流法
3．5 网孔电流法
习题

第4章 网络定理
4．1 替代定理
4．2 叠加定理
4．3 戴维南定理和诺顿定理
4．3．1 戴维南定理
4．3．2 诺顿定理
4．4 最大功率传输定理
4．5 特勒根定理
4．5．1 特勒根定理1
4．5．2 特勒根定理2
4．6 互易定理
习题

第5章 动态电路的时域分析
5．1 一阶电路
5．1．1 一阶电路的零输入响应
5．1．2 一阶电路的零状态响应
5．1．3 一阶电路的全响应
5．1．4 求解一阶电路的三要素法
5．1．5 阶跃响应与冲激响应
5．2 二阶电路
5．2．1 RI，C二阶电路的零输入响廊
5．2．2 零状态RLc并联电路对冲激激励的响应
习题

第6章 正弦稳态分析
6．1 正弦交流电路的基本概念
6．1．1 正弦量的三要素
6．1．2 正弦量的相位差
6．2 正弦量的有效值
6．3 阻抗、导纳及其相互关系
6．3．1 阻抗的定义
6．3．2 RLC串联电路的阻抗
6．3．3 阻抗的串联
6．3．4 导纳的定义
……

第七章 三相电路
第八章 非正弦周期电流电路的稳态分析
第九章 二端口网络
第十章 变压器和电磁铁
第十一章 半导体器件
第十二章 放大电路
第十三章 集成运算放大器
第十四章 直流稳压电路
第十五章 门电路和组合逻辑电路
第十六章 触发器和时序逻辑电路
第十七章 存储器

精彩书摘

第1章基尔霍夫定律和理想电路的基本元件

第1章

基尔霍夫定律和理想电路的基本元件

1.1电路理论中的常用基本变量及基尔霍夫定律

1.1.1常用变量、参考方向、关联参考方向及功率的判断

在电路理论中,一般常用变量为电压（降）、电流和电功率。有时也用到电位、电位能、电荷、磁通、磁通链等。电压用小写字母u或v表示，电流用小写字母i表示，电功率用字母P表示。

1. 电流

从物理学中我们已经知道,电荷质点的运动称为电流。在物理学中已经学过电流强度的概念。我们将单位时间内通过导体横截面积的电量定义为电流强度，用i表示，其方向规定为正电荷移动的方向。

i=dq(t)dt

式中，q的基本单位为库伦（C），t的基本单位为秒（s），电流强度i的基本单位为安培（A）。其中，10-3 A=1 mA(毫安)，10-6 A=1 μA(微安)，103 A=1 kA(千安)，106 A=1 MA(兆安)。

电流强度i用于衡量电流的大小，简称电流。所以i既是物理现象又是强度（大小）的表示。电流就其成因来看大致可以分为以下三类。

（1） 传导电流。在金属导体中自由电子的有规则的运动，以及在电解质中正负离子的有规则的运动都称为传导电流。

（2） 运流电流。电子、离子甚至宏观带电体在空间做机械运动形成运流电流。

（3） 位移电流。由公式i=dq(t)dt可知，如果有交变电压加在电容器两极板上，由于电场的交变，在接有电容器的电路中导体各横截面的电量也随时间变化，电路中也会形成电流，这种电流称为位移电流。

电流的速度为电磁场建立的速度，也就是光速，即为c=3×108米/秒。

电流按其大小与方向是否随时间而变，又可以分为以下两种。

（1） 稳恒电流。电流的大小、方向都不随时间而变，是恒定不变的，这样的电流又称为直流电流，用大写字母I表示。它在测量仪表上的标志为DC（直流电流表）。

（2） 交变电流。大小、方向都随时间而变的电流，又称为交流电流，用i(t)表示。它在测量仪表上的标志为AC（交流电流表）。

注：

只改变大小，不改变方向的电流称为脉动电流，比如将正弦交变电流通过半波整流或全波整流后得到的电流，只改变大小，未改变方向，故为脉动电流；现将脉动电流归为交流电流。

电流的正方向规定为正电荷移动的方向，但是在复杂电路中如果未经计算,则很难判断电流的正方向，并且如果是交流电流，无法在图中标示出每一瞬间电流的方向。因此，有必要在电路图中预先规定各支路电流的参考方向。当真实方向与参考方向一致时，电流的代数值为正；当真实方向与参考方向相反时，电流的代数值为负。

