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出版者:中國水利水電齣版社

作者:房俊龍

出品人:

頁數:287

译者:

出版時間:2007-1

價格:29.00元

裝幀:

isbn號碼:9787508442372

叢書系列:

圖書標籤:

• 電力係統
• 電力分析
• 電氣工程
• 電力技術
• 係統分析
• 電網
• 電力計算
• 電力規劃
• 高電壓
• 電力市場

《電路原理與係統設計》 內容提要： 本書旨在為讀者提供一套全麵、深入的電路理論基礎與係統設計實踐指導。全書共分五大部分，從最基礎的電路元件特性齣發，逐步深入到復雜的動態電路分析、非綫性元件應用、係統級設計方法，並最終涵蓋現代電子係統中的重要議題，如信號完整性與電磁兼容性（EMC）。本書結構嚴謹，邏輯清晰，強調理論與工程實踐的緊密結閤，旨在培養讀者紮實的分析能力和創新的設計思維。 第一部分：電路基礎與元件模型（Fundamentals and Component Modeling） 本部分奠定讀者理解所有電氣與電子係統的基石。首先，詳細闡述瞭電路分析的基本定律，包括基爾霍夫電壓電流定律（KVL/KCL）的嚴格推導及其在任意拓撲結構電路中的應用。隨後，對電路中的基本有源和無源元件進行瞭詳盡的物理和數學建模。 電阻元件： 除瞭歐姆定律，深入探討瞭溫度對電阻率的影響，引入瞭功率耗散的精確計算，並介紹瞭薄膜電阻、金屬氧化物半導體電阻（MOVR）等特殊電阻的應用場景與局限性。 電感與電容： 不僅限於 $v=L(di/dt)$ 和 $i=C(dv/dt)$ 的基本形式，更側重於理解儲能機理。對電感，詳細分析瞭自感、互感及其在變壓器等耦閤係統中的作用；對電容，探討瞭介質極化現象，並引入瞭等效串聯電阻（ESR）和等效串聯電感（ESL）的概念，這些參數在高速電路設計中至關重要。 綫性二端網絡分析： 集中講解瞭疊加定理、戴維南（Thevenin）等效電路和諾頓（Norton）等效電路的精確構建與應用。特彆強調瞭最大功率傳輸定理的工程意義，即負載匹配的重要性。 第二部分：穩態與暫態電路分析（Steady-State and Transient Analysis） 本部分的核心在於處理隨時間變化的電路行為，這是理解動態係統的關鍵。 正弦穩態分析（AC Analysis）： 引入瞭復數錶示法和相量（Phasor）技術，將微分方程轉化為代數方程，簡化瞭周期性激勵下的分析過程。詳細講解瞭阻抗（Impedance）和導納（Admittance）的概念，並著重分析瞭RLC串聯和並聯諧振電路的特性——包括諧振頻率、帶寬（BW）和品質因數（Q值）的精確計算及其對係統選擇性和靈敏度的影響。 一階與二階動態電路： 采用微分方程求解方法（特彆是拉普拉斯逆變換法的前置知識），詳細分析瞭含儲能元件電路的自然響應和階躍響應。對於二階係統，深入探討瞭阻尼係數對係統響應的影響，區分瞭過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼三種狀態，並解釋瞭欠阻尼響應中齣現的振蕩現象。 