電路分析第2版

電路分析第2版

《電路分析第2版》是高等教育出版社2007年01月出版的圖書,作者是胡翔駿。本書主要內容包括網孔分析法和結點分析法,網路定理,雙口網路,電容元件和電感元件,一階電路分析,正弦穩態分析等。

內容提要:

本書是面向21世紀課程教材——《電路分析》(胡翔駿編)的修訂版,也是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。全書共分電阻電路分析和動態電路分析兩部分。本書內容豐富,講解通俗易懂,可供普通高等學校電氣信息、電子信息專業作為電路課程教材使用,也可供工程技術人員作為參考書使用。

本書可供普通高等學校電氣信息、電子信息專業作為電路課程教材使用,也可供工程技術人員作為參考書使用。

圖書目錄:

第一部分電阻電路分析

第一章電路的基本概念和分析方法

電流流過的迴路叫做電路,又稱導電迴路。最簡單的電路,是由電源、負載、導線、開關等元器件組成。電路導通叫做通路。只有通路,電路中才有電流通過。電路某一處斷開叫做斷路或者開路。如果電路中電源正負極間沒有負載而是直接接通叫做短路,這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個元件的兩端直接接通,此時電流從直接接通處流經而不會經過該元件,這種情況叫做該元件短路。開路(或斷路)是允許的,而第一種短路決不允許,因為電源的短路會導致電源、用電器、電流表被燒壞。

電路(英語:Electrical circuit)或稱電子迴路,是由電器設備和 元器件, 按一定方式連線起來,為電荷流通提供了路徑的總體,也叫電子線路或稱電氣迴路,簡稱網路或迴路。如電源、電阻、電容、電感、二極體、三極體、電晶體、IC和電鍵等,構成的網路、硬體。負電荷可以在其中流動。

第二章用網路等效簡化電路分析

第三章網孔分析法和結點分析法

電路基本分析方法的一種

根據基爾霍夫定律:可以提供獨立的KVL方程的迴路數為b-n+1個,

網孔只是其中的一組

網孔電流:沿每個網孔邊界自行流動的閉合的假想電流。 一般對於M個網孔,自電阻×本網孔電流 + ∑(±)互電阻×相鄰

網孔電流 + ∑本網孔中電壓升

第四章網路定理

第五章理想變壓器和運算放大器

運算放大器(簡稱“運放”)是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中,通常結合反饋網路共同組成某種功能模組。由於早期套用於模擬計算機中,用以實現數學運算,故得名“運算放大器”。運放是一個從功能的角度命名的電路單元,可以由分立的器件實現,也可以實現在半導體晶片當中。隨著半導體技術的發展,大部分的運放是以單晶片的形式存在。運放的種類繁多,廣泛套用於電子行業當中。

第六章雙口網路

二連線埠網路連線埠數n等於2的多端網路。又稱雙口。兩個連線埠中接電源的稱為入口,接負載的稱為出口。連線埠上的電壓V1、V2和電流i1、i2分別稱為連線埠電壓和連線埠電流,又統稱為連線埠變數。二連線埠網路有無源和有源、線性和非線性、時不變和時變之分,它既可能是一個異常複雜的網路,也可能是相當簡單的網路。變壓器、放大器等的電路模型都可歸結為雙口網路。在電路圖上,二連線埠網路可統一表達成圖中所示形式。表達4個連線埠變數之間關係的方程稱為二連線埠網路方程。同一個二連線埠網路可以有6組不同形式的方程。其矩陣形式與多端網路的約束關係類似。6組方程右端變數前的4個係數稱為二連線埠網路的參數,共6組,分別稱為短路導納參數 、開路阻抗參數、第一類混合參數、第二類混合參數、傳輸參數和反向傳輸參數。6組參數都可用來表征二連線埠網路。對於一個網路究竟選用哪一組參數,視具體情況而定。

