简明电路分析(高等院校电子信息与电气学科系列规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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钟洪声 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111471059

商品编码：29726539286

包装：平装

出版时间：2014-07-01

基本信息

书名：简明电路分析(高等院校电子信息与电气学科系列规划教材)

定价：49.00元

作者：钟洪声

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-07-01

ISBN：9787111471059

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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钟洪声、吴涛、孙利佳编著的《简明电路分析》是一本简明的电路分析教材，以简洁易懂的方式介绍电路的基本理论和分析方法。全书共分三部分，分别介绍电阻电路、动态电路和正弦稳态电路的分析方法。本书采用由简单到复杂的思路进行讲解，为了增强读者的阅读兴趣，在相应知识点中穿插了该领域的科学家故事。本书还简要介绍了利用计算机软件分析电路的实例，每章配有练习题和设计题，可满足不同读者的需要。
　　本书可作为电气与电子信息专业的电路基础课程教材，也可供技术人员阅读参考。

目录

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前言
教学建议
部分　电阻电路分析
章　电路基本约束关系
　1.1　电路与电路模型
　　1.1.1　电路模型
　　1.1.2　集总假设
　　1.1.3　导体及电阻特性
　1.2　电学主要参数
　　1.2.1　电荷
　　1.2.2　电流
　　1.2.3　电压
　　1.2.4　电功率与能量
　　1.2.5　磁场
　1.3　电源
　　1.3.1　电源简介
　　1.3.2　独立电压源
　　1.3.3　独立电流源
　1.4　电阻与电阻器
　　1.4.1　电阻器
　　1.4.2　电阻与欧姆定律
　　1.4.3　电阻的伏安关系
　　1.4.4　电位器
　　1.4.5　分压和分流公式
　　1.4.6　非线性电阻简介
　1.5　电路网络的约束关系
　　1.5.1　电路网络基本术语
　　1.5.2　基尔霍夫电流定律
　　1.5.3　基尔霍夫电压定律
　　1.5.4　功率守恒定理
　1.6　简单电路分析实例
　1.7　本章小结
　习题
第2章　单口网络
　2.1　单口网络与单口网络等效
　　2.1.1　单口网络特性
　　2.1.2　等效概念
　　2.1.3　线性单口网络的VCR
　　2.1.4　单口网络的应用
　2.2　纯电阻单口网络
　　2.2.1　纯电阻单口网络特性
　　2.2.2　纯电阻单口网络的等效电路
　　2.2.3　单口网络电路分析实例
　2.3　含源单口网络
　　2.3.1　实际电源的等效模型
　　2.3.2　线性含源单口网络特性
　　2.3.3　含源单口网络的等效与简化
　2.4　单口网络简化分析实例
　2.5　本章小结
　习题
第3章　含受控源电路分析
　3.1　受控源
　　3.1.1　受控源简介
　　3.1.2　晶体管简化参数简介
　　3.1.3　放大器简化模型
　3.2　运算放大器模型
　　3.2.1　运算放大器简介
　　3.2.2　理想运算放大器
　　3.2.3　基于运算放大器的放大电路
　　3.2.4　基于运算放大器的加法电路
　3.3　含受控源电路分析
　　3.3.1　电路分析实例
　　3.3.2　受控源功率分析
