电工学基本教程.上 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版时间:1900-01-01

价格:23.40元

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isbn号码:9787040118629

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《电路原理与分析：现代工程实践指南》 内容简介 本书旨在为理工科学生及初级工程师提供一套全面、深入且注重实践的电路理论基础与分析方法。我们深知，坚实的电路基础是理解现代电子系统、电力工程乃至信息科学的基石。因此，本书的设计理念聚焦于从最基本的物理概念出发，逐步构建起严谨的电路分析框架，并辅以大量贴近工业实际的案例，确保读者不仅知其然，更能知其所以然。 第一部分：电路基础与元件特性 本部分是理解后续复杂电路分析的起点。我们首先从电荷、电流、电压和功率的物理本质入手，明确描述这些基本量在电路中的意义和相互关系。 电路的构成与基本定律： 详细阐述了电路的拓扑结构，包括节点、分支、回路等概念。随后，系统地引入了电路分析的两大支柱——基尔霍夫电流定律（KCL） 和 基尔霍夫电压定律（KVL）。我们不仅推导了这些定律的数学表达式，更结合实际电路图，演示如何在不同节点和回路中应用这些定律，强调它们在任何线性或非线性电路分析中的普适性。 基本元件的线性模型： 重点剖析了电阻（R）的欧姆定律，并深入探讨了电阻的物理实现、温度效应以及非线性电阻的初步概念。对于储能元件——电容（C）和电感（L），本书不仅给出其定义式，更着重解释了它们在时间域内对电流和电压的“抵抗”和“记忆”特性，包括如何计算储存在其中的能量。 一阶电路的暂态响应： 引入了电路分析的核心工具——微分方程。以最基础的RC和RL电路为例，详细推导了在直流激励下的零输入响应和零状态响应，最终构建出完整的全响应。本书特别强调了时间常数 $ au$ 的物理意义，并利用阶跃函数和冲激函数作为激励源，分析电路的动态行为，为后续学习二阶电路和滤波器打下坚实基础。 第二部分：稳态交流电路分析 随着现代电子和电力系统的普遍采用交流电，掌握交流电路的分析方法至关重要。本部分将线性电路分析从直流域扩展到正弦稳态工作点。 相量（Phasor）与复频域分析： 这是交流电路分析的核心技巧。本书详尽解释了正弦稳态的周期性与相位概念，并引入了复数表示法，将微分方程转化为代数方程，极大地简化了计算过程。我们详细讲解了如何将电压和电流的瞬时值转换为相量形式，以及如何进行复数的加减乘除运算。 交流电路中的元件阻抗与导纳： 系统性地定义了电阻、电容和电感在相量域中的阻抗（Z） 概念，并引入了导纳（Y）。通过对阻抗的实部和虚部分析，读者可以直观地理解元件在交流下的“表观电阻”——容抗和感抗。 正弦稳态分析方法： 借鉴直流电路中使用的节点电压法、网孔电流法，我们将其扩展至交流稳态分析。通过具体的复数运算示例，指导读者如何运用这些方法求解复杂的交流电路中的电压和电流。同时，也会介绍阻抗的串并联等效简化技巧。 交流功率理论： 交流电路中功率的概念更为复杂，本书清晰区分了瞬时功率、平均功率（有功功率P）、无功功率Q和视在功率S。重点阐述了功率因数（Power Factor）的概念及其对系统效率的影响，并详细介绍如何利用功率三角形进行计算和设计，特别是在工业电机驱动和输电系统中的应用。 第三部分：电路分析的高级工具与网络理论 为了应对更复杂、规模更大的电路网络，本部分引入了更为强大的系统化分析工具和网络定理。 电路等效变换： 详细阐述了戴维宁（Thevenin）定理和诺顿（Norton）定理，它们是简化复杂等效电路的利器。通过大量的应用实例，展示如何将一个包含多个独立源和阻抗的复杂网络简化为一个二端网络，极大地降低了对特定支路进行分析的难度。 叠加定理与互易定理： 叠加定理在处理多独立源电路时的应用被详尽阐述，强调了必须“逐个激活”独立源的计算过程。互易定理则作为网络理论中的一个重要性质，被用于理解网络端口之间的电流电压关系，在传感器和通信电路中具有实际意义。 最大功率传输定理： 这是电路分析与实际负载匹配的桥梁。本书清晰阐述了在何种条件下（负载阻抗与源等效阻抗共轭匹配）可以实现对电源的最大功率传输，这对射频电路设计和电源匹配至关重要。 二端口网络基础： 对于连接级联或并联的系统（如放大器和滤波器），二端口网络模型是描述其行为的有效工具。我们引入了基本的Z参数（阻抗参数） 和 Y参数（导纳参数），解释了如何使用这些参数矩阵来描述网络输入与输出端口之间的关系，并探讨了这些参数的物理意义和计算方法。 第四部分：磁耦合电路与三相系统 现代电力系统和许多电子设备依赖于磁耦合效应。 互感与耦合电路： 深入讲解了电感之间的互感现象，以及如何用互感系数M和耦合系数k来量化耦合程度。本书详细推导了带互感的电路在暂态和稳态下的分析方法，特别是如何正确确定互感电压的极性（点规范法）。 理想变压器： 变压器作为应用磁耦合的典型实例，被独立成章。从匝数比、电压比、电流比到阻抗的变换，全面解析了理想变压器的工作原理及其在电路阻抗匹配中的作用。 三相交流电路基础： 针对电力工程的需求，本书详细介绍了三相电源的产生原理、相量表示，以及最常见的Y（星形）连接和$Delta$（三角形）连接。我们着重分析了两种连接方式下的线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系，并阐述了三相电路的功率计算，包括如何判断负载的平衡性。 本书的特点在于紧密结合MATLAB/Simulink或SPICE仿真工具的应用指导，确保读者学到的理论知识能够立即通过现代工程仿真手段进行验证和深化理解。通过系统的学习，读者将能够熟练掌握从基本元件到复杂线性电路系统的分析技能，为后续学习更深入的电子学、控制理论或电力系统打下不可动摇的理论基础。

