本教材力爭做到針對高等教育的特點(diǎn),突出理論聯(lián)系實(shí)際,著重強(qiáng)調(diào)應(yīng)用能力。通過實(shí)例及講解,使讀者掌握電路分析的相關(guān)知識及仿真軟件的使用方法。教材主要內(nèi)容包括電路模型及定律、直流穩(wěn)態(tài)電路的一般分析、電路的等效變換、電路定理、直流一階電路的時域分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路和非正弦周期電流電路的分析等,并配有大量的例題和習(xí)題。書末附有習(xí)題參考答案,以供讀者參考。教材編寫的最后,作為拓展知識面的需要,加入含有受控源和互感電路的分析、應(yīng)用運(yùn)算法分析線性動態(tài)電路和精選電路應(yīng)用實(shí)例。
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1989.9-1993.7,華北理工大學(xué),工業(yè)電氣自動化專業(yè),學(xué)士
1993.9-1996.4,北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院,控制理論及應(yīng)用專業(yè),碩士
1996.9-2000.4,北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院,控制理論與控制工程專業(yè),博士2000.7-2002.6,北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院自動化系,講師
2002.7-2009.6,北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院自動化系,副教授
2009.7-今, 北京科技大學(xué)自動化學(xué)院控制科學(xué)與工程系,教授
2013.8-今, 北京科技大學(xué)自動化學(xué)院控制科學(xué)與工程系,博士生導(dǎo)師
2000.4-2002.5,北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院,院長秘書
2002.6-2009.3,北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院,院長助理
2006.2-2007.2,加拿大Ryerson University航空工程系,訪問學(xué)者
2009.4-2011.3,信息工程北京市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,主任
2011.4-2017.7,北京科技大學(xué)自動化學(xué)院,教學(xué)副院長
? ? ? 信息工程北京市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,主任
2017.5-今, 北京科技大學(xué)自動化學(xué)院,黨委書記
? ? ? 北京科技大學(xué)教學(xué)委員會,委員
? ? ? 北京科技大學(xué)自動化學(xué)院教學(xué)委員會,主任
2023.3-今, 北京科技大學(xué)教學(xué)督導(dǎo)組成員群智能優(yōu)化算法的改進(jìn)與融合、無人機(jī)/無人車/機(jī)器魚軌跡規(guī)劃及編隊(duì)[1] 2019年12月,網(wǎng)絡(luò)圖像視頻大數(shù)據(jù)的智能識別關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用,獲北京市科技進(jìn)步一等獎(第10完成人)
[2] 2022年09月,露天礦山爆破工程智能管控技術(shù)與裝備研究,獲冶金礦山科學(xué)技術(shù)一等獎(第2完成人)
[3] 2023年2月,大型高爐安全長壽自修復(fù)理論與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)應(yīng)用,獲中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新與促進(jìn)獎二等獎(第4完成人)
[4] 2018年10月,煤礦沖擊地壓防治“七模塊”技術(shù)體系與裝備及其應(yīng)用,獲中國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)二等獎(第5完成人)
[5] 2017年8月,冶金礦山智慧礦山研究與應(yīng)用,獲冶金科學(xué)技術(shù)二等獎(第5完成人)
[6] 2022年12月,多品種混合礦石可加工性感知與智能選礦技術(shù)研究,獲綠色礦山科技進(jìn)步二等獎(第4完成人)教育部高等學(xué)校自動化類教學(xué)指導(dǎo)委員會協(xié)作委員;中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會電子信息與電氣工程類專業(yè)認(rèn)證專家;中國教育發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)會人工智能與機(jī)器人教育專委會常務(wù)理事、副秘書長
1 電路分析的基礎(chǔ)知識 1
1.1 電路模型和電路分析 1
1.1.1 電路模型 1
1.1.2 電路結(jié)構(gòu) 2
1.1.3 電路分析 4
1.2 元件的連接 4
1.2.1 串聯(lián)和并聯(lián) 4
1.2.2 開路和短路 5
1.3 電壓和電流的方向 7
1.3.1 電壓和電流的實(shí)際方向 7
1.3.2 電壓和電流的參考方向 8
1.4 電位 10
1.5 能量和電功率 11
1.5.1 能量和功率 11
1.5.2 功率的吸收和發(fā)出 12
1.5.3 功率平衡 12
1.6 線性無源元件 13
1.6.1 電阻元件 14
1.6.2 電容元件 15
1.6.3 電感元件 16
1.7 電源元件 17
1.7.1 理想電壓源 17
1.7.2 理想電流源 18
1.7.3 電源的容量 19
1.8 受控電源 19
1.9 基爾霍夫定律 21
1.9.1 基爾霍夫電流定律 21
1.9.2 基爾霍夫電壓定律 24
本章小結(jié) 29
思考題 30
習(xí)題 31
2. 直流穩(wěn)態(tài)電路的一般分析 38
2.1 電路的獨(dú)立方程 38
