內容簡介
《電路基礎/中國高等學校電子教育學會黑龍江省分會“十三五”規劃教材》全麵係統地介紹瞭電路理論和電路分析基礎。全書分為10章,內容包括電路模型和基本定律、電阻電路的等效變換、電路的一般分析方法和基本定理、含有運算放大器的電路、動態電路的時域分析、正弦穩態電路的分析、耦閤電感電路的分析、三相電路、非正弦周期電路分析和二端口網絡。《電路基礎/中國高等學校電子教育學會黑龍江省分會“十三五”規劃教材》內容簡潔,重點、難點突齣,思維邏輯清晰。每章後配有大量習題,便於教師有針對性地布置作業,書後附有習題答案。
《電路基礎/中國高等學校電子教育學會黑龍江省分會“十三五”規劃教材》可作為高等院校電子類專業本科生“電路基礎”等課程教師教學參考書,也可供工程技術人員和電路愛好者參考。
內頁插圖
目錄
第1章 電路模型和基本定律
1.1 電路和電路模型
1.2 電路的基本變量
1.3 電路的基本元件
1.4 電源
1.5 基爾霍夫定律
習題1
第2章 電阻電路的等效變換
2.1 電路等效變換的概念
2.2 無源網絡的等效變換
2.3 電源的等效變換
2.4 輸入電阻
習題2
第3章 電路的一般分析方法和基本定理
3.1 支路電流法
3.2 節點電壓法
3.3 迴路電流法
3.4 齊次性和疊加原理
3.5 替代定理
3.6 戴維南定理與諾頓定理
3.7 最大功率傳輸定理
習題3
第4章 含有運算放大器的電路
4.1 運算放大器的電路模型
4.2 含有理想運算放大器的電路分析
4.3 實際運放應用時的考慮
習題4
第5章 動態電路的時域分析
5.1 動態電路方程的建立
5.2 一階電路的零輸入響應
5.3 一階電路的零狀態響應
5.4 一階電路的全響應
習題5
第6章 正弦穩態電路的分析
6.1 正弦量的基本概念
6.2 正弦穩態電路的相量模型
6.3 正弦穩態電路的分析
6.4 正弦穩態電路的功率
6.5 最大功率傳輸定理
6.6 電路的諧振狀態
習題6
第7章 耦閤電感電路的分析
7.1 互感
7.2 含有耦閤電感電路的計算
7.3 變壓器
習題7
第8章 三相電路
8.1 三相電路的基本概念
8.2 對稱三相電路的分析與計算
8.3 不對稱三相電路的分析與計算
8.4 三相電路的功率
8.5 三相電供電與用電
8.6 三相電用電安全
習題8
第9章 非正弦周期電路分析
9.1 非正弦周期電流和電壓
9.2 周期函數分解為傅裏葉級數
9.3 非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率
9.4 非正弦周期電流的穩態分析
習題9
第10章 二端口網絡
10.1 二端口網絡的概念
10.2 二端口網絡的參數和方程
10.3 二端口網絡的等效電路
10.4 二端口網絡的連接
10.5 二端口網絡的網絡函數
10.6 互易二端口網絡
10.7 其他二端口網絡器件
習題10
參考答案
習題1答案
習題2答案
習題3答案
習題4答案
習題5答案
習題6答案
習題7答案
習題8答案
習題9答案
習題10答案
前言/序言
為瞭適應現代電子信息科學技術迅猛發展的需要,本書針對信息類學生必修的基礎課程“電路基礎”的內容和體係進行有機的整閤,形成新的教材體係。“電路基礎”課程是高等學校信息類專業重要的基礎課。該課程對培養學生電路的基礎知識、基本能力和綜閤素質具有其他任何電類課程不能替代的重要作用,對實現專業人纔培養目標具有承上啓下的關鍵作用,其教學質量和水平的高低將直接對專業課程的學習和人纔培養産生重大而深遠的影響。
學生通過“電路基礎”課程的學習,可獲得電工、電子技術及電氣控製等領域必要的基本理論、基本知識和基本技能,獲得電工與電子技術的基本分析方法和應用技巧,並培養齣初步的實踐能力。本書從適應高等院校信息類理工科應用型人纔培養需求齣發,力求以盡可能少的學時闡明電路的基本內容。編者在多年教學改革與實踐的基礎上,結閤應用型人纔的培養需求,吸收當前一些改革教材中的先進經驗編寫本書,在課程內容的選擇上,重點突齣基本概念、基本理論、基本原理和基本分析方法,盡量減少過於復雜的分析與計算,強調知識的漸進性,兼顧知識的係統性和學科體係的完整性,注重理論聯係實際,時代特色鮮明,同時展現瞭近年來電工電子技術領域齣現的新技術。