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说实话，我最初接触这本教材时，是带着一丝怀疑的，因为它的名字听起来太过“基础”。然而，深入阅读后发现，其“基本”二字，指的是对核心概念的提炼和纯粹化，而非内容的浅薄。作者在讲解交流电部分时，对相量法的引入和阐述，可以说是教科书级别的典范。他们没有急于展示复杂的三角函数运算，而是通过几何旋转的角度，让读者直观地理解相位差的概念，这种思维引导非常巧妙。另外，书中对功率因数和无功功率的讨论，视角独特，清晰地揭示了提高电能利用效率的重要性，这对于未来从事电力系统设计的人来说，是至关重要的早期认知训练。不足之处在于，对于一些新兴的技术领域，比如电力电子开关器件的基础特性，书中提及得非常有限，似乎更侧重于传统的工频交流系统，这在当前技术快速迭代的环境下，略显滞后。

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这本关于电路理论的入门读物，内容组织得井井有条，从最基础的元件特性讲起，逐步深入到复杂的网络分析。作者的讲解清晰易懂，即便是初次接触电学概念的读者也能很快跟上思路。书中大量的图例和实例分析，极大地帮助理解那些抽象的公式和原理。特别是对基尔霍夫定律的阐述，不仅给出了数学推导，更重要的是解释了其背后的物理意义，让人茅塞顿开。不过，对于那些已经有一定基础的读者来说，前半部分可能会显得有些冗长，很多基础知识点似乎在等待一个完全的新手。但从教学的角度来看，这种详尽的铺垫无疑是负责任的表现，确保了知识体系的坚实基础。唯一的遗憾是，在处理非线性电路的部分略显保守，似乎更侧重于理想化模型的应用，对于实际工程中常见的一些复杂情况的探讨还不够深入。总体而言，这是一本扎实的教材，适合作为大学本科低年级学生的首选参考书。

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我花了相当长的时间来对比市面上几本经典的电工学教材，最终选择了这本。它的最大亮点在于其对工程实践的关注度非常高。不同于某些纯理论书籍，这本书在讲解完基本定律后，立刻会引导读者思考这些定律在实际设备，比如变压器、电机基础结构中的应用方式。书中穿插的“工程小贴士”环节尤其宝贵，它们往往用几句话点明了理论与实际操作之间的细微差别。例如，在讲解电阻串并联时，书中特别强调了实际导线电阻对精密电路测量的影响，这种细节的捕捉非常到位。阅读体验上，排版设计也值得称赞，关键公式使用了醒目的字体突出显示，使得复习和查找重点变得异常高效。如果硬要挑刺，可能是习题部分的难度分层不够明显，有些章节的练习题感觉难度跨度有点大，让中等水平的学习者在选题时有些无所适从。

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这本书的叙事风格非常古典、严谨，给人一种沉稳可靠的感觉。它不像某些现代教材那样追求花哨的视觉效果，而是专注于知识本身的深度和逻辑的严密性。我对它处理等效电路时的思路赞赏有加，特别是戴维宁定理和诺顿定理的推导过程，每一步的逻辑跳跃都经过了深思熟虑，确保读者不会因为跳步太快而感到困惑。在讲解磁路和电磁感应定律时，作者仿佛在引导读者进行一场严谨的思辨，将法拉第的实验发现与麦克斯韦的宏大理论框架巧妙地连接起来。唯一的体验上的障碍是，由于篇幅较大且内容详实，全书的重量和厚度确实是个问题，不太适合经常携带外出阅读。此外，如果能在关键概念的定义旁标注一下其在特定工程领域的专有术语对照，对于跨学科学习者会更加友好。

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从一个资深工程师的角度来看，这本书更像是一份详尽的“基础知识复盘手册”。它能迅速帮你校准对电学基本要素的理解偏差。尤其是在处理直流电路的暂态响应时，对RC和RL电路充放电曲线的解析，不仅给出了微分方程的解，还辅以了对时间常数物理意义的深入剖析。这使得我们能超越简单的公式套用，真正理解电容和电感在时间维度上的“记忆”能力。书中对电路模型的建立和简化过程的探讨非常到位，教会了如何“去伪存真”，抓住问题的核心。当然，作为一本教程，它在介绍传输线理论时显得有些过于简化了，可能无法完全满足高频电子或通信专业读者的需求。但对于绝大多数电气工程专业的学生而言，它提供的坚实基础，是任何前沿技术学习的先决条件。这本书的价值在于它对“根基”的捍卫与巩固。

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