　3.4　开关模式电路
　　3.4.1　开关器件模型
　　3.4.2　信号赋值
　3.5　本章小结
　习题
第4章　电路网络分析方法
　4.1　线性方程复习
　　4.1.1　线性方程组表达
　　4.1.2　线性方程组独立性
　　4.1.3　线性方程组求解
　4.2　电路求解问题
　　4.2.1　电路方程独立性
　　4.2.2　电路方程2b法
　　4.2.3　电路方程稀疏性
　4.3　1b法
　　4.3.1　支路电流法
　　4.3.2　支路电压法
　4.4　网孔分析法
　　4.4.1　网孔电流
　　4.4.2　网孔方程规则
　　4.4.3　含电流源的网孔方程规则
　　4.4.4　含受控源的网孔方程规则
　4.5　节点分析法
　　4.5.1　节点电压
　　4.5.2　节点方程规则
　　4.5.3　含电压源的节点方程规则
　　4.5.4　含受控源的节点方程规则
　4.6　综合分析实例
　4.7　计算机辅助分析
　　4.7.1　电路分析软件
　　4.7.2　电路分析实例
　4.8　本章小结
　习题
第5章　电路基本定理
　5.1　叠加定理
　　5.1.1　线性电路定义
　　5.1.2　线性电路特性
　　5.1.3　线性特性分析实例
　　5.1.4　叠加定理分析实例
　5.2　含源单口网络等效定理
　　5.2.1　线性含源单口网络特性分析
　　5.2.2　戴维南定理
　　5.2.3　诺顿定理
　　5.2.4　含源单口网络的简化等效参数提取
　　5.2.5　分析实例
　5.3　大功率传输定理
　　5.3.1　大功率传输问题
　　5.3.2　大功率传输定理证明
　　5.3.3　简单电路功率传输问题讨论
　　5.3.4　实例分析
　5.4　替代定理
　　5.4.1　替代定理
　　5.4.2　替代定理证明
　　5.4.3　替代定理应用实例
　5.5　本章小结
　　习题
第6章　双口网络与双口元件
　6.1　双口网络电路模型
　　6.1.1　双口网络特性
　　6.1.2　双口网络电路实例
　6.2　Z参数
　　6.2.1　Z参数表达
　　6.2.2　Z参数求取
　　6.2.3　利用Z参数分析电路实例
　　6.2.4　Z参数标准模型
　6.3　Y参数
　　6.3.1　Y参数表达
　　6.3.2　Y参数求取
　　6.3.3　利用Y参数分析电路实例
　　6.3.4　Y参数标准模型
　6.4　H参数
　　6.4.1　H参数表达
　　6.4.2　H参数求取
　　6.4.3　利用H参数分析电路实例
　　6.4.4　H参数标准模型
　6.5　其他参数简介
　　6.5.1　G参数
　　6.5.2　T参数
　　6.5.3　T-1参数
　　6.5.4　双口网络参数关系
　6.6　理想变压器
　　6.6.1　变压器
　　6.6.2　理想变压器模型
　　6.6.3　含理想变压器电路分析
　　6.6.4　变压器的电阻变换特性
　　6.6.5　负载匹配问题
　　6.6.6　理想变压器双口参数表达
　6.7　综合分析实例
　6.8　本章小结
　习题
第7章　非线性电路分析简介
　7.1　简单非线性电路分析
　　7.1.1　解析法
　　7.1.2　图解法
　7.2　开关器件模型
　　7.2.1　二极管
　　7.2.2　理想二极管
　　7.2.3　开关模式实例分析
　7.3　分段线性工作模式
　7.4　本章小结
　习题
第二部分　动态电路分析
第8章　电容与电感
　8.1　电容
　　8.1.1　电容效应
　　8.1.2　电容的伏安关系
　　8.1.3　电容电压特性
　　8.1.4　电容的储能
　　8.1.5　电荷守恒
　　8.1.6　纯电容单口网络的简化
　　8.1.7　可变电容
　　8.1.8　非线性电容
　8.2　电感
　　8.2.1　电感效应
　　8.2.2　电感的伏安关系
　　8.2.3　电感储能
　　8.2.4　纯电感单口网络的简化
　　8.2.5　非线性电感