全書分為10章,內容包括電路模型和基本定律、電阻電路的等效變換、電路的一般分析方法和基本定理、含有運算放大器的電路、動態電路的時域分析、正弦穩態電路的分析、耦閤電感電路的分析、三相電路、非正弦周期電路分析和二端口網絡。本書力求做到知識簡明,概念清晰,條理清楚,講解到位,插圖規範,易教易學。教學中,可以根據教學對象和學時等具體情況對書中的內容進行刪減和組閤,也可適當進行擴充。
本書由哈爾濱信息工程學院教師編寫。書中第2章、第3章、第7章由孫傑編寫,第1章、第4章由馬玉誌編寫,第5章、第9章由劉繼峰編寫,第6章由唐磊編寫,第8章、第10章由宿文玲編寫,全書由孫傑最後統稿並定稿。
受編者學識水平所限,書中難免有錯漏或不妥之處,懇請廣大讀者在使用過程中提齣寶貴意見。
編者
2017年9月
《探索電子世界的奧秘:基礎電路與原理》 內容概要: 本書旨在為廣大初學者,特彆是對電子技術充滿好奇的大學生、職業技術學校學生以及自學愛好者,提供一套係統、深入且易於理解的電路基礎知識。我們深入淺齣地剖析瞭構成現代電子設備基石的各類基本電路,從最簡單的直流電路到復雜的交流電路,再到半導體器件的基本應用,層層遞進,引導讀者構建起堅實的理論基礎和紮實的實踐能力。本書的編寫,力求在枯燥的理論講解與生動的實際應用之間架起橋梁,讓抽象的電路概念變得觸手可及。 第一章:電的基本概念與直流電路 本章將帶領讀者走進電的世界,從最基礎的電荷、電流、電壓、電阻等概念入手。我們將詳細闡述歐姆定律,這是理解一切電路工作原理的基石,並輔以大量實例,展示如何運用歐姆定律解決實際問題。隨後,我們將深入探討串聯電路和並聯電路的特性,分析它們在電流、電壓和電阻分布上的差異,以及它們在實際電路設計中的應用場景。通過對基爾霍夫電流定律和電壓定律的學習,讀者將掌握分析復雜直流電路的利器,理解電流如何在電路中流動,以及電壓如何在不同元件間分配。本章還將介紹電源的類型及其特性,以及簡單電阻網絡的分析方法,為後續更復雜的電路分析奠定基礎。 第二章:交流電的基礎與基本元件 與直流電不同,交流電以其周期性變化在電力傳輸和許多電子設備中扮演著至關重要的角色。本章將詳細介紹交流電的産生原理、瞬時值、周期、頻率、振幅以及初相位等基本概念。我們將深入分析正弦波交流電的特性,並通過相量法等數學工具,簡化交流電路的分析。電阻、電感和電容是交流電路中的三大基本無源元件,本章將對它們各自的阻抗特性進行詳盡的講解。電阻在交流電路中錶現齣的阻礙作用,電感對電流變化的感抗作用,以及電容對電壓變化的容抗作用,都將被深入剖析。通過對這些元件在交流電路中行為的理解,讀者將能夠初步理解交流電如何在各種電路中發揮作用。 第三章:RLC串聯與並聯電路分析 本章聚焦於RLC電路,這是包含電阻(R)、電感(L)和電容(C)元件的電路。我們將詳細分析RLC串聯電路和並聯電路的阻抗特性、電流和電壓的關係。特彆地,本章將重點講解諧振現象,包括串聯諧振和並聯諧振的條件、特點及其在選頻電路中的應用。諧振是許多無綫通信、濾波等電路的核心原理,深入理解諧振能夠為讀者打開更廣闊的電子應用之門。通過對RLC電路的深入分析,讀者將能夠掌握分析包含電感和電容元件的交流電路的關鍵技術。 第四章:電路的暫態分析 在電路從一種穩態切換到另一種穩態的過程中,電流和電壓會經曆一個短暫的變化過程,這就是暫態過程。本章將引導讀者理解RL電路和RC電路的暫態響應。我們將通過微分方程等數學工具,推導齣電流和電壓隨時間變化的規律,並引入時間常數這一重要概念,它反映瞭暫態過程的衰減速度。理解暫態分析對於理解電路在開關動作、信號變化等過程中的行為至關重要,這在數字電路和脈衝電路的設計中尤為重要。 第五章:信號與波形 電子電路工作的核心是信號的傳輸與處理。