电路分析基础

第1章 电路的基本概念和定律 1 1.1 电路和电路模型 1 1.1.1 实际电路 1 1.1.2 电路模型 2 1.2 电路中的基本物理量 3 1.2.1 电流及其参考方向 3 1.2.2 电压及其参考方向 4 1.2.3 电位的概念 6 1.2.4 电功率与电能 7 1.3 电阻元件及欧姆定律 9 1.3.1 电阻元件 9 1.3.2 欧姆定律 9 1.4 基尔霍夫定律 11 1.4.1 电路中的几个常用名词 11 1.4.2 基尔霍夫电流定律 12 1.4.3 基尔霍夫电压定律 13 1.5 电路中的电源 15 1.5.1 电压源 15 1.5.2 电流源 16 1.5.3 单个实际电源的等效变换 18 1.5.4 多个电源的等效变换 20 1.6 受控源 23 本章小结 26 阅读材料：电阻器的识别及应用 27 【技能训练1.1】 万用表的使用与测量 32 【技能训练1.2】 电路元件伏安特性的测绘与仿真 39 【技能训练1.3】 电压、电位的测定及基尔霍夫定律的验证 43 【技能训练1.4】 电压源与电流源的等效变换与仿真 45 习题 48 第2章 电路的基本分析方法 54 2.1 电路等效的基本概念 54 2.2 电阻电路的等效 55 2.2.1 电阻的串联等效及应用 55 2.2.2 电阻的并联等效及应用 56 2.2.3 电阻的混联等效及应用 58 2.2.4 Y形与△形电路的等效互换 59 2.3 支路电流法 61 2.4 回路电流法 63 2.5 节点电位法 67 本章小结 71 阅读材料：电气图识读知识 73 【技能训练2】 直流电路的仿真分析 74 习题 76 第3章 电路分析中的常用定理 79 3.1 叠加定理 79 3.2 等效电源定理 82 3.2.1 戴维南定理 82 3.2.2 诺顿定理 85 3.3 *大功率传输定理 86 3.3.1 电压、功率与电流之间的关系 86 3.3.2 负载获得*大功率的条件及其*大功率 87 本章小结 90 阅读材料：常用电路定理人物简介91 【技能训练3.1】 叠加定理的验证 94 【技能训练3.2】 戴维南定理的验证及负载功率曲线的测绘与仿真 96 习题 100 第4章 直流激励下的一阶动态电路 103 4.1 电容元件 103 4.1.1 电容元件的定义 103 4.1.2 电容元件的伏安关系 104 4.1.3 电容元件的储能 105 4.1.4 电容元件的串、并联等效 105 4.2 电感元件 109 4.2.1 自感现象 109 4.2.2 电感元件的伏安关系 110 4.2.3 电感元件的储能 111 4.3 换路定律 111 4.3.1 电路的动态过程及换路定律 111 4.3.2 电路初始值的计算 113 4.4 一阶电路的响应 116 4.4.1 一阶电路的零输入响应 117 4.4.2 一阶电路的零状态响应 119 4.4.3 一阶电路的全响应 121 4.4.4 一阶动态电路的三要素法 123 本章小结 125 阅读材料：电容元件与电感元件 126 【技能训练4】 一阶RC电路的暂态响应分析 130 习题 133 第5章 正弦交流电路的基本概念 136 5.1 正弦交流电的基本参数 136 5.1.1 正弦交流电量的三要素 136 5.1.2 相位差 140 5.2 正弦交流电的相量表示法 142 5.2.1 正弦量的旋转矢量表示法 142 5.2.2 复数及复数运算 143 5.2.3 正弦量的相量表示法 146 5.3 正弦交流电路中的电阻、电感和电容 148 5.3.1 电阻元件 148 5.3.2 电感元件 151 5.3.3 电容元件 155 本章小结 159 阅读材料：示波器简介 160 【技能训练5】 正弦交流电的测量与仿真 162 习题 167 第6章 正弦交流电路的分析 169 6.1 基尔霍夫定律的相量形式 169 6.2 阻抗串联电路的分析 172 6.2.1 阻抗 172 6.2.2 RLC串联电路分析 172 6.2.3 阻抗串联的交流电路 175 6.3 导纳并联电路的分析 177 6.3.1 导纳 177 6.3.2 RLC并联电路分析 177 6.3.3 阻抗并联的交流电路 180 6.4 正弦交流电路的功率 182 6.4.1 有功功率、无功功率和视在功率 182 6.4.2 功率因数的提高 186 6.5 交流电路中的谐振 189 6.5.1 串联谐振 189 6.5.2 并联谐振 191 6.5.3 谐振电路的选频特性 193 本章小结 194 阅读材料：谐振电路的应用 195 【技能训练6.1】 日光灯功率因数的提高 198 【技能训练6.2】 RLC交流电路及串联谐振电路的仿真分析 201 习题 205 第7章 三相交流电路的分析 208 7.1 三相电源 208 7.1.1 对称三相电源 208 7.1.2 对称三相电源的连接方式 209 7.2 三相负载的连接 212 7.2.1 三相负载的星形连接 212 7.2.2 三相负载的三角形连接 215 7.3 三相电路的功率 218 本章小结 219 阅读材料：安全用电常识 221 【技能训练7】 三相交流电路的测量与仿真 223 习题 228 第8章 互感与变压器 230 8.1 互感元件 230 8.1.1 互感与互感电压 230 8.1.2 互感线圈的同名端 233 8.2 互感线圈的串、并联 235 8.2.1 互感线圈的串联等效 235 8.2.2 互感线圈的并联等效 237 8.3 理想变压器 239 8.4 实际变压器 242 8.4.1 空心变压器 242 8.4.2 铁芯变压器 244 本章小结 245 阅读材料：涡流现象及其应用 246 【技能训练8】 单相铁芯变压器特性的测试与仿真 250 习题 253 附录A Multisim软件简介 257 A.1 Multisim 14.0的安装与汉化 257 A.2 Multisim 14.0的界面及工具栏 261 A.3 Multisim的元件库与元件查找 265 A.4 Multisim的虚拟仪器仪表及使用设置 272 A.5 Multisim仿真电路的建立、仿真调试与简单分析方法 274 附录B 部分习题参考答案 279 参考文献 283