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出版者:機械工業齣版社

作者:王桂琴 編

出品人:

頁數:243

译者:

出版時間:2004-2

價格:22.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111137771

叢書系列:

圖書標籤:

• 電工學
• 電工學
• 電路基礎
• 電氣原理
• 基礎電氣
• 電路分析
• 電工基礎
• 電子技術
• 物理學
• 工程學
• 高等教育

《電工學I》內容詳述：基礎理論、電路分析與元件基礎 《電工學I》是一本全麵深入的電工技術基礎教材，旨在為學習者構建紮實的電工理論知識體係。本書內容涵蓋瞭電工學領域的核心概念、基本定律、分析方法以及常用元件的工作原理，為後續深入學習電氣工程及其自動化、電子信息工程等專業課程打下堅實的基礎。全書結構嚴謹，邏輯清晰，注重理論與實踐的結閤。 第一部分：電工學基礎與靜電場理論 本書的開篇聚焦於電工學的基本概念和描述方法，特彆是靜電場部分，這是理解所有電氣現象的基石。 1. 電工學概論與基本概念： 首先，本書詳細介紹瞭電工學的研究範圍、發展曆程及其在現代工程中的地位。重點闡述瞭電荷、電荷守恒定律、電荷密度等基本電荷概念。隨後，引入瞭電場強度、電位、電勢差等描述電場的關鍵物理量。通過清晰的定義和直觀的物理圖像，幫助讀者理解電場是一種看不見摸不著但確實存在的物理實體。 2. 靜電場的基本定律： 本部分深入講解瞭描述靜電場行為的兩大核心定律：庫侖定律和高斯定理（也稱高斯通量定理）。 庫侖定律： 以定量的方式描述瞭兩個靜止點電荷之間的相互作用力，是電場力的基礎。教材會通過大量的實例分析，展示如何利用庫侖定律計算復雜電荷分布産生的場強。 高斯定理： 這是一個更為強大的工具，它將電通量與包圍電荷的定量關係聯係起來。重點在於講解高斯麵的選取技巧，並演示如何運用高斯定理簡化計算具有高度對稱性的電場（如無限平麵、同軸圓柱等）。 3. 靜電場的能量與導體： 在理解瞭場的分布後，本書轉嚮能量的角度分析靜電現象。 靜電場的能量： 引入瞭電勢能、電場能量密度的概念，闡明瞭將電荷從無窮遠處移動到電場中某一點所做的功與電勢能的關係。 導體在靜電場中： 詳細分析瞭處於靜電平衡狀態的導體所呈現的特性，例如導體錶麵電場強度垂直於導體錶麵、導體內部淨電場為零、導體是等勢體等。這部分內容對於理解屏蔽現象至關重要。 靜電屏蔽與電容： 基於導體特性，詳細推導瞭電容器的結構、工作原理以及電容的計算方法。重點分析瞭平行闆電容器的特性，並引入瞭介質對電容的影響，解釋瞭介質極化現象。 第二部分：恒定電流電路分析 恒定電流（直流電）電路是電工學分析的基石。本部分將分析電流、電壓、電阻等基本要素，並係統介紹電路分析的工具和方法。 1. 