電路學習方法及解題指導

電路學習方法及解題指導

《電路學習方法及解題指導》是2005年同濟大學出版社出版的圖書,作者是楊爾濱,陸文雄。

基本介紹

  • 書名:電路學習方法及解題指導
  • 作者:楊爾濱,陸文雄
  • ISBN:9787560828459, 7560828450
  • 出版社同濟大學出版社
  • 出版時間:2005-1-1
概況,內容提要,目錄,零輸入回響,零狀態回響,

概況

出版日期: 2005-1-1
定價:¥32.00

內容提要

本書是與邱關源教授主編的《電路》第四版教材配套的學習指導書,是為電氣工程類專業本科學生和準備報考研究生的學生學習和複習電路方面的內容所編寫,目的是使其掌握電路基本理論和分析解題的方法。全書共分十九章,內容包括:電路模型和電路定律、電阻電路的等效變換、電阻電路的一般分析、電路定理、含有運算放大器的電阻電路、一階電路、二階電路、相量法、正弦穩態電路的分析、含有耦合電感的電路、三相電路、非正弦周期電流電路和信號的頻譜、拉普拉斯變換、網路函式、電路方程的矩陣形式、二連線埠網路、非線性電路簡介、均勻傳輸線、磁路和鐵芯線圈。每章都有適量的例題,並有供學生練習的習題及參考答案。
本書適合普通高等學校電類(強電、弱電)專業的師生作為輔導教材使用,也可供有關專業的科技人員參考。

目錄

前言
第一章 電路模型和電路定律
一、基本要求
電路模型是實際電路抽象而成,它近似地反映實際電路的電氣特性。電路模型由一些理想電路元件用理想導線連線而成。用不同特性的電路元件按照不同的方式連線就構成不同特性的電路。
電路模型近似地描述實際電路的電氣特性。根據實際電路的不同工作條件以及對模型精確度的不同要求,應當用不同的電路模型模擬同一實際電路。
這種抽象的電路模型中的元件均為理想元件。
基爾霍夫定律Kirchhoff laws是電路中電壓和電流所遵循的基本規律,是分析和計算較為複雜電路的基礎,1845年由德國物理學家G.R.基爾霍夫(Gustav Robert Kirchhoff,1824~1887)提出。它既可以用於直流電路的分析,也可以用於交流電路的分析,還可以用於含有電子元件的非線性電路的分析。運用基爾霍夫定律進行電路分析時,僅與電路的連線方式有關,而與構成該電路的元器件具有什麼樣的性質無關。基爾霍夫定律包括電流定律(KCL)和電壓定律(KVL),前者套用於電路中的節點而後者套用於電路中的迴路。
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第二章 電阻電路的等效變換
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第三章 電阻電路的一般分析方法
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第四章 電路定理
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第五章 含運算放大器的電阻電路
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第六章 一階電路
一、基本要求
在一個電路簡化後(如電阻的串並聯,電容的串並聯,電感的串並聯化為一個元件),只含有一個電容或電感元件(電阻無所謂)的電路叫一階電路。主要是因為這樣的電路的Laplace等效方程中是一個一階的方程。
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第七章 二階電路
一、基本要求
含有兩個獨立的動態元件的線性電路,要用線性,常係數二階微分方程來描述,故稱為二階電路。

零輸入回響

系統的回響除了激勵所引起外,系統內部的“初始狀態”也可以引起系統的回響。在“連續”系統下,系統的初始狀態往往由其內部的“儲能元件”所提供,例如電路中電容器可以儲藏電場能量,電感線圈可以儲存磁場能量等。這些儲能元件在開始計算時間時所存儲的能量狀態就構成了系統的初始狀態。如果系統的激勵為零,僅由初始狀態引起的回響就被稱之為該系統的“零輸入回響”。一個充好電的電容器通過電阻放電,是系統零輸入回響的一個最簡單的實例。系統的零輸入回響完全由系統本身的特性所決定,與系統的激勵無關。當系統是線性的,它的特性可以用線性微分方程表示時,零輸入回響的形式是若干個指數函式之和。指數函式的個數等於微分方程的階數,也就是系統內部所含“獨立”儲能元件的個數。假定系統的內部不含有電源,那么這種系統就被稱為“無源系統”。實際存在的無源系統的零輸入回響隨著時間的推移而逐漸地衰減為零。
定義
換路後,電路中無獨立的激勵電源,僅由儲能元件的初始儲能維持的回響.
也可以表述為,由儲能元件的初始儲能的作用在電路中產生的回響稱為零輸入回響(Zero-input response).
零輸入回響是系統微分方程齊次解的一部分。

