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莫文贞 著

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出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560638409

版次：1

商品编码：11775222

出版时间：2015-09-01

前言/序言

《电路基础与应用》 内容简介 《电路基础与应用》是一本全面深入介绍现代电路原理、分析方法和实际应用的著作。本书旨在为读者打下坚实的电路理论基础，并引导读者掌握如何将理论知识应用于解决实际工程问题。无论是初学者还是有一定基础的工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发。 第一部分：直流电路分析 本部分将从最基本的概念出发，系统阐述直流电路的构成、特性和分析方法。 第一章：基本概念与元件 电荷、电流、电压与电场： 深入剖析电荷的本质，介绍电流和电压的定义及物理意义，以及它们与电场之间的内在联系。我们将用直观的类比和严谨的数学描述，帮助读者建立对这些基本量的深刻理解。 电阻及其特性： 详细介绍电阻器的种类、符号、单位以及阻值对电流和电压的影响。我们将探讨欧姆定律，理解线性电阻和非线性电阻的区别，并通过实例说明电阻在电路中的作用，如分压、限流等。 功率与能量： 阐述电功率的计算公式，定义焦耳热效应，并讲解电能的存储和转换。读者将学会计算电路中的功率消耗和产生，理解能量守恒定律在电路中的体现。 基本电路元件（理想模型）： 介绍理想电压源和理想电流源的特性，它们的独立性与受控性，以及在电路分析中的应用。我们将强调理想模型的简化作用，为后续复杂电路分析奠定基础。 第二章：电路的基本定律 基尔霍夫定律（KCL与KVL）： 详细讲解电流定律（KCL）和电压定律（KVL）的物理含义和数学表达式。我们将通过大量实例，演示如何运用这些定律列写节点电压方程和回路电压方程，掌握分析复杂直流电路的基本框架。 串联与并联电路： 深入分析电阻串联、并联以及混合连接的特性。读者将学会计算等效电阻，理解电流和电压在不同连接方式下的分配规律。我们将通过实际电路图，展示串并联电路在实际应用中的常见结构。 戴维南定理与诺顿定理： 介绍这两个重要的等效变换定理，它们能够极大地简化复杂线性电路的分析。读者将学习如何求出任意线性二端网络的等效戴维南电阻/诺顿电阻、等效戴维南电压源/诺顿电流源，从而获得对电路行为更直观的认识。 节点电压法与网孔电流法： 讲解这两种系统性的电路分析方法。节点电压法通过选择节点电压为基本变量，列写节点方程；网孔电流法则以网孔电流为基本变量，列写网孔方程。我们将提供详细的解题步骤和技巧，帮助读者熟练运用这两种方法解决各类直流电路问题。 第三章：直流电路的瞬态分析 电容器与电感器： 详细介绍电容器和电感器的结构、特性、单位和符号。我们将深入探讨它们储存电场能和磁场能的原理，以及它们在电路中的基本作用（如滤波、储能）。 RC电路的暂态响应： 分析电容器在直流电压作用下的充电和放电过程。读者将理解时间常数 $ au = RC$ 的意义，并学会计算电容器电压和电流随时间的变化规律。我们将展示RC电路在定时、滤波等方面的应用。 RL电路的暂态响应： 类似地，分析电感器在直流电流作用下的通断过程。读者将理解时间常数 $ au = L/R$ 的意义，并学会计算电感器电流和电压随时间的变化规律。我们将探讨RL电路在储能、延时等方面的应用。 RLC电路的暂态分析（初步）： 介绍含有电阻、电感、电容元件的电路在直流激励下的暂态行为。我们将初步探讨其可能存在的阻尼振荡特性，为后续交流电路分析打下基础。 第二部分：交流电路分析 本部分将引入时变的电信号，介绍交流电的基本概念、分析方法以及在实际工程中的广泛应用。 第四章：正弦稳态电路分析 交流电的基本概念： 介绍正弦波的产生、周期、频率、振幅、初相位等参数。我们将定义有效值（RMS）和平均值，并讲解它们在功率计算中的重要性。 相量法（Phasor）： 讲解相量作为一种强大的数学工具，如何将时域的正弦函数转化为复数，极大地简化交流电路的计算。读者将学习相量的表示方法（直角坐标、极坐标）以及它们之间的转换。 阻抗与导纳： 引入复数阻抗的概念，它包含了电阻、电感和电容对交流电的阻碍作用。我们将推导电阻、电感、电容在相量域的阻抗表达式，并介绍导纳的概念。 交流电路的分析方法： 运用相量法，结合基尔霍夫定律、戴维南/诺顿定理、节点电压法和网孔电流法，来分析含有独立源和受控源的任意线性交流电路。本书将提供详尽的步骤指导，帮助读者解决复杂的交流电路问题。 功率计算： 详细讲解瞬时功率、平均功率（有功功率）、无功功率和视在功率的概念。