電流、電阻與歐姆定律： 電流與電導： 闡述瞭電流的物理本質，定義瞭電流強度、電荷遷移率等概念。 歐姆定律： 詳細講解瞭該定律在綫性電阻電路中的應用，包括電壓降和電位升的概念。 電阻的特性： 分析瞭電阻率、溫度對電阻的影響（電阻溫度係數），並介紹瞭集總電路模型的前提條件。 2. 電路定律與拓撲結構： 本書引入瞭電路的拓撲概念，包括節點、支路、迴路等，為應用更有力的分析法則做準備。 基爾霍夫定律（KCL 與 KVL）： 深入剖析瞭電流定律（KCL，節點電流定律）和電壓定律（KVL，迴路電壓定律）。這兩種定律是分析任何復雜綫性電路的兩個基本方程來源。 3. 電路分析的常用方法： 為瞭高效求解復雜電路中的電壓和電流，本書係統介紹瞭以下經典方法： 節點電壓法： 以節點電壓為基本未知量，利用 KCL 建立方程組求解的方法。 網孔電流法（迴路電流法）： 以迴路電流為基本未知量，利用 KVL 建立方程組求解的方法。 電源變換與等效電路： 詳細講解瞭如何進行電壓源與電流源之間的等效替換，以及戴維南（Thévenin）定理和諾頓（Norton）定理的應用。這些定理極大地簡化瞭具有多個獨立源的復雜網絡分析。 4. 綫性電路的功率與能量： 功率和能量： 定義瞭電路元件上的瞬時功率、平均功率，以及能量的消耗和儲存。 焦耳定律： 闡述瞭電阻元件中能量轉化為熱量的規律。 第三部分：磁場與暫態過程基礎 在掌握瞭靜電場和直流電路分析後，本書引入瞭磁場的概念，並初步探討瞭包含電感和電容元件的電路的動態響應——暫態過程。 1. 磁場的基本定律： 畢奧-薩伐爾定律（安培環路定律的推廣）： 用於計算由電流元産生的磁場。 安培環路定律： 闡述瞭磁場強度與電流之間的環路積分關係，是分析具有對稱電流分布的磁場（如長直導綫、螺綫管）的有力工具。 2. 磁路的分析： 將磁場的分析方法類比於電路分析，引入瞭磁動勢（MMF）、磁阻和磁通量的概念，構建瞭磁路的基本方程，用於分析變壓器、電感器等磁性元件的工作特性。 3. 電磁感應現象： 法拉第電磁感應定律： 闡述瞭磁通量變化産生感應電動勢的規律，是理解所有電機、變壓器工作原理的物理基礎。 楞次定律： 確定瞭感應電流方嚮的規律，體現瞭能量守恒的思想。 4. 一階電路的暫態分析： RLC 電路元件特性： 詳細分析瞭電感器（L）和電容器（C）在電路中的獨特特性，特彆是其對電流和電壓變化的“阻礙”作用（電感“阻礙”電流變化，電容“阻礙”電壓變化）。 一階電路（RL 或 RC 電路）： 引入瞭時間常數 $ au$ 的概念。通過微分方程或利用初始值/最終值法，係統求解電路在開關動作後（如接入或斷開直流電源）從一個穩定狀態過渡到另一個穩定狀態的電壓和電流變化規律。 《電工學I》通過上述四大闆塊的係統性講解，力求讓學習者不僅掌握計算方法，更重要的是深刻理解電、磁現象背後的物理規律，為未來在電氣工程領域進行深入研究和實際應用奠定堅實的理論基礎。本書的編排兼顧瞭理論的嚴謹性和工程應用的直觀性。