　8.3　动态电路方程
　　8.3.1　动态电路数学描述
　　8.3.2　微分方程
　　8.3.3　初始条件
　　8.3.4　初始条件的求取
　8.4　本章小结
　习题
第9章　一阶电路
　9.1　RC电路
　　9.1.1　RC放电过程描述
　　9.1.2　RC充电过程描述
　　9.1.3　时间常数
　　9.1.4　RC电路的全响应
　　9.1.5　实例分析
　9.2　RL电路
　　9.2.1　RL放电过程描述
　　9.2.2　RL充电过程描述
　　9.2.3　全响应
　9.3　三要素法
　9.4　脉冲信号的RC电路响应
　9.5　阶跃响应
　9.6　本章小结
　习题
0章　二阶电路
　10.1　RLC串联电路分析
　　10.1.1　二阶微分方程特征根问题
　　10.1.2　过阻尼情况
　　10.1.3　临界阻尼情况
　　10.1.4　阻尼情况
　　10.1.5　三种情况对比分析
　　10.1.6　RLC串联电路的全响应
　10.2　RLC并联电路分析
　10.3　LC振荡电路
　　10.3.1　无阻尼电路
　　10.3.2　LC振荡电路工作原理
　　10.3.3　固有频率
　10.4　本章小结
　习题
第三部分　正弦稳态电路分析
1章　正弦稳态电路分析
　11.1　正弦信号
　　11.1.1　正弦信号时域描述
　　11.1.2　正弦交流电的相量表示法
　　11.1.3　利用相量求微分方程特解
　11.2　阻抗
　　11.2.1　两类约束的相量形式
　　11.2.2　阻抗定义
　　11.2.3　电路相量模型
　11.3　正弦稳态电路分析
　　11.3.1　相量分析法简介
　　11.3.2　无源单口网络模型简化
　　11.3.3　简单电路分析
　　11.3.4　节点分析法和网孔分析法
　　11.3.5　含源单口网络分析
　11.4　有效值
　　11.4.1　有效值的定义
　　11.4.2　正弦信号有效值
　11.5　双频和多频信号的电路分析
　　11.5.1　正弦稳态响应的叠加
　　11.5.2　实例分析
　11.6　本章小结
　习题
2章　耦合电感
　12.1　磁路简介
　12.2　电感与耦合电感
　　12.2.1　电感元件结构与原理
　　12.2.2　耦合电感结构与原理
　　12.2.3　耦合电感的等效模型
　　12.2.4　含耦合电感电路分析
　12.3　耦合系数
　　12.3.1　耦合电感的串联
　　12.3.2　耦合电感的并联
　　12.3.3　耦合系数
　　12.3.4　实例分析
　12.4　耦合电感的等效模型
　　12.4.1　去耦等效
　　12.4.2　理想变压器模型等效
　　12.4.3　实例分析
　12.5　本章小结
　习题
3章　交流功率
　13.1　功率与功率因数
　　13.1.1　瞬时功率
　　13.1.2　平均功率
　　13.1.3　功率因数
　　13.1.4　无功功率和视在功率
　　13.1.5　实例分析
　13.2　复功率
　　13.2.1　复功率定义
　　13.2.2　复功率守恒
　　13.2.3　功率守恒实例分析
　　13.2.4　功率因数及其提高
　13.3　共轭匹配问题
　　13.3.1　大传输功率
　　13.3.2　匹配问题
　　13.3.3　阻抗变换方法
　　13.3.4　匹配电路实例分析
　13.4　非单一频率电路功率问题
　13.5　非正弦周期信号电路的平均功率
　13.6　本章小结
　习题
4章　电路网络函数与滤波器
　14.1　网络函数
　　14.1.1　正弦稳态下网络函数的基本概念
　　14.1.2　网络函数的幅频特性与相频特性
　14.2　滤波器
　　14.2.1　低通滤波器
　　14.2.2　高通滤波器
　14.3　RLC谐振电路
　　14.3.1　串联谐振电路特性
　　14.3.2　谐振频率与品质因数
　14.4　本章小结
　习题
练习题答案