零狀態回響

系統的回響除了激勵所引起外,系統內部的“初始狀態”也可以引起系統的回響。在“連續”系統下,系統的初始狀態往往由其內部的“儲能元件”所提供,例如電路中電容器可以儲藏電場能量,電感線圈可以儲存磁場能量等。這些儲能元件在開始計算時間時所存儲的能量狀態就構成了系統的初始狀態。如果系統的初始狀態為零,僅由激勵源引起的回響就被稱之為該系統的“零狀態回響”。一個原來沒有充過電的電容器通過電阻與電源接通,構成充電迴路,那么電容器兩端的電壓或迴路中的電流就是系統零狀態回響的一個最簡單的實例。系統的零狀態回響一般分為兩部分,它的變化形式分別由系統本身的特性和激勵源所決定。當系統是線性的,它的特性可以用線性微分方程表示時,零狀態回響的形式是若干個指數函式之和再加上與激勵源形式相同的項。前者是對應的齊次微分方程的解,其中指數函式的個數等於微分方程的階數,也就是系統內部所含“獨立”儲能元件的個數。後者是非齊次方程的特解。對於實際存在的無源系統而言,零狀態回響中的第一部分將隨著時間的推移而逐漸地衰減為零,因此往往又把這一部分稱之為回響的“暫態分量”或“自由分量”;後者與激勵源形式相同的部分則被稱之為“穩態分量”或“強制分量”。
零狀態回響:電路的儲能元器件(電容、電感類元件)無初始儲能,僅由外部激勵作用而產生的回響。
在一些有初始儲能的電路中,為求解方便,也可以假設電路無初始儲能,求出其零狀態回響,再和電路的零輸入回響相加既得電路的全回響。
在求零狀態回響時,一般可以先根據電路的元器件特性(電容電壓、電感電流等),利用基爾霍夫定律列出電路的關係式,然後轉換出電路的微分方程;利用微分方程寫出系統的特徵方程,利用其特徵根從而可以求解出系統的自由回響方程的形式;零狀態回響由部分自由回響和強迫回響組成,其自由回響部分與所求得的方程具有相同的形式,再加上所求的特解便得系統的零狀態回響形式。可以使用衝激函式係數匹配法求解。
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第八章 相量法
一、基本要求
相量法(phaser method),分析正弦穩態電路的便捷方法。它用稱為相量的複數代表正弦量,將描述正弦穩態電路的微分(積分)方程變換成複數代數方程,從而簡化了電路的分析和計算。該法自1893年由德國人C.P.施泰因梅茨提出後,得到廣泛套用。相量可在複平面上用一個矢量來表示。)。
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第九章 正弦穩態電路的分析
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十章 含有耦合電感的電路
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十一章 三相電路
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十二章 非正弦周期電流電路
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十三章 拉普拉斯變換
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十四章 網路函式
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十五章 電路方程的矩陣形式
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十六章 二連線埠網路
一、基本要求
兩個連線埠中接電源的稱為入口,接負載的稱為出口。連線埠上的電壓V1、V2和電流i1、i2分別稱為連線埠電壓和連線埠電流,又統稱為連線埠變數。
二連線埠網路有無源和有源、線性和非線性、時不變和時變之分,它既可能是一個異常複雜的網路,也可能是相當簡單的網路。變壓器、放大器等的電路模型都可歸結為雙口網路。在電路圖上,二連線埠網路可統一表達成圖中所示形式。表達4個連線埠變數之間關係的方程稱為二連線埠網路方程。同一個二連線埠網路可以有6組不同形式的方程。其矩陣形式與多端網路的約束關係類似。6組方程右端變數前的4個係數稱為二連線埠網路的參數,共6組,分別稱為短路導納參數 、開路阻抗參數、第一類混合參數、第二類混合參數、傳輸參數和反向傳輸參數。6組參數都可用來表征二連線埠網路。對於一個網路究竟選用哪一組參數,視具體情況而定。
電子電路中會經常遇到二連線埠網路的相互連線。它們之間的連線有5種方式,分別為串聯、並聯、串-並聯、並-串聯和級聯。這樣連線而成的網路仍為二連線埠網路。例如,電力系統中用於模擬遠距離輸電線的鏈型電路就是一些二連線埠網路級聯而成的。
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十七章 非線性電路分析初步
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十八章 均勻傳輸線
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
第十九章 磁路與換芯線圈
一、基本要求
二、內容提要
三、典型例題
四、習題與參考答案
參考文獻

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