电路分析基础

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页数:338
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出版时间:2009-3
价格:36.00元
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isbn号码:9787118061819
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  • 电路分析
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具体描述

《电路分析基础》共十章,内容涉及电路的基本概念与基本定律、线性电阻电路的分析方法、电路基本定理、动态元件和动态电路方程、一阶电路与二阶电路、正弦交流电路、交流电路的频率特性、含有耦合电感的电路、三相电路、非正弦周期电流电路的分析以及电路的计算机辅助分析。每章的开始都有本章所讨论的内容提要、重点和难点的说明,在一些传统内容的讲述上有独到之处。

《电路分析基础》适合后续课程开设“信号与系统”的电路、电子信息科学与技术、通信、计算机、自动化等电子与电气高等学校理工科信息类专业师生。可作为高等学校理工科电气信息类专业的教材,也可供有关学科的工程技术人员参考。

《电磁波的奥秘:从麦克斯韦方程组到现代通信》 内容简介: 本书并非一部陈述基础电路理论的入门读物,而是将读者引领至一个更广阔、更深邃的物理世界——电磁波的奇妙领域。我们将一同探寻支配电磁现象的普适性法则,理解信息如何在无形的波动中跨越时空,以及这些基本原理如何支撑起我们如今高度互联的现代社会。 第一章:电磁场的源头——电荷与电流的舞蹈 我们将从最基本的概念——电荷——出发,深入理解其性质、分布以及电荷之间的相互作用(库仑定律)。接着,我们将探讨宏观尺度下电荷的运动所形成的电流,以及电流的各种形态(直流、交流、位移电流)。本章将重点解析这些微观和宏观的电荷运动如何成为产生和传播电磁波的根本动力。我们将详细介绍电场和磁场的概念,并揭示它们之间是如何相互关联、相互激发的。通过对高斯定律、安培环路定律、法第电磁感应定律以及安培-麦克斯韦定律的深入剖析,我们将为理解麦克斯韦方程组的精髓奠定坚实的基础。我们会通过丰富的物理图像和直观的类比,帮助读者理解电场线、磁感线,以及它们在描述电磁场强度和方向上的作用。此外,本章还将触及一些经典的电荷分布问题,例如点电荷、线电荷、面电荷和体电荷,并介绍如何计算它们产生的电场。对于电流,我们将探讨欧姆定律在不同尺度下的适用性,以及电阻、电导等概念。 第二章:麦克斯韦方程组——统一的电磁语言 本章是本书的核心,我们将逐一解析麦克斯韦四条基本方程组的物理意义。我们将阐述高斯定律如何描述电荷与电场的关系,法第电磁感应定律如何揭示变化的磁场如何产生电场,安培-麦克斯韦定律如何阐明电流和变化的电场如何产生磁场,以及高斯磁定律为何表明磁单极子的不存在。我们会详细解释方程组中各项的物理含义,例如散度和旋度在描述场量分布和变化上的作用。我们将强调,正是麦克斯韦方程组预言了电磁波的存在,并赋予了它们传播的动力。为了更好地理解,我们会将方程组以积分形式和微分形式呈现,并解释它们在不同分析场景下的优势。我们将探讨位移电流这一革命性的概念,以及它在填补安培环路定律空白、促成电磁波预言中的关键作用。此外,本章还会介绍一些重要的概念,如电势能、磁矢量势,以及它们与电场、磁场之间的关系,为后续章节的深入探讨做准备。 第三章:电磁波的产生与传播——宇宙间的信使 基于麦克斯韦方程组,本章将深入探讨电磁波的产生机制。我们将分析时变电场和时变磁场如何相互激发,从而形成能够独立于源头传播的电磁波。我们将详细推导平面电磁波的波动方程,并揭示电磁波的横波特性,即电场和磁场的振动方向垂直于传播方向。我们将深入理解电磁波的传播速度,即光速,并探讨其在不同介质中的变化。本章还将引入电磁波的波长、频率、振幅、相位等关键参数,并阐述它们之间的关系(c = λf)。我们将通过对各种电磁波源的分析,例如振荡电荷、偶极子辐射,来理解不同波源产生电磁波的特性。我们会详细讨论电磁波在真空中的传播,以及它在均匀介质、非均匀介质中的行为,例如反射、折射、衍射等现象。此外,本章还将初步介绍电磁波的能量密度和动量,为理解电磁波的能量传输奠定基础。 