电路分析基础

第1章 电路的基本概念与定律 1

1.1 电路模型 1

1.1.1 实际电路组成与功能 1

1.1.2 电路模型 2

1.2 电路变量 4

1.2.1 电流 4

1.2.2 电压 5

1.2.3 电功率 8

思考与练习 10

1.3 电阻元件与欧姆定律 11

1.3.1 电阻元件 11

1.3.2 欧姆定律 12

1.3.3 电阻元件上消耗的功率与能量 13

思考与练习 15

1.4 理想电源 15

1.4.1 理想电压源 15

1.4.2 理想电流源 18

思考与练习 20

1.5 基尔霍夫定律 21

1.5.1 基尔霍夫电流定律(KCL) 22

1.5.2 基尔霍夫电压定律(KVL) 23

思考与练习 26

1.6 电路等效 27

1.6.1 电路等效的一般概念 27

1.6.2 电阻的串联与并联等效 28

1.6.3 理想电源的串联与并联等效 35

思考与练习 36

1.7.1 实际电源的模型 37

1.7 实际电源的模型及其互换等效 37

1.7.2 电压源、电流源模型互换等效 39

思考与练习 41

1.8 电阻△，Y 电路互换等效 42

1.8.1 △形电路等效变换为 Y 形电路 42

1.8.2 Y 形电路等效变换为△形电路 44

思考与练习 46

1.9 受控源及含受控源电路的等效 47

1.9.1 受控源 47

1.9.2 含受控源电路的等效 49

思考与练习 51

习题一 52

2.1.1 网络(电路)的拓扑图 59

第2章 电阻电路的一般分析方法 59

2.1 图与电路方程 59

2.1.2 回路、割集、树 61

2.1.3 KCL 和 KVL 的独立方程 63

思考与练习 65

2.2 2b 法和 b 法 66

2.2.1 2b 法 66

2.2.2 b 法 67

思考与练习 71

2.3 回路法与网孔法 71

2.3.1 回路法 71

2.3.2 网孔法 73

思考与练习 80

2.4.1 割集法 81

2.4 割集法与节点法 81

2.4.2 节点法 82

思考与练习 90

习题二 91

第3章 常用的电路定理 96

3.1 叠加定理和齐次定理 96

3.1.1 叠加定理 96

3.1.2 齐次定理 100

思考与练习 102

3.2 置换定理 103

思考与练习 109

3.3 戴维南定理与诺顿定理 109

3.3.1 戴维南定理 110

3.3.2 诺顿定理 112

思考与练习 117

3.4 最大功率传输定理 118

思考与练习 124

3.5 互易定理 125

思考与练习 131

习题三 132

第4章 动态电路时域分析 138

4.1 动态电路元件 138

4.1.1 电感元件 138

4.1.2 电容元件 142

4.1.3 电感、电容的串联和并联 144

思考与练习 147

4.2 动态电路的方程 148

4.2.1 电路微分方程 148

4.2.2 电路量初始值的计算 149

4.3 一阶电路的零输入响应 152

思考与练习 152

4.3.1 一阶 RC 电路的零输入响应 153

4.3.2 一阶 RL 电路的零输入响应 154

思考与练习 157

4.4 一阶电路的零状态响应 157

4.4.1 一阶 RC 电路的零状态响应 157

4.4.2 一阶 RL 电路的零状态响应 160

思考与练习 162

4.5 一阶电路的全响应 163

4.5.1 全响应及其分解 163

4.5.2 三要素法 165

思考与练习 171

4.6.1 阶跃函数 172

4.6 一阶电路的阶跃响应 172

4.6.2 阶跃响应 173

思考与练习 175

4.7 二阶电路分析 176

4.7.1 零输入响应 177

4.7.2 单位阶跃响应 181

思考与练习 182

4.8 正弦激励下一阶电路的响应 182

思考与练习 184

习题四 185

第5章 正弦稳态电路分析 191

5.1 正弦电流与电压 191

5.1.1 正弦量的三要素 191

5.1.2 相位差 193

5.1.3 有效值 195

思考与练习 196

5.2 正弦量的相量表示 197

5.2.1 复数及其运算 197