2.2 支路電流法 39
2.3 網(wǎng)孔電流法 40
2.4 回路電流法 44
2.5 節(jié)點(diǎn)電壓法 45
本章小結(jié) 50
思考題 51
習(xí)題 52
3 電路的等效變換 55
3.1 電阻電路的等效變換 55
3.1.1 電路的等效變換 55
3.1.2 電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 56
3.1.3 電阻的星-三角等效變換 59
3.1.4 輸入電阻 64
3.2 電感和電容的等效變換 65
3.2.1 電感的串聯(lián)和并聯(lián) 65
3.2.2 電容的串聯(lián)和并聯(lián) 66
3.3 電源的等效變換 68
3.3.1 電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián) 68
3.3.2 實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換 69
本章知識要點(diǎn) 72
思考題 73
習(xí)題 73
4 電路定理 79
4.1 疊加定理與齊性定理 79
4.1.1 疊加定理 79
4.1.2 齊性定理 85
4.2 替代定理 86
4.3 戴維南定理與諾頓定理 87
4.3.1 戴維南定理 88
4.3.2 最大功率傳輸 93
4.3.3 諾頓定理 94
4.4 其他電路定理簡介 96
本章小結(jié) 97
思考題 98
習(xí)題 98
5 直流一階電路的時域分析 103
5.1 動態(tài)電路的初始值 103
5.1.1 換路定則 103
5.1.2 初始值的確定 105
5.2 經(jīng)典法求解動態(tài)電路的響應(yīng)函數(shù) 107
5.2.1 經(jīng)典法求解一階電路 107
5.2.2 經(jīng)典法求解高階電路 110
5.3 直流一階電路的三要素法 111
5.3.1 三要素公式 111
5.3.2 應(yīng)用三要素法求解直流一階電路 113
5.4 一階電路的三種響應(yīng) 119
5.4.1 零輸入響應(yīng) 119
5.4.2 零狀態(tài)響應(yīng) 119
5.4.3 全響應(yīng) 121
5.4.4 一階電路響應(yīng)類型的判斷 122
5.5 RC電路實(shí)現(xiàn)信號的運(yùn)算 122
5.5.1 積分電路 122
5.5.2 微分電路 123
5.6 一階電路的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng) 124
5.6.1 一階電路的階躍響應(yīng) 124
5.6.2 一階電路的沖激響應(yīng) 126
本章小結(jié) 128
思考題 128
習(xí)題 129
5.4 一階電路的三種響應(yīng) 119
5.4.1 零輸入響應(yīng) 119
5.4.2 零狀態(tài)響應(yīng) 119
5.4.3 全響應(yīng) 121
5.4.4 一階電路響應(yīng)類型的判斷 122
5.5 RC電路實(shí)現(xiàn)信號的運(yùn)算 122
5.5.1 積分電路 122
5.5.2 微分電路 123
5.6 一階電路的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng) 124
5.6.1 一階電路的階躍響應(yīng) 124
5.6.2 一階電路的沖激響應(yīng) 126
本章小結(jié) 128
思考題 128
習(xí)題 129
6 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析 134
6.1 正弦穩(wěn)態(tài)電路 134
6.2 正弦電壓和電流 136
6.2.1 正弦量的三個特征值 136
6.2.2 兩個正弦量的比較 137
6.3 正弦交流電路的相量法 139
6.3.1 復(fù)數(shù)的表示方法和四則運(yùn)算 139
6.3.2 正弦電壓和電流的相量 142
6.3.3 電路定律和無源元件VCR的相量形式 145
6.4 阻抗與導(dǎo)納 150
6.4.1 阻抗與導(dǎo)納的定義 150
6.4.2 阻抗(導(dǎo)納)的串、并聯(lián) 153
6.5 電路的相量圖 155
6.6 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析 157
6.7 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率 160
6.8 最大功率傳輸 165
6.9 功率因數(shù)的提高 167
本章小結(jié) 169
思考題 170
習(xí)題 171
7 頻率響應(yīng) 178
7.1 頻率響應(yīng) 178
7.2 網(wǎng)絡(luò)函數(shù) 179
7.3 RC電路和RL電路的頻率響應(yīng) 181
7.3.1 RC電路的頻率響應(yīng) 181
7.3.2 RL電路的頻率響應(yīng) 183
7.4 諧振電路 184
7.4.1 RLC串聯(lián)諧振電路 184
7.4.2 RLC并聯(lián)諧振電路 189
7.5 濾波器 193
本章小結(jié) 195
思考題 195
習(xí)題 196
8 耦合電感電路 199
8.1 互感 199
8.2 互感電路的分析 201
8.3 理想變壓器 205
本章小結(jié) 207
思考題 208
習(xí)題 208
9 非正弦周期電流電路 211
9.1 非正弦周期信號 211
9.2 周期函數(shù)分解為傅里葉級數(shù) 211
9.3 有效值、平均值和平均功率 216
9.3.1 非正弦周期函數(shù)的有效值 216
9.3.2 非正弦周期函數(shù)的平均值 217
9.3.3 非正弦周期電流電路的平均功率 218
9.4 非正弦周期電流電路的計(jì)算 219
本章小結(jié) 222
思考題 223
習(xí)題 223
附錄A. 應(yīng)用運(yùn)算法分析線性動態(tài)電路 227
A.1. 拉普拉斯變換和反變換 227
A.2. 常用函數(shù)的原函數(shù)和象函數(shù) 227
A.3. 無源元件的運(yùn)算形式VCR 228
A.4. 運(yùn)算法 229
部分習(xí)題參考答案 233
參考文獻(xiàn) 240