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這本書的價值體係建立在一個非常清晰的邏輯層次之上，它沒有急於展示復雜的應用，而是像剝洋蔥一樣，一層一層地揭示電現象背後的數學本質。我特彆欣賞它在處理瞬態響應問題時的係統性。從一階RLC電路的自然響應開始，逐步過渡到受迫響應，再到拉普拉斯變換在求解微分方程中的應用，每一步都是水到渠成，邏輯鏈條完整得令人信服。書中關於暫態分析的章節，作者特意引入瞭微分方程的基本解法，這使得讀者能夠理解為什麼電容和電感的電流電壓不能突變的物理基礎，而不僅僅是記住“τ=L/R”這個公式。這種對底層機製的強調，極大地提升瞭我對電路穩定性和動態特性的理解深度。雖然書本的篇幅相對較大，內容也偏理論，但正是這種對“為什麼”的執著探索，讓這本書在眾多電工學教材中脫穎而齣，成為瞭一部真正能幫助人建立起完整電工學世界觀的力作，值得反復研讀和珍藏。

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說實話，我買這本書的初衷是想快速掌握一些電力係統的基礎知識，好應對即將到來的實習項目。然而，《電工學I》給我的感覺更像是一堂嚴謹的大學基礎課程的教材，而非一本快速上手指南。它的敘事節奏偏慢，對概念的定義和物理意義的探討非常深入。例如，在介紹電磁感應定律時，作者花費瞭大量的篇幅來闡述法拉第的實驗過程和當時的科學背景，這對於理解“為什麼”比“怎麼用”更有幫助。我個人比較欣賞這種學術的嚴謹性，它避免瞭對概念的過度簡化，保證瞭理論的完整性。但缺點也很明顯，那就是在實際應用案例方麵略顯不足。書中的例題大多是理想化的電路模型，雖然有助於理解原理，但在麵對真實的非綫性負載或者復雜的工頻電磁場乾擾時，書本的指導性就不那麼強瞭。所以，如果指望通過這本書學會設計一個實用的電能管理係統，那可能會失望；但如果目標是打下一個堅不可摧的電學基礎，那麼它無疑是上乘之選，它教會你如何去“看穿”電路的本質。

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我認識幾個工程師朋友，他們推薦我讀這本書，說這是他們當年啃下來的“聖經”。但說實話，我讀起來的感受是，它更像是一本需要“翻譯”的經典著作。作者的語言風格非常古典和學術化，用詞考究，句子結構復雜，有時候一個長句需要反復讀好幾遍纔能準確捕捉到其核心意思，尤其是在描述交流電路中相量分析的那幾章，我感覺自己仿佛在閱讀一本百年前的物理學專著。這確實保證瞭內容的精確無誤，但對於習慣瞭現代簡潔錶達方式的讀者來說，學習效率會大打摺扣，需要額外的精力去適應這種敘述風格。舉個例子，書中描述交流阻抗時，對於“滯後”和“超前”的描述，如果不是對照著相量圖反復比對，單靠文字描述很容易産生理解偏差。所以，我的建議是，這本書更適閤那些已經具備一定電學基礎，或者正在接受係統化高等教育的學習者，他們能更好地消化這種厚重的學術語言，而純粹的自學者可能需要找一本更“口語化”的輔助材料搭配使用。

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這本書的排版和印刷質量倒是齣乎我的意料，在這個時代，很多技術書籍的圖文處理都顯得很敷衍，但《電工學I》在這方麵做得相當到位。紙張厚實，不容易反光，對長時間閱讀非常友好。更重要的是，那些用來解釋電場、磁場分布的矢量圖和剖視圖，綫條清晰、色彩區分閤理，很少齣現重影或者模糊不清的情況。這對於理解那些抽象的場概念至關重要，畢竟電磁場本身就是看不見摸不著的，視覺輔助就顯得尤為重要。我特彆喜歡它在章節末尾設置的“概念辨析”欄目，裏麵專門拿齣來討論容易混淆的術語，比如“電壓”和“電位差”、“電流”和“電荷的遷移率”等等，這些細微的差彆往往是考試的重點，也是初學者睏惑的根源。總的來說，從物理接觸的角度來看，這本書的閱讀體驗是極佳的，它讓你願意花更多時間去沉浸其中，而不是被糟糕的視覺效果勸退。

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這本《電工學I》真是讓人又愛又恨，拿起書的時候總覺得裏麵塞滿瞭各種復雜的公式和理論，初學者光是看到那些密密麻麻的符號就開始打退堂鼓瞭。不過，一旦你真的沉下心來，嘗試去理解那些基礎概念，就會發現作者的用心之處。比如，在講解電路分析的時候，他沒有直接拋齣復雜的節點電壓法或者網格電流法，而是先從最簡單的串聯、並聯電阻講起，然後循序漸進地引入基爾霍夫定律，每一步的推導都非常詳盡，配圖也清晰明瞭，對於我這種沒有深厚數學背景的讀者來說，簡直是救星。我記得有一次晚上鑽研一個戴維南等效電路的問題，卡瞭很久，翻迴去看書裏關於等效電阻的章節，作者用瞭一個非常形象的比喻來解釋“等效”的概念，茅塞頓開，那一刻感覺自己真的抓住瞭電學的精髓。當然，書本的深度自然是不夠覆蓋所有高級應用的，讀完後你肯定還需要其他的進階書籍來補充，但這本作為“敲門磚”，絕對是紮實可靠的，它教給你的不是死記硬背的結論，而是思考問題的基本框架和邏輯。

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