本書將原“電路原理”、“模擬電子技術(shù)基礎”課程中的知識點有機融合,突出工程背景與應用,強調(diào)基本原理與分析,全面展示電路與電子技術(shù)概貌,按線性電路元件—電子電路元件—線性電路分析方法—穩(wěn)態(tài)分析—暫態(tài)分析-非線性電路分析的脈絡展述,并引入應用示例分析和基于Matlab的計算機輔助分析展示電路理論與工程實際相關聯(lián)的結(jié)合點。 本書主要內(nèi)容包括:電氣電子電路的模型化,元件特性、參數(shù)及其等效電路模型,基本電路定律,線性電阻電路分析和定理,正弦穩(wěn)態(tài)電路分析,諧振、互感與三相電路,非正弦穩(wěn)態(tài)電路與頻率響應,線性動態(tài)電路時域分析和復頻域分析,非線性電阻電路等。附錄電子器件基礎介紹半導體基礎知識、PN結(jié)單向?qū)щ娦、晶體管及其載流子的可控原理以及場效晶體管及其溝道控制原理。 本書內(nèi)容符合教育部高等學校電工電子基礎課程教學指導委員會制定的教學基本要求,適合普通高等學校電子信息與電氣類各專業(yè)使用,也可供相關工科專業(yè)高年級學生、研究生、教師以及有關科技人員參考。
《電路分析與電子技術(shù)基礎(1):電路原理》將原“電路原理”“模擬電子技術(shù)基礎”課程中的知識點,通過伏安特性和等效電路模型有機地融合在一起,突出工程背景與應用,強調(diào)基本原理與分析,按線性電路元件—電子電路元件—線性電路分析方法—穩(wěn)態(tài)分析—暫態(tài)分析—非線性電路分析的脈絡展述,并引入應用示例分析和基于Matlab的計算機輔助分析展示電路理論與工程實際相關聯(lián)的結(jié)合點。
《電路分析與電子技術(shù)基礎(1):電路原理》主要內(nèi)容包括:電氣電子電路的模型化,元件特性、參數(shù)及其等效電路模型,基本電路定律,線性電阻電路分析和定理,正弦穩(wěn)態(tài)電路分析,諧振、互感與三相電路,非正弦穩(wěn)態(tài)電路與頻率響應,線性動態(tài)電路時域分析和復頻域分析,非線性電阻電路等。附錄電子器件基礎介紹半導體基礎知識、PN結(jié)單向?qū)щ娦、晶體管及其載流子的可控原理以及場效晶體管及其溝道控制原理。
《電路分析與電子技術(shù)基礎(1):電路原理》內(nèi)容符合教育部高等學校電工電子基礎課程教學指導委員會制定的教學基本要求,適合普通高等學校電子信息與電氣類各專業(yè)使用,也可供相關工科專業(yè)高年級學生、研究生、教師以及有關科技人員參考。
本書為《電路分析與電子技術(shù)基礎》系列教材的第一分冊,全書內(nèi)容依據(jù)教育部高等學校電工電子基礎課程教學指導委員會制定的基礎課程教學基本要求,將原“電路原理”“模擬電子技術(shù)基礎”課程中的知識點有機地融合在一起,突出工程背景與應用,強調(diào)基本原理與分析,為使電氣工程、自動化、電子信息、通信工程、控制工程、生物醫(yī)學工程與儀器、光電信息、機電一體化、計算機等涉電類專業(yè)的學生深入掌握電路原理和電子技術(shù)方面的基本知識和概念,并能為后續(xù)電類課程或相關專業(yè)課程的學習奠定扎實的知識與能力基礎。
“電”是電氣工程學科的基石,而“電路原理”和“電子技術(shù)”正是開啟該學科知識庫的兩門首要課程,也是面向電氣信息類(兼含電子信息類)專業(yè)本科生必修的重要技術(shù)基礎課。
分析電路原理和電子技術(shù)課程的教學內(nèi)容可知,電路不僅是電流的通路,也是信息流的通路,其基本理論、分析方法是電系統(tǒng)特性的理論分析、電參數(shù)計算以及解決相關工程問題的依據(jù)和“源”,是基礎理論和方法所在。而電子技術(shù)是由電子元器件組建而成的電路,因此如何用電路原理的分析方法和手段,來解釋電子技術(shù)中的現(xiàn)象,分析和計算相關的“電”參數(shù),使兩門課程教學的相關知識點相融、交叉是本書編寫的基本出發(fā)點。
承接序言關于本系列教材在課程整合、內(nèi)容更新、注重能力培養(yǎng)諸方面的指導思想,本書進而聚焦于:
1.構(gòu)建凸顯電路分析和電子技術(shù)基礎相融的教學體系
作為技術(shù)基礎課程,其基本理論、基本知識和基本技能將為后續(xù)課程、專業(yè)課程奠定基礎,并為學生畢業(yè)后從事與電氣和電子信息相關的工作、繼續(xù)深造與創(chuàng)新實踐奠定基礎。本書按照現(xiàn)代教學和面向工程教育的應用需求,依據(jù)電路和電子技術(shù)兩課程基礎性的交叉融合,突出強電與弱電的結(jié)合;理論與工程實踐的結(jié)合;基礎知識與相關專業(yè)知識交叉、滲透的結(jié)合。作為電類基礎課程,構(gòu)建凸顯其基礎性的新知識體系和核心概念,匯編為本系列教材中的第一分冊,以適應當前大類交叉人才培養(yǎng)的需要。
2.面向工程教育,傳承學科發(fā)展
