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《电路分析与应用基础》图书简介 作者： 张伟，李明 出版社： 华夏科技出版社 出版日期： 2024年10月 定价： 88.00 元 --- 内容概述 《电路分析与基础应用》是一本面向电子工程、自动化、通信工程等相关专业本科生的高年级教材，同时也是工程技术人员进行电路设计、分析与系统调试的实用参考手册。本书旨在系统、深入地讲解现代电路理论的核心概念、分析方法以及在实际工程中的应用，强调理论与实践的紧密结合。 全书共分为十二个章节，结构逻辑清晰，从基本的电路元件和定律出发，逐步深入到复杂的动态电路分析和现代系统建模。本书的特色在于其严谨的数学推导、丰富的工程实例以及对新兴电路技术趋势的适度引入。 详细章节内容 第一部分：电路基础与稳态分析 (第1章至第4章) 第1章：电路的基本概念与元件模型 本章首先界定了电路的基本组成要素——电路和电路模型，区分了集总电路与分布电路的概念。重点阐述了电路分析中使用的理想化元件模型，包括电阻（Ohm定律的深入探讨及其非线性拓展）、电容和电感。详细分析了元件的功率、能量存储特性，并引入了节点、回路、端口等拓扑概念。此外，本章对电路分析中常用的数学工具进行了复习，如复数运算在交流电路中的应用基础。 第2章：电路的基本定律与分析方法 本章的核心是讲解基尔霍夫定律（KCL和KVL）的物理意义和应用范围。在此基础上，系统介绍了电路分析的经典方法：节点电压法和回路电流法。对于含有独立源和受控源的复杂线性电路，本书提供了详尽的步骤指导和实例演示，强调如何构建方程组并求解。本章末尾简要介绍了网孔分析法和割集分析法作为补充工具。 第3章：电路定理与化简技术 本章专注于提升电路分析的效率。详细讲解了叠加定理、等效源（独立源转换）、戴维南（Thévenin）定理和诺顿（Norton）定理的推导及其在简化复杂网络中的威力。通过大量实例展示如何利用这些定理快速求解特定支路的电压或电流。此外，还引入了最大功率传输定理，分析了负载匹配的条件和意义。 第4章：一阶和二阶动态电路分析 本章是电路分析从静态向动态过渡的关键。重点分析了只含电阻和单一储能元件（RC或RL电路）的一阶系统，推导了其瞬态响应（自然响应和阶跃响应）的通解形式，并给出了时间常数的物理意义。对于含有两个或更多储能元件的二阶RLC电路，本章系统讲解了系统的特征方程、特征根的类型（过阻尼、欠阻尼、临界阻尼）及其对应的暂态过程，包括受迫振荡的分析。 第二部分：稳态交流电路与频率分析 (第5章至第7章) 第5章：正弦稳态电路分析 本章将焦点转移到周期性正弦激励下的电路分析。详细介绍了相量（Phasor）的概念及其在表示电压和电流有效值、相位上的优势。通过阻抗（Impedance）和导纳（Admittance）的引入，将微分方程的求解转化为代数方程的求解。本章深入分析了RL、RC和RLC串并联电路在正弦稳态下的工作特性，以及相位关系。 第6章：交流电路的功率分析 功率是交流电路分析的核心问题之一。本章区分了瞬时功率、平均功率（有功功率）、无功功率和视在功率，并用向量形式（功率三角形）进行了直观的展示。重点讲解了如何计算复杂交流电路中的复功率，以及功率因数及其校正的重要性。通过实例展示了增加补偿电容或电感以提高电网效率的方法。 第7章：频率响应与谐振 本章探讨电路对不同频率信号的响应特性。引入了传递函数（Transfer Function）的概念来描述电路输入与输出之间的频率依赖关系。详细分析了RLC串联和并联电路的谐振现象——谐振频率、带宽、品质因数（Q值）的计算及其对系统选择性的影响。本章最后简要介绍了波特图（Bode Plot）的基本绘制方法，作为频率特性的图形化工具。 第三部分：非正弦周期信号与非线性电路 (第8章至第10章) 第8章：傅里叶级数与周期信号分析 针对非正弦的周期性激励信号（如方波、三角波），本章系统地介绍了傅里叶级数展开的理论基础、三角形式和复指数形式。重点讲解了利用傅里叶级数将周期信号分解为不同频率的正弦分量，进而利用频域分析方法求解线性电路对这些分量的响应，这是理解调制解调和滤波电路的基础。 第9章：非线性元件与基本模型 本章讨论了实际电路中不可避免的非线性现象。详细分析了二极管的理想模型、伏安特性曲线、以及对温度和光照的依赖性。重点讲解了半波整流、全波整流和钳位/削波电路的工作原理，这些是基础电源电路的构建单元。 第10章：线性电路的S域分析与拉普拉斯变换 本章使用更强大的数学工具——拉普拉斯变换，来统一分析瞬态和稳态响应。通过S域（复频域）的分析，将微分方程转化为S域中的代数方程。详细讲解了初始条件的引入、零输入响应与零状态响应的分解，以及用极点和零点概念来分析系统的稳定性与暂态特性，为控制系统分析打下基础。 第四部分：多端口网络与系统概念 (第11章至第12章) 第11章：二端口网络分析 本章将电路分析扩展到含有四个端口（两个输入端口，两个输出端口）的网络。系统介绍了描述二端口网络特性的四种基本参数集：Z参数（阻抗参数）、Y参数（导纳参数）、H参数（混合参数）和T参数（传输参数）。重点分析了参数矩阵的推导、测量方法以及参数在级联、并联等连接方式下的组合规则，这些在放大器和滤波器设计中至关重要。 第12章：磁耦合电路与理想变压器 本章专注于磁场的相互作用对电路的影响。详细阐述了互感（Mutual Inductance）的概念、耦合系数的物理意义及其对电路方程的影响。重点分析了理想变压器的原理、匝数比与阻抗变换的关系，并结合实际应用，如电源隔离和阻抗匹配中的应用。 本书特色与适用对象 1. 理论深度与工程实践的平衡： 本书在确保电路基本原理严谨性的同时，每章都配有大量源自实际工程领域的例题和习题，帮助读者将抽象的数学模型转化为可操作的设计步骤。 2. 数学工具的融合： 拉普拉斯变换和傅里叶分析被作为核心工具贯穿始终，强调在频域和复频域中分析复杂电路的能力。 3. 结构清晰的逻辑推进： 从直流稳态到交流稳态，再到瞬态分析，最后过渡到系统描述，学习路径符合认知规律，非常适合作为后续学习模拟电子技术、信号与系统等课程的坚实基础。 适用对象： 电子信息工程、电气工程及其自动化、自动化、光电信息科学与工程等理工科专业本科生（大二或大三）。 需要巩固或深入理解电路理论的在职工程师和技术人员。 --- 读者反馈（摘录）： “本书对二阶系统的阻尼分析讲解细致入微，远超我之前使用的其他教材。”——某高校学生 “戴维南定理在复杂网络中的应用案例非常具有启发性，是工作中的得力助手。”——某研究所工程师
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