電路分析

前言

　　20世紀(jì)60年代以來，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使“電路理論”課程發(fā)生了很大的變化，經(jīng)典的電路理論雖然有它堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和完整的體系結(jié)構(gòu)，但它與解算工程實(shí)際電路問題之間尚存在一條鴻溝。近代的電路理論引入了電路模型、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜陀?jì)算機(jī)輔助分析后，應(yīng)用通用的電路分析軟件，就能方便快速地對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)較多的實(shí)際電路進(jìn)行直流、頻域、時(shí)域、非線性和靈敏度等各種分析，從而填補(bǔ)了這條鴻溝。因此到了今天，隨著課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教材的不斷更新，在以下方面的認(rèn)識(shí)應(yīng)該同步跟上?！　?．“電路理論”遵循的是“簡(jiǎn)單一復(fù)雜一簡(jiǎn)單”的發(fā)展、上升規(guī)律。為了求解電路的響應(yīng)，從用歐姆定律、基爾霍夫定律解算簡(jiǎn)單電路，發(fā)展到用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、卷積和各種變換解算較為復(fù)雜的電路問題。如今大量的計(jì)算工作可由計(jì)算機(jī)代勞，使經(jīng)典電路理論中部分內(nèi)容和方法的重要性有所下降，對(duì)不同層次的教學(xué)對(duì)象，完全可以進(jìn)行有區(qū)別的刪減。刪繁就簡(jiǎn)正是體現(xiàn)了電路理論發(fā)展的規(guī)律?！　?．進(jìn)入近代電路理論后，可以用新的觀點(diǎn)來處理經(jīng)典的內(nèi)容，達(dá)到推陳出新的效果，而不應(yīng)將傳統(tǒng)的內(nèi)容全部束之高閣?？梢杂脤?duì)偶的觀點(diǎn)來講述各種串聯(lián)和并聯(lián)的電路問題，達(dá)到事半功倍的效果；也可以用求解變量從多到少，再?gòu)纳俚蕉嗟霓q證發(fā)展觀點(diǎn)來講述從全部支路電壓、電流作求解變量到支路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法，再到改進(jìn)節(jié)點(diǎn)法和稀疏表格法，達(dá)到將各種系統(tǒng)分析方法融會(huì)貫通的效果；還可以用二端口網(wǎng)絡(luò)起變換作用的觀點(diǎn)來講述二端口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)以及理想變壓器、回轉(zhuǎn)器、負(fù)阻抗變換器，達(dá)到樹立學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的效果?！　?．大學(xué)的教學(xué)已經(jīng)變“專業(yè)教學(xué)”為“工程技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)”，“電路理論”已成為電類學(xué)生共同所需的知識(shí)大平臺(tái)中的一部分。因此教師在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)該考慮教會(huì)學(xué)生掌握本課程的基本結(jié)構(gòu)——兩類約束（元件約束、結(jié)構(gòu)約束）和三種方法（疊加、分解、變換），而不必顧慮少講了哪種具體的內(nèi)容和計(jì)算方法，因?yàn)榍罢卟攀菍W(xué)生今后進(jìn)一步從事科學(xué)研究和分析解決實(shí)際問題所需的知識(shí)和能力?！　?．21世紀(jì)是信息時(shí)代，學(xué)生獲取知識(shí)可以通過多種媒體和方式，而不再局限于課堂上。因而教師不能再有“以我為主”的思想，而應(yīng)該多為學(xué)生提供各類學(xué)習(xí)資料（參考書、CAI課件等），并創(chuàng)造一種學(xué)習(xí)環(huán)境（討論、實(shí)驗(yàn)、電路分析軟件的使用、制作競(jìng)賽等），讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。

內(nèi)容概要

本書是普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，著重講述電路分析的基本方法。內(nèi)容除包含“電路分析”課程教學(xué)的基本要求外，適當(dāng)?shù)刈髁思由钔貙?。體系與內(nèi)容均較新穎。    全書共分八章：分析的基礎(chǔ)、系統(tǒng)分析法、時(shí)域分析法、相量法、復(fù)頻域分析法、零極點(diǎn)法、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)分析法和圖解分析法。配合正文內(nèi)容有適量的例題，各章末有小結(jié)和習(xí)題。教材配有助教助學(xué)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件，有利于在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中使用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段。    本書為大學(xué)本科電類各專業(yè)“電路分析”課程的教材，也可供有關(guān)科技人員參考。

