电路基础与仿真实验-图书-人邮教育社区

内容摘要

　　本书是全国高等职业教育 “十一五” 国家级规划教材。
　　全书共11章，主要内容包括电路的基本概念与定律，直流电路分析，正弦交流电路的基本概念与分析，互感耦合电路，三相交流电路，非正弦周期信号电路，线性动态电路分析等，另有二端口网络和非线性电阻电路可根据不同专业的需要作为选修内容。各章含有内容提要、本章小结和习题。
　　全书按照理论联系实际，注重“讲、学、做”统一的原则编写，书中各章内容配有相应的计算机仿真实验，书后还提供了10多个实际操作实验。在学习过程中，将电路的理论知识与仿真实验和操作实验结合起来，可使学生加深对电路基本概念、基本定律和电路分析方法的理解，增强学生应用计算机分析电路的能力以及实践操作能力，为学生学好后续电类专业课程打下坚实的基础。
　　本书内容深入浅出、通俗易懂，全书叙述重点突出、概念清楚，可作为高职高专院校电子信息类和电子、电气类各专业的教材，也可供相关电类工程技术人员参考使用。

目　录

第 1章　电路的基本概念和定律　1
1.1　电路和电路图　1
1.1.1　电路　1
1.1.2　电路图　2
1.2　电路的基本物理量　3
1.2.1　电流　3
1.2.2　电压　4
1.2.3　电功率　6
1.3　欧姆定律与电阻元件　6
1.3.1　欧姆定律　6
1.3.2　电阻元件　7
1.4　基尔霍夫定律　8
1.4.1　基尔霍夫电流定律　9
1.4.2　基尔霍夫电压定律　9
1.5　独立电源　10
1.5.1　独立电压源　10
1.5.2　电流源　12
1.5.3　负载获得**大功率的条件　13
1.6　受控电源　13
1.6.1　受控电源　13
1.6.2　受控电源的类型　13
本章小结　14
习题　15
仿真实验 1　直流电路的电位、电压测量　16
仿真实验 2　基尔霍夫定律的验证　19
仿真实验 3　功率的测量实验　20

第 2章　直流电路的分析　22
2.1　电阻的串并联等效变换　22
2.1.1　电阻的串联电路　22
2.1.2　电阻的并联电路　23
2.1.3　电阻的混联电路　25
2.2　电阻Y－△网络的等效变换　26
2.2.1　电阻的Y形连接和△形连接　26
2.2.2　电阻的Y形网络和△形网络的等效变换　27
2.3　电压源与电流源的等效变换　28
2.3.1　实际电源的模型与等效变换　28
2.3.2　有源支路的简化　29
2.4　支路电流分析法　31
2.4.1　分析线性电路的一般方法　31
2.4.2　支路电流分析法　31
2.4.3　支路电流法的解题步骤　33
2.5　网孔电流分析法　33
2.5.1　网孔电流　33
2.5.2　网孔电流分析法　33
2.5.3　网孔电流分析法的解题步骤　35
2.5.4　含有理想电流源电路的网孔方程　35
*2.5.5　回路电流分析法　36
2.6　节点电压分析法　36
2.6.1　节点电压　37
2.6.2　节点电压分析法　37
2.6.3　节点电压分析法的解题步骤　38
2.6.4　含有理想电压源电路的节点方程　39
*2.6.5　弥尔曼定理　40
2.7　叠加定理与替代定理　40
2.7.1　叠加定理　41
*2.7.2　齐性定理　42
*2.7.3　替代定理　43
2.8　戴维南定理与诺顿定理　44
2.8.1　二端网络　44
2.8.2　戴维南定理　44
*2.8.3　诺顿定理　46
2.9　含受控源电路的分析　47
2.9.1　受控电源的控制特性　47
2.9.2　含有受控电源电路的分析方法　48
本章小结　50
习题　52
仿真实验 1　实际电压源与实际电流源的等效变换　55
仿真实验 2　直流电路节点电压与支路电流分析　57
仿真实验 3　叠加定理的验证　59
仿真实验 4　戴维南定理的验证　60

第3章　正弦交流电路的基本概念　62
3.1　正弦交流电的电流和电压　62
3.2　正弦量的三要素　62
3.2.1　振幅值与有效值　62
3.2.2　正弦量的相位、角频率与周期　63
3.2.3　正弦量的相位差　64
3.3　正弦交流电阻电路　65
3.3.1　电阻元件上电压与电流的关系　65
3.3.2　电阻元件的功率　65
3.4　正弦交流电感电路　66
3.4.1　电感元件　66
3.4.2　正弦交流电感电路　67
3.5　正弦交流电容电路　68
3.5.1　电容元件　68
3.5.2　正弦交流电容电路　70
本章小结　71
习题　72
仿真实验　正弦交流信号的测量　72