第四章:电磁波的性质与行为——光谱的缤纷世界 电磁波并非单一的存在,而是以广泛的频谱形式展现在我们面前。本章将带领读者穿越电磁波谱,从低频的无线电波到高频的伽马射线,逐一了解不同波段的特性和应用。我们将讨论无线电波在通信领域的广泛应用,微波在雷达和加热中的作用,红外线在热成像和遥控中的价值,可见光与人类视觉和色彩的关系,紫外线在消毒和医学治疗中的应用,X射线在医学成像和材料分析中的重要性,以及伽马射线在天体物理学和医学放疗中的独特贡献。我们将深入分析这些不同波段的能量、穿透能力以及与物质的相互作用方式。本章还将探讨电磁波的偏振现象,理解线偏振、圆偏振和椭圆偏振的形成与检测,以及它们在光学器件和通信技术中的应用。我们会讨论电磁波在传播过程中可能发生的干涉和衍射现象,并解释这些现象如何帮助我们理解波的本质。 第五章:电磁波的能量与动量——宇宙能量的载体 电磁波不仅仅是信息的载体,更是能量和动量的传输者。本章将深入探讨电磁波的能量密度和能流密度(坡印廷矢量),理解电磁场如何储存和传输能量。我们将详细推导坡印廷矢量,并解释它如何指示电磁波的传播方向和能量流。我们将分析不同电磁波源向外辐射的功率,并理解能量守恒在电磁波传播中的体现。此外,本章还将介绍电磁波的动量,以及光压现象,解释为何光线能够对物体施加力。我们将通过对激光、太阳辐射等实际应用的分析,来直观地理解电磁波的能量传输和动量传递效应。我们会探讨电磁波与物质相互作用时能量的吸收、反射和透射过程,并分析这些过程对物质性质的影响。 第六章:现代通信与电磁波——连接世界的无形纽带 本章将聚焦电磁波在现代社会中扮演的核心角色,特别是其在信息通信领域的颠覆性应用。我们将从无线电通信的基本原理出发,介绍信号的调制、解调过程,以及天线在电磁波发射和接收中的作用。我们将探讨调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)等不同的调制技术,并分析它们的优缺点。我们将深入了解手机通信、Wi-Fi、蓝牙等现代无线通信技术背后的电磁波原理。本章还将触及光纤通信,虽然信息通过光信号传输,但光本身就是一种电磁波,其传输原理也与电磁波的传播息息相关。我们将介绍电磁波在卫星通信、雷达探测、导航系统等领域的关键作用。我们将从宏观视角审视电磁波如何改变了人类的生活方式,实现了全球范围内的即时通信和信息共享。 第七章:电磁波与物质的相互作用——物质世界的揭示者 电磁波与物质的相互作用是理解物质结构和性质的关键。本章将详细阐述电磁波在与物质发生相互作用时产生的各种现象,例如吸收、散射、透射、反射、折射等。我们将分析不同频率的电磁波与物质的相互作用模式,例如可见光与颜色、X射线与材料密度、微波与水分子的作用。我们将探讨共振吸收、荧光、磷光等现象,并介绍它们在光谱分析、材料表征等领域的应用。本章还将介绍电磁波在光学成像(如显微镜、望远镜)中的原理,以及其在医学诊断(如CT、MRI)中的重要性。我们会从原子和分子的尺度,理解电磁波如何与物质中的电子云、原子核发生能量交换。 第八章:电磁兼容性(EMC)与电磁屏蔽——和谐共存的保障 随着现代电子设备的日益普及,电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)问题变得越来越重要。本章将探讨电磁波的非期望传播可能带来的问题,例如设备之间的相互干扰,以及如何采取措施解决这些问题。我们将介绍电磁屏蔽的原理和方法,包括屏蔽材料的选择、结构的优化以及接地技术。我们将分析电磁辐射的源头,以及其对敏感设备的影响。本章还将介绍电磁兼容设计的原则,以及如何从设计源头避免或减少电磁干扰。我们将讨论相关标准和测试方法,以及如何评估和保证电子产品的电磁兼容性。 结论:电磁波的未来展望 本书的最后一章将展望电磁波在未来科技发展中的潜在应用和挑战。我们将探讨量子通信、超材料、太赫兹技术等前沿领域,以及它们可能带来的革命性变化。我们将反思电磁波在推动人类文明进步中所扮演的角色,并对其未来的发展充满期待。 《电磁波的奥秘:从麦克斯韦方程组到现代通信》将为读者提供一个关于电磁波的全面、深入的认识。通过对基本原理的讲解、理论推导的展示以及应用案例的分析,本书旨在激发读者对物理学的兴趣,并理解电磁波这一强大而普遍的自然现象是如何塑造了我们所处的现代世界。本书内容聚焦于电磁波的产生、传播、性质、与物质的相互作用及其在现代技术中的应用,避免了对基础电路知识的冗述,将读者带入一个更广阔的物理图景。

