前言

绪论………………………………………………… 1

第1 章　电路模型和电路定律……………… 7

　1. 1　实际电路和电路模型……………………… 7

　　1. 1. 1　实际电路……………………………… 7

　　1. 1. 2　电路模型……………………………… 8

　1. 2　电流、电压及其参考方向……………… 10

　　1. 2. 1　电流………………………………… 10

　　1. 2. 2　电位、电压和电动势……………… 11

　1. 3　电能和电功率…………………………… 14

　　1. 3. 1　电能………………………………… 15

　　1. 3. 2　电功率……………………………… 15

　1. 4　电阻元件………………………………… 17

　1. 5　独立电源 ………………………………… 19

　　1. 5. 1　电压源……………………………… 20

　　1. 5. 2　电流源……………………………… 21

　1. 6　受控电源………………………………… 22

　　1. 6. 1　受控源……………………………… 22

　　1. 6. 2　受控源的注意事项………………… 23

1. 7　基尔霍夫定律…………………………… 24

　　1. 7. 1　几个有关的常用电路术语………… 25

　　1. 7. 2　基尔霍夫电流定律………………… 25

　　1. 7. 3　基尔霍夫电压定律………………… 26

　1. 8　应用案例………………………………… 28

　本章小结………………………………………… 28

　自测题…………………………………………… 30

　习题……………………………………………… 31

第2 章　电阻电路的等效变换……………… 33

　2. 1　电路的等效变换………………………… 33

　　2. 1. 1　电阻电路简介……………………… 33

　　2. 1. 2　电路的等效变换…………………… 33

　2. 2　电阻的等效变换………………………… 35

　　2. 2. 1　电阻的串联………………………… 35

　　2. 2. 2　电阻的并联………………………… 35

　　2. 2. 3　电阻的-△等效变换……………… 37

　2. 3　独立源的等效变换……………………… 41

　　2. 3. 1　电压源的串联和并联……………… 41

　　2. 3. 2　电流源的串联和并联……………… 41

2. 3. 3　实际电源的两种模型及其等效变换………………………………… 41

　2. 4　含受控源一端口网络的等效…………… 44

　　2. 4. 1　受控源的串、并联及等效变换…… 45

　　2. 4. 2　输入电阻…………………………… 45

　2. 5　应用案例………………………………… 47

　本章小结………………………………………… 48

　自测题…………………………………………… 49

　习题……………………………………………… 50

第3 章　电阻电路的一般分析……………… 53

　3. 1　电路的拓扑图及电路方程的独立性…… 53

　　3. 1. 1　网络图论的初步知识……………… 53

　　3. 1. 2　KCL、KVL 的独立方程数………… 55

　3. 2　2b 法和支路法…………………………… 56

　　3. 2. 1　2b 法………………………………… 56

　　3. 2. 2　支路电流法………………………… 57

　　3. 2. 3　支路电压法………………………… 58

　3. 3　网孔电流法……………………………… 59

　　3. 3. 1　基本的网孔电流法………………… 59

　　3. 3. 2　特殊的网孔电流法………………… 60

　3. 4　回路电流法……………………………… 62

　　3. 4. 1　基本的回路电流法………………… 62

　　3. 4. 2　特殊的回路电流法………………… 63

　3. 5　节点电压法……………………………… 64

　　3. 5. 1　基本的节点电压法………………… 65

　　3. 5. 2　特殊的节点电压法………………… 67

　3. 6　应用案例………………………………… 69

　本章小结………………………………………… 70

　自测题…………………………………………… 71

　习题……………………………………………… 72

第4 章　电路定理…………………………… 75

　4. 1　叠加定理………………………………… 75

　　4. 1. 1　叠加定理的简介…………………… 75

　　4. 1. 2　齐性定理的简介…………………… 78

　4. 2　替代定理………………………………… 79

　　4. 2. 1　替代定理的简介…………………… 79

　　4. 2. 2　注意事项…………………………… 80

　　4. 2. 3　应用举例…………………………… 80

4. 3　戴维宁定理和诺顿定理………………… 82

　　4. 3. 1　 戴维宁定理和诺顿定理的简介…… 82

　　4. 3. 2　定理的证明………………………… 82

　　4. 3. 3　定理的应用………………………… 83

　4. 4　最大功率传输定理……………………… 87

　4. 5　特勒根定理……………………………… 89

　　4. 5. 1　特勒根定理的简介………………… 89

　　4. 5. 2　定理的验证………………………… 90

　4. 6　互易定理………………………………… 91