第三部分：耦閤係統與網絡理論（Coupled Systems and Network Theory） 本部分將分析的範圍從簡單的兩端網絡擴展到多端口網絡，引入瞭矩陣代數工具。 二端口網絡參數： 詳細介紹並推導瞭Z參數（阻抗）、Y參數（導納）、H參數（混閤）和T參數（傳輸）的定義、物理意義及其相互轉換關係。重點分析瞭這些參數在級聯電路連接和係統性能評估中的應用。 有源網絡分析： 引入瞭理想運算放大器（Op-Amp）的嚴格模型，並將其作為重要的有源元件進行分析。涵蓋瞭反相、同相放大器、加法器、減法器以及積分器、微分器等經典電路的精確設計與帶寬限製分析。 頻率響應與濾波器設計： 將頻域分析作為核心工具。詳細講解瞭波特圖（Bode Plot）的繪製方法及其在判斷係統增益裕度和相位裕度中的作用。全麵介紹瞭巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）等低通、高通、帶通和帶阻濾波器的設計準則，重點比較瞭它們在通帶紋波、過渡帶陡峭度和平坦度之間的權衡。 第四部分：非綫性元件與直流偏置分析（Nonlinear Devices and DC Biasing） 本部分轉嚮對半導體器件的初步認識，這是理解現代電子係統的基礎。 半導體基礎與二極管： 簡要迴顧PN結的物理形成，重點在於理解理想二極管模型、肖特基二極管和齊納二極管的特性麯綫。詳細分析瞭二極管在整流、鉗位和削波電路中的應用。 BJT與MOSFET直流分析： 深入探討雙極結型晶體管（BJT）和金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）的工作區劃分（截止、放大、飽和）。重點教授如何建立正確的直流偏置電路，以確保晶體管工作在所需的放大區，並分析瞭偏置點的穩定性和對溫度變化的敏感性。 負載綫分析： 運用圖形化的負載綫方法，直觀地展示晶體管在不同輸入信號下的工作點漂移，這是理解失真和動態範圍的關鍵工具。 第五部分：係統級集成與信號完整性初步（System Integration and Signal Integrity） 本部分將理論知識提升到實際係統層麵，關注高頻效應。 傳輸綫理論基礎： 引入集總電路與分布電路的分界點（$L/lambda$）。分析瞭均勻傳輸綫的特性阻抗、相速和反射係數。詳細解釋瞭史密斯圓圖（Smith Chart）的使用方法，用於阻抗匹配和負載反射分析。 時域反射測量（TDR）： 講解如何利用TDR技術對PCB走綫中的阻抗不連續性進行故障診斷。 電磁兼容性（EMC）的初步概念： 探討瞭信號輻射和接收的機理，介紹瞭串擾（Crosstalk）的形成原因，並提齣瞭基本的布局和布綫規則，如地平麵設計、去耦電容的選擇與放置，以最小化係統噪聲和輻射發射。 適用對象： 本書麵嚮電子信息工程、電氣工程及其自動化、微電子科學與工程等專業的高年級本科生、研究生，以及需要係統性迴顧電路理論知識的工程技術人員。它既可作為教材使用，也可作為一本深入的參考手冊。通過本書的學習，讀者將能夠獨立分析復雜電路，設計滿足特定性能要求的模擬與混閤信號子係統。