图1��1与图1��2中i的方向都是假定方向或参考方向，但通过计算后得出图1��1中i1=3 A，说明其电流的真实方向与参考方向相同，确实是从a点流到b点的3 A电流。而计算后得出图1��2中i2=-5 A，说明其真实方向与参考方向相反，不是从c点流到d点，而是从d点流到c点，真实方向用虚线及i′1和i′2表示。

图1��1电流的真实方向与假定方向相同

图1��2电流的真实方向与假定方向相反

由上述分析，可得出以下结论。

（1） 电路分析计算之前必须规定电流的参考方向，并在图中标示出来。

（2） 电流的真实方向由计算结果（代数值）与参考方向共同确定：代数值为正，说明电流的真实方向与参考方向相同；代数值为负，说明电流的真实方向与参考方向相反。

（3） 电流是标量，不是矢量。

2. 电压

两点间的电位之差称为电压。电压用u或U表示。

在库仑场中，由于库仑场是保守力场，故电荷处于电场中不同的位置将具有不同的电位能。电荷在电场中移动，电场力所做的功是电位能改变的量度，将试验电荷q0从a点移到b点，电场力做功为ΔWab。

ΔWab=Wa-Wb=q0∫baE�遜l��=q0∫∞aE�遜l��-q0∫∞bE�遜l��

式中，E�呶�电场强度，q0∫∞aE�遜l�呤莙0在电场中a点所具有的电位能，q0∫∞bE�遜l�呤莙0在电场中b点所具有的电位能。

单位电荷所具有的电位能称为电位，故a点的电位Ua=q0∫∞aE�遜l�遯0=∫∞aE�遜l�摺Ｍ�理，b点的电位Ub=∫∞bE�遜l�摺Ｆ渲校�无穷远点∞，称为参考电位点，其电位为零。

所以电位是电场的固有属性的表征，仅与产生电场的电荷有关，与试验电荷无关。

a点与b点之间的电压为

uab=Ua-Ub=Waq0-Wbq0=∫∞aE�遜l��-∫∞bE�遜l��=∫baE�遜l��

uab仅与a、b两点的位置有关，与计算路径无关。如图1��3所示，a、b两点之间的电压仅仅取决于a、b两点，而与电荷移动路径是a→g→b还是a→f→b无关。这一结论可证明如下:

图1��3正电荷的移动路径

∫a→g→bE�遜l��=∫gaE�遜l��+∫bgE�遜l��

=∫∞aE�遜l��-∫∞gE�遜l��+∫∞gE�遜l��-∫∞bE�遜l��

=∫∞aE�遜l��-∫∞bE�遜l��

=∫∞aE�遜l��+∫b∞E�遜l��

=∫baE�遜l��=uab

∫a→f→bE�遜l��=∫faE�遜l��+∫bfE�遜l��

=∫∞aE�遜l��-∫∞fE�遜l��+∫∞fE�遜l��-∫∞bE�遜l��

=∫∞aE�遜l��-∫∞bE�遜l��

=∫∞aE�遜l��+∫b∞E�遜l��

=∫baE�遜l��=uab

Uab=dwdq

式中：w表示能量，单位为焦耳（J）；q表示电荷量，单位为库仑（C）;uab表示a、b两点间的电压，单位为伏特（V）。

10-3 V=1 mV（毫伏），10-6 V=1 μV（微伏），103 V=1 kV（千伏）， 106 V=1 MV（兆伏）。

电压按其大小、方向是否随时间而变可分为直流电压和交流电压两大类。

（1） 直流电压：大小、方向都不随时间而变，是恒定值，用大写字母U表示。

（2） 交流电压：大小、方向都随时间而变，是时间函数，用u(t)表示。

同样，在分析计算之前必须假定电压的参考方向（参考极性）。用“+”表示高电位端，用“-”表示低电位端，“+”“-”标示在元件或支路的两端。计算结果代数值为正，表明该段电路电压的真实极性与参考极性相同;如果代数值为负，则表明该段电路电压的真实极性与参考极性相反。如图1��4和图1��5所示，图1��4中uab为参考极性，计算结果uab=3 V，表明uab的真实极性与参考极性相同，确实是a端为高电位端，b端为低电位端，用u′ab表示；而图1��5中计算结果ucd=-5 V，表明该段电路电压的真实极性与参考极性相反，真实情况是d端为高电位端，c端为低电位端,用u′cd表示。

图1��4电压的真实极性与参考极性相同

图1��5电压的真实极性与参考极性相反

图1��6电压、电流的关联（参考）方向

当假定的电流从支路的高电位端流向低电位端时，电压、电流的参考方向称为关联参考方向，简称为关联方向，如图1��6所示。

3. 关联、非关联方向

由前面叙述可知，在电路分析时，既要为元件或电路中的电流假设参考方向，也要为它们标注电压的参考极性，二者是可以独立无关的、任意假定的。但为了下一步分析问题的方便，引入关联参考方向和非关联参考方向的概念。当电流的参考方向是从电压参考方向的正极流入、负极流出时，称电压和电流的参考方向是关联的（associated）;反之，称电压和电流的参考方向是非关联的（no�瞐ssociated）。如图1��7（a）和图1��7（b）所示，图中N代表元件或电路的一个部分。关联与非关联一定是对某一个元件或电路而言的。如图1��7（c）所示，电压u、电流i的参考方向对A是非关联的，对B就是关联的。

图1��7关联、非关联方向

4. 电功率

在单位时间内电场力所做的功，或者单位时间所转换的电能，称为电功率，用P表示。

由uab=dwdq可知，dw=uab·dq

于是有

P=dwdt=uabdqdt=iuab

式中，P表示电功率，单位为瓦特（W）。其中，10-3 W(瓦)=1 mW(毫瓦）；10-6 W（瓦）=1 μW（微瓦），103 W（瓦）=1 kW（千瓦）,106 W（瓦）=1 MW（兆瓦）。

显然，该式中uab与i的方向是关联方向。在i、uab关联方向下，若uab＞0,i＞0,P＞0，则说明电压的真实方向与假定的参考方向相同，电流的真实方向与参考方向也相同，正电荷从高电位移到低电位，电场力做功，电能减少，该段电路吸收功率（吸收能量），如图1��8所示。q0为正试验电荷或任意正电荷。

P=iuab＜0，仍然在关联方向下，若i＞0，则说明电流的真实方向与参考方向一致，电流是从a点流向b点的；因为uab＜0,说明uab的真实方向与参考方向相反，应该是Ub为高电位，b为“+”极，Ua为低电位，a为“-”极，如图1��9所示。现在正电荷从负极流向正极，不可能是正电荷产生的电场力做功，只可能是外电场力或非电场力做功才能把正电荷推向正极。正试验电荷q0从低电位移动到高电位，电位能增加了，可以对外做功，相当于电源，如图1��10所示。

图1��8正试验电荷q0从高电位移向低电位

图1��9正试验电荷q0从低电位移向高电位

图1��10正电荷电位能增加

在关联方向下，由P=ui可知：

若P＞0，则该段电路吸收功率；

若P＜0，则该段电路发出功率。

若u、i的方向为非关联方向，则计算功率时要增加一个负号，即P=-ui。

判断其是吸收功率还是发出功率的方法与判断u、i的方向是否为关联方向的方法相似：P＞0，为吸收功率；P＜0，为发出功率。

前言/序言

本书是根据教育部“电工与电子技术”课程教学的基本要求及本科人才培养的规格和特点，结合现代电工与电子技术的发展趋势而编写的。

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