5.2.2 正弦量的相量表示 198

思考与练习 204

5.3 电路定律的相量形式 204

5.3.1 基本元件 VCR 的相量形式 204

5.3.2 KCL，KVL 的相量形式 208

思考与练习 212

5.4 相量模型 212

5.4.1 阻抗与导纳 212

5.4.3 正弦稳态电路相量模型 215

5.4.2 正弦电源相量模型 215

5.4.4 阻抗和导纳的串、并联 216

思考与练习 219

5.5 相量法分析 220

5.5.1 方程法分析 221

5.5.2 等效法分析 225

思考与练习 230

5.6 正弦稳态电路的功率 231

5.6.1 单口电路的功率 231

5.6.2 最大功率传输条件 235

思考与练习 239

5.7 三相电路 240

5.7.1 三相电源 240

5.7.2 三相电路的计算 243

习题五 249

思考与练习 249

第6章 耦合电感与理想变压器 257

6.1 耦合电感元件 257

6.1.1 耦合线圈 257

6.1.2 耦合电感的电压、电流关系 258

思考与练习 263

6.2 耦合电感的去耦等效 264

6.2.1 耦合电感的 CCVS 去耦等效 264

6.2.2 耦合电感的 T 形去耦等效 265

思考与练习 269

6.3 含耦合电感电路的相量法分析 269

6.3.1 方程法分析 270

6.3.2 等效法分析 270

思考与练习 276

6.4.1 理想变压器的条件 277

6.4 理想变压器 277

6.4.2 理想变压器的基本特性 278

思考与练习 285

6.5 实际变压器 285

6.5.1 全耦合变压器 286

6.5.2 空心变压器 289

6.5.3 铁心变压器 290

思考与练习 290

习题六 291

第7章 电路频率响应 296

7.1 网络函数与频率响应 296

7.1.1 网络函数 296

7.1.2 网络频响特性 297

7.2.1 RC 一阶低通电路的频率特性 299

思考与练习 299

7.2 常用 RC 一阶电路的频率特性 299

7.2.2 RC 一阶高通电路的频率特性 304

思考与练习 306

7.3 常用 rLC 串联谐振电路的频率特性 307

7.3.1 串联谐振 308

7.3.2 频率特性 314

7.3.3 通频带 317

思考与练习 320

7.4 实用 rLC 并联谐振电路的频率特性 321

7.4.1 并联谐振 322

7.4.2 频率特性 325

7.4.3 通频带 328

思考与练习 331

习题七 332

第8章 双口网络 338

8.1 双口网络 338

思考与练习 339

8.2 双口网络的方程与参数 339

8.2.1 Z 方程与 z 参数 340

8.2.2 Y 方程与 y 参数 342

8.2.3 A 方程与 a 参数 344

8.2.4 H 方程与 h 参数 345

思考与练习 349

8.3 双口网络的联接 349

8.3.1 串联 350

8.3.2 并联 351

8.3.3 级联 351

8.3.4 双口网络联接有效性检验 353

思考与练习 356

8.4 双口网络的等效 357

8.4.1 双口网络的 z 参数等效电路 357

8.4.2 双口网络的 y 参数等效电路 359

思考与练习 361

8.5 双口网络的网络函数与特性阻抗 362

8.5.1 策动网络函数 362

8.5.2 传输网络函数 365

8.5.3 特性阻抗 368

思考与练习 370

习题八 371

9.1 非线性电阻元件 377

9.1.1 压控、流控及单调型非线性电阻 377

第9章 非线性电阻电路 377

9.1.2 双向性、单向性电阻和静态、动态电阻 379

思考与练习 381

9.2 非线性电阻的串联与并联等效 381

9.2.1 非线性电阻的串联等效 382

9.2.2 非线性电阻的并联等效 385

思考与练习 387

9.3 常用的非线性电阻电路分析法 388

9.3.1 图解法 388

9.3.2 分段线性化法 391

9.3.3 小信号分析法 394

思考与练习 397

习题九 397

部分练习题与习题参考答案 402