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總的來說，這本書是一部非常齣色的電力係統分析教材，它在理論的嚴謹性和內容的廣博性之間取得瞭令人稱贊的平衡。作者對於一些前沿技術，例如分布式發電和智能電網的分析，也進行瞭深入的探討。在講解分布式發電接入對係統穩定性的影響時，他不僅分析瞭技術層麵的挑戰，還結閤瞭電網的經濟性和管理需求，提齣瞭整閤的解決方案。書中對智能電網的構建和運行機製的闡述，更是讓我對未來電力係統的發展方嚮有瞭更清晰的預判。作者對信息技術在電力係統中的應用，如通信、傳感和數據分析，進行瞭詳細的介紹，並分析瞭這些技術如何提升電網的智能化水平和運行效率。我尤其喜歡書中關於大停電事件分析和應對策略的部分，作者通過迴顧一些曆史上的重大電網事故，總結瞭經驗教訓，並提齣瞭預防和應急措施。這本書不僅鞏固瞭我已有的知識，還為我打開瞭新的視野。

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這本書我入手一段時間瞭，總體來說，這是一本在理論深度和實踐應用之間找到瞭絕佳平衡的著作。我尤其欣賞作者在講解概念時那種抽絲剝繭般的嚴謹。比如，在分析潮流計算時，他不僅僅是給齣瞭公式，更是深入剖析瞭每個變量的物理意義，以及它們是如何相互關聯、共同作用於整個電力網絡的。這種循序漸進的講解方式，讓我在麵對復雜的數學模型時，也不會感到無從下手。書中對各種分析方法，如牛頓-拉夫遜法、PQ分解法的闡述，都非常到位，不僅詳細講解瞭算法步驟，還通過大量的圖示和算例，直觀地展示瞭這些方法的應用過程。即使你之前對這些算法有所瞭解，也能從中獲得新的認識和更深刻的理解。書中的章節編排也十分閤理，從基礎理論到高級應用，層層遞進，很容易跟著作者的思路進行學習。而且，作者在講解過程中，始終不忘強調實際工程中的考量，例如在討論暫態穩定性時，會結閤實際電網事故的例子，說明理論分析對於指導實際操作的重要性。這讓我覺得，這本書不僅僅是學術理論的堆砌，更是能夠指導實際工作的寶貴參考。

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這本書給我的感覺就像是一場精心策劃的數學與工程的盛宴，讓我大開眼界。我特彆驚喜的是，作者對於電力係統中的各種不確定性因素的處理方式。比如，在討論負荷預測和可再生能源接入時，他沒有迴避這些問題帶來的挑戰，而是提供瞭多種有效的分析工具和方法，例如概率潮流分析和濛特卡洛模擬。這些方法在書中被講解得清晰易懂，作者通過生動形象的比喻，將抽象的概率概念具象化，讓我這個之前對統計學有點模糊的讀者，也能快速掌握其精髓。書中對風險評估和可靠性分析的論述，也讓我印象深刻。作者通過對不同運行工況下的係統性能進行評估，並提齣瞭相應的應對策略，這對於保障電力係統的安全穩定運行至關重要。讀這本書，我感覺自己不僅僅是在學習知識，更是在提升解決復雜工程問題的能力。而且，書中穿插的很多案例研究，都是來源於現實世界的電網運行情況，這使得書中的內容更具說服力和應用價值。

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從這本書中，我切實感受到瞭理論研究與工程實踐之間那種難以割捨的聯係。作者在介紹概念時，總是能巧妙地將抽象的理論與生動的工程場景聯係起來。比如，在討論輸電網的規劃與運行問題時，他不僅會給齣相關的經濟學原理和優化算法，還會結閤實際電網的負載分布、綫路容量等因素，講解如何進行最優調度和資源配置。書中對電網互聯和區域電網分析的深入探討，也讓我對跨區域電力交易和係統協同運行有瞭更深的理解。作者通過對不同電網互聯模式的優劣勢進行對比分析，並提齣瞭相應的技術和管理建議，這對於提升整個區域的電力供應能力和經濟效益具有重要的指導意義。我發現，這本書並不隻是告訴“是什麼”，而是更側重於“為什麼”和“怎麼做”，這種深入的探究方式，讓我對電力係統有瞭更全麵的認知。

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我一直對電力係統的動態行為很感興趣，而這本書在這方麵的內容著實讓我眼前一亮。作者在描述係統動態響應時，其詳盡的程度和細緻的分析，讓我受益匪淺。例如，在講解發電機組的調節特性時，他不僅給齣瞭詳細的數學模型，還深入分析瞭各種控製器（如勵磁調節器、調速器）的作用機製，以及它們如何協同工作以維持係統頻率和電壓的穩定。書中對暫態穩定性的分析，更是達到瞭一個很高的水準。作者通過對不同故障類型下的係統響應進行模擬和分析，詳細解釋瞭係統失步的原因和避免方法。我尤其喜歡書中關於故障診斷和保護策略的部分，作者將理論分析與實際保護裝置的設計理念緊密結閤，讓我在理解保護原理的同時，也能窺見工程設計的智慧。書中的圖錶繪製得非常專業，清晰地展示瞭各種動態過程的演變，這對於理解復雜的非綫性動態係統非常有幫助。

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