读者将学会计算功率因数，理解其对电力系统效率的影响，并掌握功率因数校正的方法。 第五章：谐振电路 RLC串联谐振： 分析当电感和电容的感抗和容抗相等时，电路出现的谐振现象。我们将推导谐振频率的计算公式，以及谐振时的电路特性（如电流最大、阻抗最小）。 RLC并联谐振： 类似地，分析并联谐振电路的特性，包括谐振频率、阻抗特性以及电流分布。 选择性与品质因数： 引入选择性和品质因数（Q值）的概念，它们描述了谐振电路对特定频率信号的灵敏度。读者将理解Q值越高，谐振越尖锐，电路的选频特性越好。 谐振电路的应用： 介绍谐振电路在滤波器（带通、带阻）、振荡器、调谐电路等实际设备中的重要应用。 第六章：三相电路 三相电源与连接： 介绍三相电源的产生原理，以及星形（Y）连接和三角形（Δ）连接的方式。我们将详细分析两种连接方式下的相电压、线电压、相电流和线电流之间的关系。 三相负载分析： 讲解对称三相负载和不对称三相负载的分析方法。读者将学会计算三相电路的总功率，包括有功功率、无功功率和视在功率。 三相功率测量： 介绍单瓦特表法和三瓦特表法等测量三相功率的常用技术。 三相电路的应用： 阐述三相电路在电力输配电系统、大型电机驱动等领域不可替代的作用。 第三部分：信号与系统基础 本部分将引入更广泛的信号类型和分析工具，为理解更高级的电路和系统打下基础。 第七章：傅里叶级数与傅里叶变换 周期信号的傅里叶级数： 介绍如何将任意周期性非正弦信号分解为一系列正弦和余弦分量的叠加。读者将学习计算傅里叶级数的系数，并理解其频谱特性。 傅里叶变换： 将傅里叶级数推广到非周期信号，引入傅里叶变换的概念。读者将学习傅里叶变换的定义和性质，以及如何求取信号的频谱。 应用： 阐述傅里叶分析在信号处理、系统响应分析等领域的广泛应用。 第八章：拉普拉斯变换 拉普拉斯变换的定义与性质： 介绍拉普拉斯变换作为一种强大的复频域分析工具，如何将时域的微分方程转化为代数方程。我们将详细讲解拉普拉斯变换的定义、收敛域以及重要的性质（如线性、时移、微分、积分等）。 逆拉普拉斯变换： 讲解如何通过部分分式展开等方法，从复频域的函数恢复到时域的函数。 应用： 阐述拉普拉斯变换在求解线性常系数微分方程、系统稳定性分析、暂态响应分析等方面的优势。 第四部分：电子器件基础与电路 本部分将介绍构成现代电子设备的核心电子器件，并分析它们在基本电路中的应用。 第九章：半导体二极管 PN结的形成与特性： 详细介绍PN结的结构、形成机理以及其单向导电性。我们将讲解正向偏置和反向偏置下的PN结伏安特性曲线。 二极管的种类与应用： 介绍普通二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、发光二极管（LED）、光电二极管等不同类型二极管的特性和应用。 整流电路： 分析半波整流、全波整流（桥式整流）电路的工作原理，以及它们在将交流电转换为直流电中的作用。 滤波与稳压电路： 介绍电容滤波和电感滤波的原理，以及稳压二极管在稳压电路中的应用。 第十章：双极性晶体管（BJT） BJT的结构与工作原理： 介绍NPN型和PNP型晶体管的结构，以及它们作为电流控制器件的基本原理。我们将深入剖析三种工作区域（截止区、放大区、饱和区）。 BJT的特性曲线与参数： 讲解BJT的输入特性曲线、输出特性曲线以及跨导特性曲线。介绍 $eta$ (电流放大系数) 和 $r_e$ (发射结动态电阻) 等重要参数。 BJT的基本放大电路： 分析共发射极、共集电极（射极输出器）和共基极放大电路的结构、偏置方法和性能参数（如电压增益、输入电阻、输出电阻）。 BJT的多级放大电路： 介绍多级放大电路级联的好处，以及常见的耦合方式（直接耦合、RC耦合、变压器耦合）。 第十一章：场效应晶体管（FET） MOSFET与JFET： 介绍结型场效应管（JFET）和金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的结构、工作原理和特性。我们将对比它们的优缺点和适用范围。 FET的特性曲线与参数： 讲解FET的输出特性曲线和转移特性曲线。介绍跨导 $g_m$ 等重要参数。 FET的基本放大电路： 分析共源极、共漏极（源极输出器）和共栅极放大电路的结构和工作特点。 FET的开关应用： 重点介绍MOSFET作为开关的特性，以及它在数字电路和功率电子领域的广泛应用。 第十二章：运算放大器（Op-Amp） 理想运放模型： 介绍理想运算放大器的基本特性，如无穷大的开环增益、无穷大的输入阻抗、零输出阻抗等。 基本运算电路： 详细分析同相放大器、反相放大器、电压跟随器、加法器、减法器、积分器、微分器等经典运算放大器应用电路。 滤波电路与振荡器： 介绍如何利用运算放大器构成有源滤波器（低通、高通、带通、带阻）以及振荡电路（如RC振荡器、LC振荡器）。 