第二部分動態電路分析

第七章電容元件和電感元件

電容元件的定義:如果一個二端元件在任一時刻,其電荷與電壓之間的關係由u-q平面上一條曲線所確定,則稱此二端元件為電容元件。

“電容元件”是“電路分析”學科中電路模型中除了電阻元件R,電感元件L以外的一個電路基本元件。線上性電路中,電容元件以電容量C表示。元件的“伏安關係”是線性電路分析中除了基爾霍夫定律以外的必要的約束條件。電容元件的伏安關係是 i=C(dv/dt),也就是說,電容元件中的電流,除了電容量C以外,與電阻元件R不同,它不是取決於電壓v本身,而是取決於電壓對時間的變化率(dv/dt).電壓變化愈快,電容中的電流愈大,反之則愈小。據此,在“穩態”情況下,當電壓為直流時,電容中電流為零;當電壓為正弦波時,電容中電流也是正弦波,但在相位上要超前電壓(π/2);當電壓為周期性等腰三角形波時,電流為矩形波,如此等等。總的來說,電容中的電流波形比電壓變化得更快,含有更多的高頻成分。

集總參數電路中與電場有關的物理過程集中在電容元件中進行,電容元件是構成各種電容器的電路模型所必需的一種理想電路元件。

電容元件是一種表征電路元件儲存電荷特性的理想元件,其原始模型為由兩塊金屬極板中間用絕緣介質隔開的平板電容器。當在兩極板上加上電壓後,極板上分別積聚著等量的正負電荷,在兩個極板之間產生電場。積聚的電荷愈多,所形成的電場就愈強,電容元件所儲存的電場能也就愈大。

其特性曲線是通過坐標原點一條直線的電容元件稱為 線性電容元件,否則稱為 非線性電容元件

線性時不變電容元件的符號與特性曲線如圖(c)和(d)所示,它的特性曲線是一條通過原點不隨時間變化的直線,其數學表達式為q=Cu。

式中的係數 C為常量,與直線的斜率成正比,稱為電容,單位是法[拉],用F表示

電感元件是一種儲能元件,電感元件的原始模型為導線繞成圓柱線圈。當線圈中通以電流i,線上圈中就會產生磁通量Φ,並儲存能量。表征電感元件(簡稱電感)產生磁通,存儲磁場的能力的參數,也叫電感,用L表示,它在數值上等於單位電流產生的磁鏈。電感元件是指電感器(電感線圈)和各種變壓器。

“電感元件”是“電路分析”學科中電路模型中除了電阻元件R,電容元件C以外的一個電路基本元件。線上性電路中,電感元件以電感量L表示。元件的“伏安關係”是線性電路分析中除了基爾霍夫定律以外的必要的約束條件。電感元件的伏安關係是 v=L(di/dt),也就是說,電感元件兩端的電壓,除了電感量L以外,與電阻元件R不同,它不是取決於電流i本身,而是取決於電流對時間的變化率(di/dt).電流變化愈快,電感兩端的電壓愈大,反之則愈小。據此,在“穩態”情況下,當電流為直流時,電感兩端的電壓為零;當電流為正弦波時,電感兩端的電壓也是正弦波,但在相位上要超前電流(π/2);當電流為周期性等腰三角形波時,電壓為矩形波,如此等等。總的來說,電感兩端的電壓波形比電流變化得更快,含有更多的高頻成分。

通俗地說,穿過一個閉合導體迴路的磁感線條數稱為磁通量。由於穿過閉合載流導體(很多情況是線圈)的磁場在其內部形成的磁通量變化,根據法拉第電磁感應定律,閉合導體將產生一個電動勢以“反抗”這種變化,即電磁感應現象。電感元件的電磁感應分為自感應和互感應,自身磁場線上圈內產生磁通量變化導致的電磁感應現象,稱為“自感應”現象;外部磁場線上圈裡磁通量變化產生的電磁感應現象,稱為“互感應”現象。

比如,當電流以1安培/秒的變化速率穿過一個1亨利的電感元件,則引起1伏特的感應電動勢。當纏繞導體的導線匝數增多,導體的電感也會變大,不僅匝數,每匝(環路)面積,連纏繞材料都會影響電感大小。此外,用高滲透性材料纏繞導體也會令磁通量增加。

電感元件即利用這種感應的原理,在電路中發揮了許多作用

第八章一階電路分析

第九章二階電路分析

第十章正弦穩態分析

第十一章正弦穩態的功率和三相電路

第十二章網路函式和頻率特性

第十三章含耦合電感的電路分析

第十四章動態電路的頻域分析

附錄A計算機輔助電路分析

附錄B電路分析教學輔助系統

後語

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