　4. 7　对偶原理………………………………… 93

　4. 8　应用案例………………………………… 95

　本章小结………………………………………… 97

　自测题…………………………………………… 98

　习题……………………………………………… 99

第5 章　一阶电路…………………………… 103

　5. 1　动态元件………………………………… 103

　　5. 1. 1　电容元件…………………………… 103

　　5. 1. 2　电感元件…………………………… 106

　5. 2　动态电路的方程及其初始条件………… 109

　　5. 2. 1　动态电路的方程…………………… 109

　　5. 2. 2　动态电路的初始条件……………… 111

　5. 3　一阶电路的零输入响应………………… 113

　　5. 3. 1　一阶RC 电路的零输入响应……… 114

　　5. 3. 2　一阶RL 电路的零输入响应……… 116

　5. 4　一阶电路的零状态响应………………… 118

　　5. 4. 1　一阶RC 电路的零状态响应……… 118

　　5. 4. 2　一阶RL 电路的零状态响应……… 119

　5. 5　一阶电路的全响应……………………… 121

　　5. 5. 1　一阶RC 电路的全响应…………… 121

　　5. 5. 2　一阶RL 电路的全响应…………… 121

　　5. 5. 3　直流一阶电路的三要素法………… 122

　5. 6　一阶电路的阶跃响应和冲激响应……… 125

　　5. 6. 1　一阶电路的阶跃响应……………… 125

　　5. 6. 2　一阶电路的冲激响应……………… 128

　5. 7　应用案例………………………………… 133

　　5. 7. 1　微分与积分电路…………………… 133

　　5. 7. 2　汽车点火电路……………………… 134

　本章小结……………………………………… 135

　自测题………………………………………… 137

　习题…………………………………………… 138

第6 章　相量法……………………………… 141

　6. 1　正弦交流电的基本概念………………… 141

　　6. 1. 1　正弦交流电的优越性……………… 141

　　6. 1. 2　正弦量的三要素…………………… 142

　6. 2　正弦量的相量表示法…………………… 146

　　6. 2. 1　复数表示法及运算法则…………… 146

　　6. 2. 2　相量表示法………………………… 147

6. 2. 3　正弦量运算的相量形式…………… 149

　6. 3　电路定律的相量形式…………………… 151

　　6. 3. 1　电路基本元件的相量形式………… 151

　　6. 3. 2　基尔霍夫定律的相量形式………… 155

　6. 4　应用案例………………………………… 156

　本章小结……………………………………… 156

　自测题………………………………………… 158

　习题…………………………………………… 159

第7 章　正弦稳态电路的分析…………… 161

　7. 1　阻抗和导纳……………………………… 161

　　7. 1. 1　阻抗和导纳的定义………………… 161

　　7. 1. 2　阻抗、导纳串联与并联及其等效互换………………………………… 166

　7. 2　正弦稳态电路的分析…………………… 167

　7. 3　正弦稳态电路的功率…………………… 171

　　7. 3. 1　瞬时功率…………………………… 171

　　7. 3. 2　平均功率(有功功率) …………… 172

　　7. 3. 3　无功功率…………………………… 172

　　7. 3. 4　视在功率…………………………… 173

　　7. 3. 5　复功率……………………………… 174

　7. 4　功率因数及其提高……………………… 175

　　7. 4. 1　功率因数的定义…………………… 175

　　7. 4. 2　感性和容性负载的功率因数……… 175

　　7. 4. 3　提高功率因数的意义……………… 175

　　7. 4. 4　提高功率因数的措施……………… 176

　7. 5　最大功率传输…………………………… 178

　7. 6　串、并联谐振…………………………… 179

　　7. 6. 1　串联谐振…………………………… 179

　　7. 6. 2　并联谐振…………………………… 181

　7. 7　应用案例………………………………… 183

　本章小结……………………………………… 184

　自测题………………………………………… 186

　习题…………………………………………… 188

第8 章　三相电路…………………………… 191

　8. 1　三相电路………………………………… 191

　　8. 1. 1　三相电源…………………………… 191

　　8. 1. 2　三相电路的连接…………………… 193

　8. 2　对称三相电路的计算…………………… 195

　　8. 2. 1　对称三相电路的计算方法………… 195

　　8. 2. 2　应用举例…………………………… 196

　8. 3　不对称三相电路的概念………………… 197

　　8. 3. 1　负载不对称三相电路……………… 198

　　8. 3. 2　对称三相电路发生断线、短路…… 199

　　8. 3. 3　相序指示器………………………… 201