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坦白讲,我希望找到一本能够帮助我巩固所学知识并为后续高级课程做铺垫的书籍,而《电路分析基础》在这一点上做得非常出色,它的内容深度把握得恰到好处,既保证了基础的覆盖面,又巧妙地埋下了进入更深层次理论学习的“伏笔”。例如,在处理三相电路时,作者没有止步于星形和三角形接法的基本计算,而是深入探讨了不平衡三相负载下的线电流与相电流关系,并简要提及了对称分量法的必要性。这种“点到为止,引人入胜”的处理方式,让人在学完基础后,心中会自然而然地生出“接下来会是什么?”的好奇心。对于我这种需要备考专业资格考试的人来说,书后附带的那些难度适中的综合习题,简直是检验学习成果的利器,它们不像某些习题那样过于偏怪,而是非常贴合实际工程应用场景,能够真正锻炼解决实际问题的能力。我感觉这本书更像是一位经验丰富的老教授,知道你什么阶段该学什么,并且总能在关键时刻为你指明前方的方向。

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这本书的排版和视觉呈现,在众多理工科教材中绝对算得上是一股清流。很多教材为了塞进更多的内容,往往牺牲了阅读体验,版面设计得密密麻麻,图表也显得杂乱无章。然而,《电路分析基础》的编排设计显然经过了深思熟虑。大段的文字论述部分采用了恰到好处的行距和字号,阅读起来眼睛非常舒服,长时间研读也不会感到疲劳。最让我印象深刻的是那些电路图和波形图,线条清晰、标注明确,关键节点的电压、电流方向都用醒目的颜色区分开来,简直是一目了然。举个例子,它在讲解暂态响应时,对于电容充放电的曲线绘制和公式推导,图示配合得天衣无缝,你甚至可以“看到”能量在电路元件间的流动和积蓄过程。这种对细节的极致追求,体现了出版方对知识传递质量的尊重。这不仅仅是一本工具书,它更像是一份精心准备的视觉讲义,极大地降低了初学者对复杂图形的心理门槛。

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这本书给我最大的启发,在于它对于电路分析的“思维模式”的塑造,而非仅仅是技能的传授。在学习过程中,我发现作者经常穿插一些关于“为什么选择这种方法而非那种方法”的讨论。比如,在计算复杂的线性电路时,作者会对比节点电压法、网孔电流法以及图论方法的优劣和适用场景。这种方法论层面的探讨,极大地拓宽了我的视野,让我明白在面对一个全新电路时,首先要做的不是埋头计算,而是“审视”电路的拓扑结构,选择最高效的分析工具。这种高屋建瓴的视角,是我在许多其他教材中极少看到的。它教会了我,电路分析本质上是一种建模和简化问题的艺术,而不是一道纯粹的数学题。这种对思维过程的强调,使得这本书的价值远远超越了单纯的教材范畴,它更像是一部关于如何进行结构化、系统化工程思考的入门指南。

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老实说,我拿到这本《电路分析基础》的时候,内心是持保留态度的,毕竟市面上同类型的教材汗牛充栋,大多都逃脱不了“为难学生”的命运。但这本书的独特之处在于它对“分析”这一核心概念的深度挖掘。它不仅仅教你如何应用欧姆定律或戴维南定理,更重要的是培养你形成一种系统性的、多角度的分析思维。我尤其欣赏作者在处理交流稳态分析部分时所采用的相量法讲解,那段文字的组织结构堪称教科书级别的典范。它首先回顾了正弦量的本质,然后自然而然地过渡到复数表示,每一步的逻辑衔接都如同行云流水般顺畅,几乎没有给我留下需要停下来反复揣摩的滞涩点。书中对功率因数校正的讨论也极其到位,没有陷入纯粹的数学计算泥潭,而是紧密结合了实际电网运行中的效率问题,这种理论与实践的紧密结合,极大地提升了学习的价值感。每次合上书本,我都会有一种强烈的预感:我不仅学会了计算,我更学会了如何像一个真正的工程师那样去审视和拆解一个复杂的电路问题。

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这本《电路分析基础》简直是为我这种电子工程领域的新手量身定制的。我记得我刚开始接触电路理论的时候,那些密密麻麻的公式和抽象的概念简直让我望而却步,感觉自己像是掉进了一个由电阻、电容和电感组成的迷宫里出不来。然而,这本书的叙述方式却异常清晰流畅,它没有上来就抛出一大堆复杂的数学推导,而是循序渐进地构建起对电路现象的直观理解。比如,作者在讲解基尔霍夫定律时,并没有仅仅停留在公式的罗列上,而是通过一些非常生动的日常生活中的类比,比如水流的守恒,让我一下子就抓住了核心思想。更让我惊喜的是,书中的例题设计得非常巧妙,每一步的解析都详尽入微,不仅告诉你“是什么”,更重要的是解释了“为什么会是这样”。读完每一章,我都能清晰地感觉到自己的知识体系在稳步搭建,不再是零散的知识点堆砌,而是形成了一个坚实的整体框架。对于那些渴望真正理解电路底层逻辑,而不是仅仅停留在套公式解题层面的学习者来说,这本书绝对是一个宝贵的向导。它成功地将一门被认为枯燥的学科,变得既严谨又充满趣味性,让我在学习的过程中充满了探索的乐趣和成就感。

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