書籍目錄

緒  論第一章　分析的基礎(chǔ)  1.1　研究對(duì)象和方法　1.2　公理、假設(shè)及基本變量  1.3　器件的建模  1.4　兩類約束  1.5　電路的等效化簡(jiǎn)  1.6　匹配的概念　1.7　受控源　1.8　線性和疊加定理　1.9　戴維寧定理和諾頓定理　小結(jié)　習(xí)題一第二章  系統(tǒng)分析法  2.1　圖論的基礎(chǔ)知識(shí)  2.2　求解變量的選擇  2.3　回路法和網(wǎng)孔法  2.4　節(jié)點(diǎn)法  2.5　改進(jìn)節(jié)點(diǎn)法和稀疏表格法  2.6　對(duì)偶性  2.7　解的存在與惟一性  2.8　特勒根定律  小結(jié)  習(xí)題二第三章　時(shí)域分析法  3.1　電容元件和電感元件  3.2　電路的狀態(tài)和狀態(tài)變量  3.3　低階網(wǎng)絡(luò)的分析方法  3.4　一階網(wǎng)絡(luò)的三要素法  3.5　階躍函數(shù)和沖激函數(shù)  3.6　電路狀態(tài)的躍變  3.7　任意激勵(lì)的時(shí)域響應(yīng)　小結(jié)　習(xí)題三第四章　相量法  4.1　正弦信號(hào)及其表示方法  4.2　時(shí)域模型變換成相量模型  4.3　阻抗、導(dǎo)納及等效電路  4.4　耦合電感與理想變壓器　4.5　實(shí)際元件在正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)的模型　4.6　復(fù)雜電路穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的求解　4.7　正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率　4.8　非正弦交流電的計(jì)算　4.9　三相交流電路的分析  小結(jié)　習(xí)題四第五章　復(fù)頻域分析法　5.1　從傅氏變換到拉氏變換  5.2　常用信號(hào)的拉氏變換  5.3　兩類約束關(guān)系的s域形式　5.4　用拉氏變換法分析電路　小結(jié)　習(xí)題五第六章　零極點(diǎn)法　6.1　網(wǎng)絡(luò)函數(shù)和頻率特性　6.2　零極點(diǎn)法  6.3　RC電路的頻率特性　6.4 RC諧振電路  6.5　RC電路的頻率特性  6.6　運(yùn)算放大器的電路模型　6.7　有源RC電路的頻率特性　6.8　穩(wěn)定性和靈敏度　小結(jié)　習(xí)題六第七章　網(wǎng)絡(luò)參數(shù)分析法　7.1　二端口網(wǎng)絡(luò)的矩陣表示　7.2　參數(shù)的測(cè)定和物理意義　7.3　二端口網(wǎng)絡(luò)的互易性和對(duì)稱性　7.4　用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)分析電路　7.5　二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗和傳輸常數(shù)……第八章　圖解分析法全書總結(jié)參考書目中英名詞對(duì)照索引部分習(xí)題答案

章節(jié)摘錄

　　第一章分析的基礎(chǔ)　　學(xué)習(xí)電路分析主要是掌握電路的基本規(guī)律及其計(jì)算方法，從而分析并了解典型電路的特性，為今后的實(shí)際工作做好理論準(zhǔn)備。但是，書本中所能學(xué)到的電路知識(shí)畢竟是有限的，而今后實(shí)際工作中可能遇到的問題則是千變?nèi)f化、層出不窮的。因此，如果能掌握一些分析問題的方法將會(huì)終生受益，解決實(shí)際問題時(shí)就能得心應(yīng)手，應(yīng)付自如。本章就是從介紹最一般的分析方法人手，建立實(shí)際裝置的物理模型，遵照電路的基本規(guī)律建立其數(shù)學(xué)方程，從而引出以后各章的學(xué)習(xí)內(nèi)容。因此，本章實(shí)際上是全書的基礎(chǔ)?！　?.1 研究對(duì)象和方法　　電路理論是電類各專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)理論，它包括分析和綜合兩個(gè)方面。電路分析的任務(wù)是由已知的電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)，通過計(jì)算求得電路的特性。而網(wǎng)絡(luò)+綜合是根據(jù)所要求的電路性能來設(shè)計(jì)電路的結(jié)構(gòu)，并確定元件的參數(shù)。顯然電路分析是學(xué)習(xí)電路理論的入門階段?！　【碗娐贩治龆裕?jīng)典分析法往往要借助于一些并非普遍適用的解題技巧，所能計(jì)算的電路遠(yuǎn)不及現(xiàn)代分析法計(jì)算的規(guī)模大和速度快。但是，經(jīng)典分析法能為初學(xué)者提供清楚的物理概念，至今仍受到足夠的重視，所以掌握經(jīng)典的和現(xiàn)代的兩種分析方法都是十分必要的。學(xué)習(xí)經(jīng)典分析法是為了能闡明電路中物理現(xiàn)象的本質(zhì)，并用以求解一些規(guī)模不大的電路問題；而學(xué)習(xí)現(xiàn)代分析法是為了能應(yīng)用計(jì)算機(jī)迅速地求得電路問題的解答。兩者應(yīng)該是相輔相成而不可偏廢的。

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