作者介绍

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文摘

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序言

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现代电子世界的基石：深入理解电路的奥秘 本书并非一部简明的入门读物，而是旨在为从事电子信息与电气工程的莘莘学子及相关领域从业者，构建一套扎实而系统化的电路分析理论体系。我们深知，在瞬息万变的科技浪潮中，对电路基本原理的透彻理解，是驾驭复杂电子系统、实现创新设计的关键。因此，本书将循序渐进地引领读者，从最基本的电路元件特性出发，逐步深入到各种电路分析方法及其在实际应用中的体现。 第一部分：电路的基本概念与元件 我们将从最基础的物理量——电荷、电流、电压和功率——开始，清晰界定它们之间的关系，并引入电路分析的基石——基尔霍夫定律（KCL和KVL）。这些定律虽然看似朴素，却是分析任何复杂电路的出发点。 随后，我们将详细阐述最常见的无源电路元件： 电阻 (Resistor)：深入剖析其线性特性，理解欧姆定律在直流和交流电路中的应用。我们将讨论电阻的功率耗散、串联与并联电阻的等效计算，以及实际电阻器在不同应用场景下的选型考量，例如功率额定值、容差和温度系数。 电感 (Inductor)：揭示其存储磁场能量的特性，讲解电感与电流变化率的关系，以及在RL电路中的动态行为。本书将详细推导电感器上的电压-电流关系（v = L di/dt），并探讨串联与并联电感的等效阻抗概念。 电容 (Capacitor)：阐述其存储电场能量的特性，分析电容与电压变化率的关系，以及在RC电路中的瞬态响应。我们将深入探讨电容器上的电流-电压关系（i = C dv/dt），分析电容器在充放电过程中的行为，并说明不同介质材料对电容特性的影响。 对于这些基本元件，我们将不仅仅停留在其理想模型，还会适时引入寄生参数（如电感器的导线电阻、电容器的漏电流）的概念，帮助读者理解实际电路行为的偏差。 第二部分：直流电路分析 在掌握了基本元件和定律之后，我们将专注于直流电路的系统性分析。 节点电压法与网孔电流法：这两种方法是解决复杂直流电路的有力工具。本书将详细讲解每一步的推导过程，并通过大量实例，演示如何运用这些方法求解电路中的未知电压和电流。我们将强调如何建立节点电压方程和网孔电流方程，并介绍使用矩阵方法求解线性方程组。 等效电路：我们将引入戴维宁等效电路和诺顿等效电路的概念。这两种等效方法能够将复杂的线性电阻网络简化为等效的电压源（或电流源）与等效电阻的组合，极大地简化了对电路中特定部分的分析，特别是在分析电源的负载效应时非常有用。 叠加定理：对于由多个独立电源驱动的线性电路，叠加定理提供了一种有效的分析手段。本书将说明如何通过分别考虑每个独立电源的作用，然后将各作用叠加起来，来求得总的响应。 二端口网络 (Two-Port Networks)：我们将介绍二端口网络的几种重要参数描述，如阻抗参数（z参数）、导纳参数（y参数）和混合参数（h参数）。这些参数能够方便地描述和连接复杂的网络，特别是在构建多级放大器或滤波器时具有重要的应用价值。 第三部分：交流电路分析 交流电路是现代电子技术的核心，本书将在此部分深入探讨。 相量 (Phasor)：我们将引入相量这一强大的数学工具，它能够将正弦稳态交流电路的分析转化为复数运算，极大地简化了对时间和幅度的处理。我们将详细讲解如何将正弦函数转换为相量，以及相量在电路分析中的运算规则。 阻抗 (Impedance) 与导纳 (Admittance)：电阻、电感和电容在交流电路中的特性将通过复数阻抗和导纳来统一描述。本书将详细推导电感和电容的阻抗表达式，并讲解串并联阻抗的计算方法，以及其与频率的关系。 交流电路的功率：我们将区分瞬时功率、平均功率（有功功率）和视在功率，并引入功率因数（Power Factor）的概念。