第4章　正弦交流电路的分析　75
4.1　相量法　75
4.1.1　复数概述　75
4.1.2　正弦量的复数表示法　77
4.1.3　复数形式的欧姆定律与基尔霍夫定律　78
4.2　阻抗和导纳　80
4.2.1　阻抗　80
4.2.2　导纳　81
4.3　RLC串联电路　82
4.3.1　RL串联电路　82
4.3.2　RC串联电路　82
4.3.3　RLC串联电路　82
4.4　RLC并联电路　83
4.4.1　RL并联电路　83
4.4.2　RC并联电路　84
4.4.3　RLC并联电路　84
4.5　正弦交流电路的相量图求解法　85
4.5.1　用相量图分析正弦交流电路的主要依据　85
4.5.2　用相量图求解正弦交流电路的方法　85
4.6　复杂正弦交流电路　86
4.6.1　阻抗与导纳的等效互换　87
4.6.2　阻抗串并联电路的计算　88
*4.6.3　复杂电路的计算　89
4.7　正弦电路中的功率　90
4.7.1　瞬时功率　90
4.7.2　有功功率　90
4.7.3　无功功率　91
4.7.4　视在功率　91
4.7.5　复功率　91
4.7.6　功率因数的提高　92
4.8　串联谐振电路　93
4.8.1　谐振现象与谐振条件　93
4.8.2　串联谐振时电路的特点　94
4.8.3　串联谐振电路的品质因数　94
4.9　并联谐振电路　95
4.9.1　谐振条件　95
4.9.2　并联谐振时电路的特点　96
4.9.3　并联谐振电路的品质因数　96
4.9.4　电感线圈与电容器并联谐振电路　98
本章小结　98
习题　100
仿真实验 1　正弦交流串联电路实验　102
仿真实验 2　正弦交流并联电路实验　105
仿真实验 3　功率与功率因数的提高实验　106
仿真实验 4　RLC串联谐振和并联谐振电路实验　109

第5章　互感耦合电路　113
5.1　互感　113
5.1.1　互感电压　113
5.1.2　互感系数与耦合系数　114
5.1.3　互感线圈的同名端　114
5.1.4　互感的等效受控电源电路　116
5.2　互感电路的计算　116
5.2.1　互感串联电路　116
5.2.2　互感并联电路　117
5.2.3　互感消去法　118
5.3　变压器电路　120
*5.3.1　空心变压器　120
5.3.2　理想变压器　121
本章小结　123
习题　124
仿真实验 1　互感耦合电路的测量实验　125
仿真实验 2　理想变压器的测量实验　128

第6章　三相正弦交流电路　130
6.1　三相电源　130
6.1.1　三相电源的产生　130
6.1.2　三相电源的Y、△形连接　131
6.2　三相负载　132
6.2.1　三相负载的Y形连接　132
6.2.2　三相负载的△形连接　134
6.3　对称三相电路的计算　135
*6.4　不对称三相电路的计算　136
6.5　三相电路的功率　139
6.5.1　三相电路的有功功率　139
6.5.2　三相电路的无功功率　139
6.5.3　三相电路的视在功率　139
6.5.4　三相负载的功率因数　140
本章小结　141
习题　141
仿真实验 1　三相交流电路负载星形连接实验　142
仿真实验 2　三相交流电路负载三角形连接实验　143

第7章　非正弦周期电路　145
7.1　非正弦周期信号的基本概念　145
7.1.1　非正弦周期信号　145
7.1.2　非正弦周期信号的产生　145
7.2　非正弦周期信号的谐波分析　146
7.2.1　非正弦周期信号的傅里叶分解　146
7.2.2　几种对称的周期函数信号　149
7.3　有效值、平均值和平均功率　151
7.3.1　有效值　151
7.3.2　平均值　152
7.3.3　平均功率　153
7.4　非正弦周期电路的计算　154
*7.5　滤波器　157
7.5.1　低通滤波器　157
7.5.2　高通滤波器　158
7.5.3　带通滤波器　159
7.5.4　带阻滤波器　159
本章小结　159
习题　160
仿真实验　非正弦周期信号傅里叶分析仿真实验　162

第8章　线性动态电路的分析　166
8.1　换路定律　166
8.1.1　过渡过程的概念　166
8.1.2　换路定律　167
8.1.3　电压、电流初始值的计算　168
8.2　RC电路的动态分析　169
8.2.1　RC电路的全响应　169
8.2.2　RC电路的零输入响应　170
8.2.3　RC电路的零状态响应　171
8.2.4　微分电路和积分电路　171
8.3　RL电路的动态分析　173
8.3.1　RL电路的全响应　173
8.3.2　RL电路的零输入响应　174
8.3.3　RL电路的零状态响应　174
8.4　一阶动态电路的三要素法　176
8.5　RLC串联电路的动态分析　178
8.6　动态电路的运算法　180
8.6.1　拉普拉斯正变换与反变换　180
8.6.2　线性电路的复频域模型　180
8.6.3　动态电路的运算法　182
本章小结　182
习题　183
仿真实验 1　一阶RC电路充放电特性测量　185
仿真实验 2　微分电路和积分电路仿真实验　187
仿真实验 3　LC阻尼振荡电路仿真实验　189

第9章　二端口网络　192
9.1　二端口网络　192
9.2　二端口网络的方程和参数　193
9.2.1　导纳参数方程　193
9.2.2　阻抗参数方程　194
9.2.3　传输参数方程　195
9.2.4　混合参数方程　196
9.3　无源二端口网络的等效电路　197
9.3.1　T形等效电路　198
9.3.2　π形等效电路　198
本章小结　200
习题　200
仿真实验　二端口网络参数的测量　201

第 10章　非线性电阻电路　203
10.1　非线性电阻元件　203
10.1.1　非线性电阻的分类　203
10.1.2　非线性电阻的电阻值　204
10.2　非线性电阻电路的图解法　204
10.2.1　非线性电阻的串联　204
10.2.2　非线性电阻的并联　205
10.2.3　简单非线性电路的图解分析法　206
10.3　非线性电路的解析法　207
本章小结　208
习题　208

*第 11章　电路实验指导　209
11.1　电路基础实验教学要求　209
11.2　实验　211

附录　ZH-12型通用电学实验台功能介绍　233
参考文献　235