立足于高素質(zhì)創(chuàng)新型科技人才的培養(yǎng)目標,本書面向?qū)W科發(fā)展進程,貼近工程應用背景,按科學的認識論,更新教材內(nèi)容,致力于學生分析和解決工程問題能力的培養(yǎng)。教材在內(nèi)容選取、提煉和展述中不僅強調(diào)分析計算方法,更注重為工程應用打好基礎,強化概念和原理,強化分析推理和知識面的拓展。
本書由電路及其模型化,電路元件、信號和電路基本定律,電子電路器件及其電路模型,線性電阻電路分析方法和定理,線性動態(tài)電路的正弦穩(wěn)態(tài)分析,非正弦信號與頻率特性分析,線性動態(tài)電路的暫態(tài)分析,線性動態(tài)電路的復頻域分析,非線性電阻電路分析共9章以及附錄組成。
第1章基于電氣工程領域科技進步和電路理論發(fā)展歷程的回顧,一般性地描述電路理論的研究對象和研究方法。建立有關工程學的概念,如電路抽象(理想化)、建模(數(shù)學模型化)、國際單位制等。闡述分析電磁現(xiàn)象和過程的電路理論與電磁場理論之間的關聯(lián)及其互異之特征。
第2章介紹電路理論中的基本概念和理論基礎,強調(diào)電流、電壓的參考方向及其含義,概述電路中各種信號的不同應用背景,揭示理想元件、實際器件、工程中選用元器件之間的內(nèi)在聯(lián)系與差異,為電路分析和計算奠定寬廣而堅實的基礎。
第3章介紹電子電路中的二極管、晶體管、場效晶體管以及集成運算放大器等器件的電特性及其參數(shù),建立有關非線性、多端器件及其靜態(tài)工作點的概念,并在伏安特性分段線性化的基礎上基于伏安特性的等效建立電路模型。
第4章以模型和基本定律為基礎,運用不同的數(shù)學方法,對不同類型電路的特性進行分析和綜合。且基于第2章定義的電路基本變量、基本元件模型和基本定律,展述電路分析的基本方法和基本電路定理。
第5章介紹動態(tài)正弦穩(wěn)態(tài)電路分析,由四部分組成。第一部分介紹正弦穩(wěn)態(tài)電路分析的基本概念和方法,包括正弦交流電量的三要素、相量、相量模型、阻抗等概念,以及正弦交流電路的功率計算。第二部分介紹正弦交流電路中的特殊現(xiàn)象——諧振。第三部分圍繞磁耦合現(xiàn)象講述互感電動勢與同名端、互感的電路模型、互感電路的計算方法,繼而介紹各類變壓器的電路模型。第四部分對三相交流電路進行介紹和分析。
第6章介紹非正弦周期信號的傅里葉級數(shù)分解和頻譜,非正弦周期信號的有效值、平均值、平均功率等概念,講述非正弦周期信號的穩(wěn)態(tài)電路計算方法。再針對非正弦非周期信號,介紹傅里葉變換及其頻譜的特點,并將傅里葉變換應用于非正弦電路分析,研究電路的頻率特性和濾波器。本章是對直流和正弦交流電路分析的推廣。
第1章 電路及其模型化
1.1 緒論
1.1.1 電路理論發(fā)展簡介
1.1.2 電路理論的研究對象
1.2 電路抽象
1.2.1 集總元件與集總電路抽象原則
1.2.2 集總電路抽象的局限性
1.2.3 電路與電磁場間的關聯(lián)關系
1.3 國際單位制
1.4 電路分析概述
1.4.1 電路模型化
1.4.2 電路分析與電路設計
第2章 電路元件、信號和電路基本定律
2.1 電路中的基本物理量
2.1.1 電流、電壓及其參考方向
2.1.2 功率與能量
2.2 電路信號
2.2.1 信號及其分類
2.2.2 電路中常用的模擬信號
2.3 電路元件及其特性
2.3.1 電阻元件
2.3.2 電容元件
2.3.3 電感元件
2.3.4 獨立電源
2.3.5 受控電源
2.3.6 多端網(wǎng)絡和雙口網(wǎng)絡
2.4 基爾霍夫定律與拓撲約束
2.4.1 電路的拓撲結(jié)構(gòu)
2.4.2 基爾霍夫定律
2.4.3 線性無關的KCL和KVL方程
2.5 基本電路器件及其電路模型
習題
第3章 電子電路器件及其電路模型
3.1 二極管
3.1.1 二極管的伏安特性
3.1.2 二極管特性參數(shù)與電路模型
3.1.3 其他類型的二極管
3.2 晶體管
3.2.1 晶體管特性曲線和主要參數(shù)
3.2.2 晶體管等效電路模型
3.3 場效晶體管
3.3.1 場效晶體管特性曲線和主要參數(shù)
3.3.2 場效晶體管等效電路模型
3.4 集成運算放大器
3.4.1 運算放大器及其外特性
3.4.2 運算放大器等效電路模型
習題
第4章 線性電阻電路分析方法和定理
4.1 等效變換法
4.1.1 等效電路定義及等效原則
4.1.2 無源電路的等效變換法
4.1.3 理想電源的串并聯(lián)
4.1.4 實際電源間的等效變換
4.1.5 電源轉(zhuǎn)移
4.1.6 輸入電阻和輸出電阻
4.2 電路分析法
4.2.1 支路電流法
4.2.2 回路電流法
……
第5章 線性動態(tài)電路的正弦穩(wěn)態(tài)分析
第6章 非正弦信號與頻率特性分析
第7章 線性動態(tài)電路的暫態(tài)分析
第8章 線性動態(tài)電路的復頻域分析
第9章 非線性電阻電路分析