　8. 4　三相电路的功率及测量………………… 202

　　8. 4. 1　三相电路功率的计算……………… 202

　　8. 4. 2　三相电路功率的测量……………… 204

8. 5　应用案例………………………………… 207

　　8. 5. 1　电流对人体的作用………………… 207

　　8. 5. 2　防止触电的技术措施……………… 207

　本章小结……………………………………… 208

　自测题………………………………………… 209

　习题…………………………………………… 211

第9 章　含有耦合电感的电路…………… 212

　9. 1　耦合电感………………………………… 212

　　9. 1. 1　耦合现象…………………………… 212

　　9. 1. 2　耦合电感的伏安关系……………… 214

　9. 2　含有耦合电感电路的计算……………… 216

　　9. 2. 1　耦合电感的串联…………………… 217

　　9. 2. 2　耦合电感的并联…………………… 218

　　9. 2. 3　去耦等效电路……………………… 219

　9. 3　空心变压器……………………………… 220

　　9. 3. 1　空心变压器的电路模型…………… 221

　　9. 3. 2　空心变压器的等效电路…………… 222

　9. 4　理想变压器……………………………… 223

　　9. 4. 1　理想变压器的三个理想化条件…… 223

　　9. 4. 2　理想变压器的主要性能…………… 224

　9. 5　应用案例………………………………… 227

　本章小结……………………………………… 228

　自测题………………………………………… 228

　习题…………………………………………… 229

第10 章　非正弦周期电流电路………… 231

　10. 1　非正弦周期信号……………………… 231

　　10. 1. 1　产生非正弦周期电压和电流的原因……………………………… 231

　　10. 1. 2　谐波分析法……………………… 232

　10. 2　非正弦周期函数分解为傅里叶级数… 233

　　10. 2. 1　非正弦周期函数的傅里叶级数… 233

　　10. 2. 2　非正弦周期函数的频谱………… 237

　10. 3　有效值、平均值和平均功率………… 238

　　10. 3. 1　非正弦周期函数的有效值……… 238

　　10. 3. 2　非正弦周期函数的平均值……… 239

　　10. 3. 3　非正弦周期电流与电压的测量… 239

　　10. 3. 4　非正弦周期函数的平均功率…… 240

　　10. 3. 5　非正弦周期函数的视在功率…… 241

　10. 4　非正弦周期电流电路的计算………… 242

　10. 5　应用案例……………………………… 244

　　10. 5. 1　滤波器…………………………… 244

　　10. 5. 2　频谱分析仪……………………… 245

　本章小结……………………………………… 246

　自测题………………………………………… 246

　习题…………………………………………… 247

第11 章　拉普拉斯变换…………………… 249

　11. 1　拉普拉斯变换及其基本性质………… 249

11. 1. 1　拉普拉斯变换的定义…………… 249

　　11. 1. 2　拉普拉斯变换的基本性质……… 250

　11. 2　拉普拉斯反变换……………………… 253

　　11. 2. 1　求拉普拉斯反变换的方法……… 253

　　11. 2. 2　部分分式展开法………………… 254

　11. 3　运算电路……………………………… 258

　　11. 3. 1　基尔霍夫定律的运算形式……… 258

　　11. 3. 2　电路元件电压、电流关系的运算形式………………………… 258

　　11. 3. 3　运算电路模型…………………… 260

　11. 4　应用拉普拉斯变换法分析线性电路… 261

　　11. 4. 1　运算法和相量法的比较………… 261

　　11. 4. 2　运算法的应用…………………… 261

　11. 5　应用案例……………………………… 265

　本章小结……………………………………… 266

　自测题………………………………………… 268

　习题…………………………………………… 268

第12 章　网络函数………………………… 270

　12. 1　网络函数……………………………… 270

　　12. 1. 1　网络函数的定义及分类………… 270

　　12. 1. 2　网络函数的性质………………… 272

　12. 2　网络函数的零点和极点……………… 274

　　12. 2. 1　零点、极点的定义……………… 274

　　12. 2. 2　零点、极点分布图……………… 274

　12. 3　零点、极点与冲激响应……………… 275

　　12. 3. 1　零点、极点与冲激响应的关系… 275

　　12. 3. 2　网络函数的零点、极点与系统稳定性之间的关系……………… 276

　12. 4　零点、极点与频率响应……………… 277

　12. 5　卷积…………………………………… 279

　　12. 5. 1　卷积的定义……………………… 279

　　12. 5. 2　卷积定理………………………… 279

　　12. 5. 3　卷积定理应用…………………… 279

　12. 6　应用案例……………………………… 280