其他应用： 简述运放在线性稳压器、比较器、信号发生器等方面的应用。 第五部分：现代电子技术与实践 本部分将进一步拓展，涉及数字电路、模数混合信号处理以及传感器等内容，以展现电子技术的广度和深度。 第十三章：数字逻辑电路基础 二进制数与逻辑运算： 介绍二进制计数系统，以及与、或、非、异或等基本逻辑门电路的功能。 布尔代数与逻辑化简： 讲解布尔代数的基本定律和定理，以及卡诺图等化简方法，用于优化逻辑电路设计。 组合逻辑电路： 分析编码器、译码器、多路选择器、全加器等组合逻辑电路的设计和工作原理。 时序逻辑电路： 介绍触发器（RS、JK、D、T触发器）和寄存器、计数器等时序逻辑电路的基本构成和应用。 第十四章：信号的产生与处理 振荡器电路： 深入研究不同类型的振荡器电路，如RC振荡器（相移、韦恩桥）、LC振荡器（哈特莱、考匹兹）、石英晶体振荡器及其工作原理和频率稳定性。 滤波器电路： 详细分析无源滤波器（LC滤波器）和有源滤波器（基于运放的滤波器）的设计，包括其通带、阻带、截止频率和过渡带特性。 信号调制与解调（简介）： 简要介绍信号调幅、调频、调相的基本概念，以及在通信系统中的作用。 第十五章：传感器与数据采集 常见传感器原理： 介绍温度传感器（热敏电阻、热电偶）、压力传感器、光传感器（光敏电阻、光电二极管）、位移传感器（电位器、LVDT）等多种类型传感器的物理原理和电学特性。 信号调理电路： 讲解如何使用放大器、滤波器、隔离器等电路对传感器输出的微弱或噪声信号进行处理，以满足数据采集系统的要求。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 介绍ADC和DAC的基本原理、分类（如逐次逼近型、Σ-Δ型ADC）和在数字系统中将模拟信号转化为数字信号，以及将数字信号转化为模拟信号的关键作用。 结论 《电路基础与应用》通过循序渐进的教学设计，从最基础的直流电路概念，逐步深入到复杂的交流电路、信号处理和电子器件的应用。本书强调理论与实践相结合，辅以大量的例题和分析，旨在培养读者解决实际工程问题的能力，为他们在电气工程、电子工程、自动化等相关领域的发展奠定坚实的基础。本书内容丰富、结构清晰，是广大工程师、技术人员、学生以及电子爱好者学习电路知识的理想读物。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在准备参加职业技能竞赛的电工，对于理论知识的学习一直以来都比较薄弱，尤其是在一些较高级的电工电子领域。我的优势在于动手能力，但是缺乏系统性的理论指导，这让我在竞赛中常常感到力不从心。我非常渴望找到一本能够将理论与实践紧密结合的书籍，尤其是在一些复杂的电路原理和故障诊断方面，希望能够有更深入、更直观的讲解。我一直觉得，很多时候并不是我们学不会，而是学习的方式不对，或者教材中的讲解方式不够贴合实际应用。我更希望这本书能够用通俗易懂的语言，结合大量的实例，来阐述抽象的电路原理，比如三极管、场效应管的工作原理，各种集成电路的内部结构和应用，以及复杂的数字逻辑电路的设计和分析。同时，我也非常关注书中在故障排除方面的讲解，希望能够提供一些实用的技巧和方法，帮助我快速准确地定位和解决电路故障。如果书中还能包含一些高难度的电路设计案例，并且有详细的设计思路和实现过程，那就更好了，这对于我提升竞赛竞争力会有巨大的帮助。我希望这本书能够像一位经验丰富的老师傅一样，手把手地教我，让我能够真正掌握电工电子技术的精髓，在竞赛中脱颖而出。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，一看就给人一种专业、扎实的感觉。我是一名在校的电子信息工程专业的学生，最近一直在寻找一本能够帮助我巩固课堂知识、提升实践技能的书籍。市面上同类书籍很多，但很多都过于理论化，或者内容陈旧，难以跟上最新的技术发展。我特别希望找到一本能够真正指导我动手操作，从基础元器件的认识到复杂的电路设计，都能有清晰的讲解和详细的步骤。读过一些同类书的目录，感觉大多在讲授理论公式，对于如何将这些理论转化为实际的电路，往往一带而过，这让我感到很困惑。我期望这本书能够填补这一空白，提供丰富的实验案例，从最简单的LED点亮，到稍微复杂一点的信号发生器、放大器等，都能有详实的电路图、元器件清单以及详细的焊接和调试指导。最好还能介绍一些常用的测试仪器，比如万用表、示波器等的使用方法，以及如何从测量数据中分析电路的性能。另外，如果能包含一些常见故障的排除方法，那就更完美了，毕竟实践中遇到问题是常有的事，能够及时有效地解决问题，是提升能力的关键。我更关注的是书中的“实践”二字，希望它能让我从“纸上谈兵”真正走向“动手实践”，在一次次的尝试和错误中学习成长。