本章將介紹各種常見的信號類型,包括直流信號、周期信號(如正弦波、方波、三角波)和非周期信號。我們將深入探討信號的特性,如幅值、頻率、相位、占空比、上升時間、下降時間等。此外,本章還將介紹傅裏葉級數和傅裏葉變換的基本思想,它能夠將復雜的周期信號分解為一係列簡單的正弦分量,這對於理解信號的頻譜特性和進行信號分析至關重要。 第六章:半導體器件基礎 進入本章,我們將開啓電子技術的核心領域——半導體器件。我們將從 PN結的基本原理講起,解釋其導通和截止特性。在此基礎上,我們將詳細介紹二極管的類型及其在整流、穩壓、限幅等電路中的應用。隨後,我們將深入探討三極管(BJT)和場效應管(FET)這兩種最重要的電子開關和放大元件。我們將詳細分析它們的結構、工作原理、特性麯綫,以及如何在放大電路和開關電路中應用它們。理解半導體器件的工作原理,是掌握現代電子技術的基礎。 第七章:放大電路基礎 放大電路是電子係統中最基本、最重要的功能電路之一。本章將詳細介紹各種基本放大電路的構成和工作原理,包括單級放大電路和多級放大電路。我們將探討不同類型放大電路的特點,如電壓放大、電流放大、功率放大等。此外,本章還將重點介紹放大電路的性能指標,如增益、輸入電阻、輸齣電阻、帶寬、失真等,並分析影響這些指標的因素。通過本章的學習,讀者將能夠理解信號是如何被放大的,以及如何設計滿足特定要求的放大電路。 第八章:反饋與振蕩電路 反饋是電子電路中一個非常重要的概念,它可以改善電路的性能,也可以導緻電路産生振蕩。本章將詳細介紹負反饋和正反饋的原理及其對放大電路性能的影響。負反饋可以提高放大電路的穩定性、擴展帶寬、降低失真,但會降低增益。正反饋則容易導緻電路産生振蕩。在此基礎上,我們將深入研究振蕩電路的原理,介紹不同類型的振蕩器,如RC振蕩器、LC振蕩器、晶體振蕩器等,並分析它們的特點和應用。 第九章:集成電路基礎 集成電路(IC)是現代電子學的核心,它將大量的晶體管、電阻、電容等元件集成在一塊小小的芯片上。本章將簡要介紹集成電路的發展曆程、分類和基本封裝形式。我們將重點介紹運算放大器(Op-amp)這一通用性極強的集成電路,深入分析其理想模型和實際特性,並介紹運算放大器在構成反相放大器、同相放大器、加法器、減法器、積分器、微分器等各種功能電路中的應用。此外,本章還將介紹一些其他常用的集成電路,如定時器(如555定時器)和邏輯門電路,為讀者接觸更復雜的集成電路係統打下基礎。 第十章:電路的測量與實驗 理論學習離不開實踐。本章將介紹電子電路測量中常用的儀器設備,如萬用錶、示波器、信號發生器、函數發生器等,並詳細講解它們的使用方法和注意事項。我們將引導讀者學習如何安全、準確地測量直流和交流電壓、電流、電阻,以及如何觀察和分析波形。通過實際的電路實驗,讀者可以將書本上的理論知識轉化為實際的動手能力,更好地理解電路的工作原理,培養解決實際問題的能力。 本書特色: 係統性強: 內容覆蓋基礎電路知識的各個重要方麵,循序漸進,邏輯清晰。 理論與實踐結閤: 在深入講解理論的同時,注重結閤實際應用和實驗操作。 易於理解: 采用清晰的語言和豐富的圖示,化繁為簡,降低學習難度。 覆蓋麵廣: 適閤作為高等院校電子信息類、通信工程、自動化等專業的入門教材,也適用於職業技術學校相關專業以及廣大電子技術愛好者自學。 案例豐富: 穿插大量典型電路分析實例和實際應用場景,幫助讀者加深理解。 通過學習本書,您將能夠: 掌握電的基本概念和直流電路的分析方法。 理解交流電的特性和基本元件在交流電路中的作用。 熟練分析RLC串聯和並聯電路,理解諧振現象。 掌握電路暫態分析的基本原理。 理解各種信號的特性,為信號處理打下基礎。 掌握半導體器件的基本工作原理和應用。 理解放大電路和反饋電路的基本原理。 初步瞭解集成電路的功能和應用。 熟練使用常用的電子測量儀器。 具備獨立進行基礎電子電路設計和調試的能力。 本書不僅是一本教材,更是一扇通往精彩電子世界的大門,期待與您一同探索其中無限的奧秘。