　本章小结……………………………………… 281

　自测题………………………………………… 282

　习题…………………………………………… 283

第13 章　电路方程的矩阵形式………… 284

　13. 1　割集…………………………………… 284

　　13. 1. 1　割集的定义……………………… 284

　　13. 1. 2　割集的确定……………………… 285

　　13. 1. 3　基本割集………………………… 285

　13. 2　关联矩阵、割集矩阵和回路矩阵…… 286

　　13. 2. 1　关联矩阵、割集矩阵和回路矩阵的定义……………………………… 287

　　13. 2. 2　用矩阵A、Q、B 表示的基尔霍夫定律的矩阵形式………………… 289

13. 3　回路电流方程的矩阵形式…………… 293

　　13. 3. 1　复合支路………………………… 293

　　13. 3. 2　支路方程的矩阵形式…………… 293

　　13. 3. 3　回路电流方程的矩阵形式……… 295

　13. 4　节点电压方程的矩阵形式…………… 297

　　13. 4. 1　支路方程的矩阵形式…………… 297

　　13. 4. 2　节点电压方程的矩阵形式……… 298

　13. 5　割集电压方程的矩阵形式…………… 300

　13. 6　状态方程……………………………… 303

　　13. 6. 1　状态变量和状态方程…………… 303

　　13. 6. 2　状态方程的列写方法…………… 304

　13. 7　应用案例……………………………… 306

　本章小结……………………………………… 308

　自测题………………………………………… 308

　习题…………………………………………… 309

第14 章　二端口网络……………………… 311

　14. 1　二端口网络概述……………………… 311

　　14. 1. 1　一端口网络……………………… 311

　　14. 1. 2　二端口网络……………………… 312

　14. 2　二端口网络的方程和参数…………… 313

　　14. 2. 1　导纳方程和Y 参数……………… 313

　　14. 2. 2　阻抗方程和Z 参数……………… 316

　　14. 2. 3　传输方程和T 参数……………… 317

　　14. 2. 4　混合方程和H 参数……………… 320

　14. 3　二端口的等效电路…………………… 322

　　14. 3. 1　Z 参数等效电路………………… 322

　　14. 3. 2　Y 参数等效电路………………… 323

　14. 4　有载二端口网络和特性阻抗………… 324

　　14. 4. 1　有载二端口网络………………… 324

　　14. 4. 2　二端口网络的特性阻抗………… 325

　14. 5　二端口网络的连接…………………… 327

　　14. 5. 1　二端口网络的级联……………… 327

　　14. 5. 2　二端口网络的并联……………… 327

　　14. 5. 3　二端口网络的串联……………… 328

　14. 6　应用案例……………………………… 329

    14. 6. 1　回转器…………………………… 329

　　14. 6. 2　负阻抗变换器…………………… 330

　本章小结……………………………………… 331

　自测题………………………………………… 332

　习题…………………………………………… 333

第15 章　非线性电路简介………………… 335

　15. 1　非线性元件…………………………… 335

　　15. 1. 1　非线性电阻……………………… 336

　　15. 1. 2　非线性电容……………………… 339

　　15. 1. 3　非线性电感……………………… 339

　　15. 1. 4　忆阻器…………………………… 340

　15. 2　非线性电阻电路的分析……………… 342

　　15. 2. 1　解析法…………………………… 342

　　15. 2. 2　图解法(曲线相交法) ………… 343

　　15. 2. 3　小信号分析法…………………… 344

　　15. 2. 4　分段线性化法…………………… 348

　15. 3　非线性电路中的混沌现象…………… 350

　15. 4　应用案例……………………………… 352

　本章小结……………………………………… 353

　自测题………………………………………… 354

　习题…………………………………………… 354

附录　仿真软件Multisim14 在电路分析中的应用………………………… 356

　A. 1　Multisim 14 简介………………………… 356

　A. 2　Multisim 14 的操作界面………………… 357

　　A. 2. 1　基本工作界面介绍………………… 357

　　A. 2. 2　常用器件库和仪表………………… 358

　A. 3　Multisim 14 的仿真方法………………… 360

　A. 4　Multisim 14 基础仿真实例……………… 362

　A. 5　Multisim 14 设计仿真实验……………… 364

　　A. 5. 1　课内实验内容及教学基本要求…… 364

　　A. 5. 2　电路分析基础课程设计仿真实例………………………………… 364

参考文献………………………………………… 370