评分☆☆☆☆☆

我是一家小型电子产品研发公司的技术支持工程师，平时的工作需要经常接触各种新老电子产品，处理客户在产品使用过程中遇到的各种技术问题。虽然我具备一定的电子技术基础，但面对市场上层出不穷的新技术和新产品，总觉得自己的知识储备有些跟不上。我迫切需要一本能够快速更新我的知识体系，并且能帮助我深入理解各种电子器件和电路在实际应用中的表现的书籍。我希望这本书能够涵盖当前主流的电子技术，比如微控制器、嵌入式系统、传感器技术、电源管理技术等，并且能够提供一些关于这些技术在实际产品设计中的应用案例。更重要的是，我希望这本书能够提供一些关于如何进行产品性能评估和故障诊断的深入指导，这对于我提升技术支持的效率和质量至关重要。例如，如果书中能讲解一些复杂的信号处理电路，以及如何使用示波器等仪器进行精确测量和分析，那就非常实用。我尤其关注的是书中对于“实践”的侧重点，希望它不仅仅停留在理论层面，而是能够通过大量的实例和分析，让我能够更深入地理解各种技术是如何被应用到实际产品中的，以及在实际应用中可能会遇到哪些问题，又该如何解决。

评分☆☆☆☆☆

我是一名已经退休多年的老电工，当年在工作的时候，条件有限，很多先进的电工电子技术并没有机会深入学习。现在年纪大了，闲暇时间多了，很想重新拾起这份热爱，系统地学习一下这些年发展起来的新技术。市面上的很多教材，对于我这个年龄段的人来说，可能有些过于晦涩难懂，而且很多内容我可能已经有所了解，不需要从头开始。我特别希望找到一本能够以比较温和、循序渐进的方式，讲解一些现代电工电子技术的书籍。我希望它能从基础的半导体器件讲起，但不是那种枯燥的理论推导，而是结合一些实际的应用，让我能够理解这些器件是如何工作的。然后，再逐步深入到集成电路、单片机等更复杂的领域。我更看重的是书中的“实践”部分，希望能够有一些简单的实验，让我能够动手操作，体会到理论与实践结合的乐趣。比如，可以有一些关于如何用单片机控制一些小设备，或者如何用Arduino等平台进行一些有趣的项目。如果书中还能讲解一些关于智能家居、物联网等新兴技术在电工电子领域的应用，那对我来说会非常有吸引力，让我能够跟上时代的步伐，不至于落伍。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子发烧友，一直以来都对电路制作和各种电子小玩意儿情有独钟。我家里已经有一些基础的工具和元件，也做过一些简单的电路，比如收音机、小功率放大器等。但总觉得自己的动手能力和理论知识还有很大的提升空间。我希望找到一本能够真正激发我创造力，并且能够引导我挑战更复杂、更有趣的项目的书籍。我不太喜欢那种只讲理论、不讲实践的书，而是希望能够有详细的电路图、元件清单，以及一步一步的制作指导。我尤其希望能学习到一些关于信号处理、电源设计、PCB打样等方面的知识，这能让我制作出更专业、更精密的电路。如果书中还能介绍一些关于嵌入式系统开发，比如如何使用STM32等微控制器来控制各种设备，那就太棒了。我非常期待能够看到一些新颖的、有创意的项目设计，能够让我学到新的技术，并且能够将这些技术应用到我自己的项目中。我希望这本书能够成为我制作电路的“百科全书”和“灵感宝库”，让我能够不断地突破自我，制作出更多令人惊叹的作品。