理解这些概念对于电力传输、电机运行和电源设计至关重要。我们将推导这些功率的计算公式，并讨论如何提高功率因数。 RLC 串联与并联谐振：谐振是交流电路中的一个重要现象，在滤波器、振荡器等电路中扮演着核心角色。本书将详细分析RLC串联和并联电路的谐振条件，讲解谐振频率、品质因数（Q值）以及带宽等重要参数，并探讨其在实际电路中的应用。 交流电路的暂态分析：除了稳态分析，我们还将关注交流电路在开关动作或信号变化时的暂态响应。通过分析RL、RC和RLC电路的微分方程，我们将揭示电路的自然响应和强迫响应，为理解电路的动态行为奠定基础。 第四部分：电路分析的进阶主题与应用 在掌握了直流和交流电路的基本分析方法后，我们将进一步探讨一些进阶主题，并展示电路分析在实际工程中的应用。 拉普拉斯变换 (Laplace Transform)：拉普拉斯变换是分析线性时不变（LTI）系统最强大的数学工具之一。我们将详细介绍拉普拉斯变换的定义、性质及其在电路暂态分析中的应用。通过拉普拉斯变换，可以将复杂的微分方程转化为代数方程，大大简化求解过程，尤其适用于求解复杂系统的响应。 傅里叶级数与傅里叶变换 (Fourier Series and Fourier Transform)：对于非正弦周期信号和非周期信号，傅里叶分析提供了将其分解为一系列正弦分量的能力。本书将介绍傅里叶级数在周期信号分析中的应用，以及傅里叶变换在非周期信号频谱分析中的重要作用。这将帮助读者理解信号的频率特性，对于信号处理、通信系统设计等领域至关重要。 非线性电路 (Non-linear Circuits)：虽然本书的核心内容是基于线性电路理论，但我们将简要介绍非线性电路的基本概念，例如二极管、晶体管等元器件的伏安特性。理解这些非线性特性的存在，是理解更复杂半导体器件工作原理的前提。 电路的简化与建模 (Circuit Simplification and Modeling)：在实际工程设计中，直接分析过于复杂的电路是不现实的。本书将指导读者如何根据不同的应用需求，对电路进行必要的简化和抽象，建立合适的模型，从而更高效地进行设计与分析。 本书的特色与目标 本书力求在内容的深度与广度之间取得平衡，既要覆盖电路分析的核心理论，又要兼顾实际工程应用的需求。我们强调概念的清晰阐述，数学推导的严谨性，以及通过大量精心设计的例题和习题来巩固读者对所学知识的理解。 我们期望通过本书的学习，读者能够： 1. 建立坚实的理论基础：深刻理解电路分析的基本定律、定理和方法。 2. 掌握分析复杂电路的能力：能够独立分析各种直流和交流电路，并求解关键参数。 3. 理解电路在系统中的作用：认识到电路是构成各种电子信息和电气系统的基本单元，并理解其功能。 4. 培养解决实际工程问题的能力：能够运用所学知识，解决实际电路设计与分析中遇到的问题。 总之，本书旨在为所有致力于电子信息与电气工程领域的学习者提供一条清晰而有效的学习路径，帮助他们掌握现代电子世界赖以生存和发展的基石——电路分析的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度把握得极为精准，它成功地在“过度简化”和“过度晦涩”之间找到了一个近乎完美的平衡点。很多教材为了追求“简明”，会故意忽略一些理论深层的原因，比如为什么特定情况下需要使用虚数来代表阻抗。这本书则巧妙地利用了相量分析的几何意义，将复数运算转化为平面上的旋转和缩放，使得原本抽象的相位关系变得直观可感。对于那些对数学有一定基础，但希望将数学工具与物理现象紧密结合的读者，这本书的价值体现得淋漓尽致。我特别注意到，它在讲解二端口网络理论时，没有直接堆砌Y参数、Z参数和H参数的矩阵公式，而是先从能量传递和端口对偶性的角度阐述了这些参数的物理意义和相互转换的内在联系。这种从“物理世界”反推“数学模型”的逻辑，极大地增强了理论的可信度和应用性，让人对所学的知识点不再感到飘忽不定。

评分☆☆☆☆☆

这本书在对初学者设置的“陷阱”处理上，展现了极高的教学智慧。在电路分析中，时间常数、极点和零点的概念往往是学生理解系统暂态响应的巨大障碍。这本书处理暂态分析时，没有采用那种“先给出特征方程，再求解”的刻板流程。相反，它似乎是先构建了一个想象中的“电路反应室”，让学生观察一个简化的RC或RL电路在输入阶跃信号后的“慢动作回放”。通过观察电容电压或电感电流随时间指数衰减或上升的曲线，自然而然地引出 $ au = RC$ 或 $L/R$ 的物理意义——它代表了系统“遗忘”或“记忆”旧状态的速度。这种建立在“直觉”基础上的严谨推导，使得学生在遇到更高阶的系统时，也能凭借对 $ au$ 的直观理解，快速预判系统的动态特性。这种注重培养“工程直觉”的教学方法，才是真正意义上的“简明”与高效。

评分☆☆☆☆☆

从排版和视觉体验上来说，这本书简直是一股清流。现在的很多专业教材，内容塞得满满当当，图表密密麻麻，常常需要用尺子去对齐坐标轴，阅读体验极其糟糕。这本书的编排设计明显是下过大功夫的。留白处理得非常到位，使得关键的公式和定理得以“呼吸”，不再被周围的文字所淹没。图例的选择也十分讲究，它们不是那种生硬的、由软件直接生成的图形，而是经过精心绘制和标注的示意图，清晰地标示了电流方向、电压极性以及参考方向的选取，这一点在处理复杂耦合电路时尤为关键。更细致的是，书中的彩色标注系统，比如将输入信号用暖色系、输出结果用冷色系区分，这种潜意识的视觉引导，极大地帮助了我区分分析过程中的不同阶段。总而言之，它提供了一种近乎愉悦的学习界面，让人愿意长时间沉浸其中，而不是一味地被信息过载所压倒。

评分☆☆☆☆☆

我手里拿着这本书时，最大的感受是它的“实战导向性”远超我的预期。很多理论教材在讲解完傅里叶级数或拉普拉斯变换后，就戛然而止，留给学生的是一堆高深的数学工具，却不知道该如何将其拧紧到实际的电路问题上。这本书则完全不同，它仿佛是为解决实际工程问题而生的工具箱。每一次引入新的分析方法，比如阻抗法或状态变量法，紧随其后的必然是一到两个典型的、可以被工程界广泛引用的案例。我特别欣赏它对非正弦周期激励电路的处理——它没有满足于仅仅计算出级数展开式，而是深入探讨了谐波分量对滤波器设计的影响。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，让电路分析不再是纯粹的数学运算游戏，而成为了优化系统性能的有效手段。对于那些未来打算从事电子产品设计或电力系统维护的读者来说，这种思维方式的培养是无价的。读完后，我甚至能更清晰地理解为什么某些电路需要特定的功率器件，因为书中的计算结果已经直观地指向了硬件选择的合理性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者似乎对初学者怀有一种近乎神圣的敬畏之心，他们深知电路分析这门学科对于一个工科新生来说，其难度犹如攀登一座技术高峰。整本书的叙事节奏，就像一位经验丰富的老教授在课堂上娓娓道来，绝不急躁，每一步推导都经过了精心的铺垫。我记得最清楚的是关于基尔霍夫定律的引入，那部分不是简单地抛出公式，而是先通过一个非常贴近生活的例子，比如自来水管网的流量分配，将“节点”和“回路”的概念具象化。接着，才缓慢地将这些物理图像转化为数学语言。这种循序渐进的教学法，极大地降低了初学者的心理门槛。尤其值得称赞的是，书中对于一些容易混淆的概念，比如等效电路与实际电路的适用边界，都有非常细致的辨析。很多教材直接跳过这些细节，导致学生在实际应用中产生偏差，但这本书却细心地画出了红线。读完前几章，我感觉自己不是在啃一本枯燥的教科书，而是在一个耐心的导师带领下，一步步揭开电路的神秘面纱。它真正做到了“简明”，但这种简明并非粗糙的概括，而是经过千锤百炼后的精粹提炼。