Audel Practical Electricity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Middleton, Robert

出品人:

页数:466

译者:

出版时间:2004-6

价格:289.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780764541964

丛书系列:

图书标签:

• 电力工程
• 电气技术
• 实用电路
• 电子学
• 电工基础
• 电路分析
• 电气安装
• DIY
• 维修
• Audel

实用电子学基础：从理论到实践的全面指南 书籍简介 本书旨在为对电子学感兴趣的读者，提供一个既扎实又实用的学习框架。它并非旨在涵盖某一特定工具书的全部内容，而是致力于构建一套独立、系统的基础知识体系，引导学习者从零开始，逐步掌握电子电路的核心原理和实际应用技能。本书内容涵盖了电子学的基础概念、关键元件的特性、基本电路的分析方法，以及在现代电子设备中常见的应用场景。 第一部分：电学基础与直流电路分析 本部分是理解所有电子现象的基石。我们从最基本的电荷、电流、电压和电阻概念入手，详细阐述了欧姆定律在电路分析中的核心地位。 1.1 电学基本定律的深入理解 电流、电压与电位差： 详细解释电流的物理意义（载流子的定向移动），电压的本质（电势能的差值），以及它们在电路中扮演的角色。通过类比水流系统，帮助初学者建立直观认知。 电阻与阻抗： 探讨电阻的物理特性，包括材料、温度对电阻的影响（温度系数）。重点讲解电阻在电路中的分压和限流作用。 欧姆定律的普适性： 不仅介绍$V=IR$公式本身，更强调其在不同电路结构中的应用，以及如何利用它进行初步的电路参数计算。 1.2 基尔霍夫定律与电路分析 基尔霍夫电流定律（KCL）： 阐述节点电流的代数和为零的原理，这是分析复杂网络中电流分配的基础。 基尔霍夫电压定律（KVL）： 解释回路中电动势（电压源）与电压降（电阻）的平衡关系。 串联与并联电路： 详细解析电阻串联和并联时的等效阻值计算方法，并演示如何利用KCL和KVL结合这些等效方法简化多回路电路的分析过程，包括电阻分压器和电流分配器的设计。 1.3 实际电源与能量转换 直流电源的特性： 介绍理想电压源和电流源的概念，以及实际电源（如电池或稳压电源）的内阻模型。 电能与功率： 深入讲解电功率的计算公式 ($P=VI=I^2R=V^2/R$)，并探讨电路中的能量耗散问题——散热设计的基础。 第二部分：磁场、电容与瞬态响应 本部分将引入时间变量，探讨电场和磁场在电路中的动态作用，这是理解储能元件和交流电路的关键。 2.1 电容与储能 电容器的结构与原理： 解释电容器的工作机制，以及它如何通过极板上的电荷积累来储存电能。 电容的特性参数： 讲解电容的基本单位（法拉），以及影响电容值的几何因素（面积、距离、介电常数）。 串并联电容： 分析电容器在串联和并联时的等效容量计算规则。 2.2 电感与磁场耦合 电感的物理基础： 介绍电感器产生自感现象的原理，即电流变化产生反向电动势的现象。 电感器的特性： 讨论电感值（亨利）及其在电路中的作用，特别是在滤波和变压器中的应用。 互感与耦合： 简单介绍两个相邻线圈之间磁场相互作用的概念。 2.3 RC 和 RL 一阶电路的瞬态分析 时间常数 ($ au$)： 引入时间常数这一核心概念，用于描述电路状态变化的快慢。 RC 充电与放电过程： 详细推导和分析电容器在接入或断开直流电源时，电压和电流随时间指数变化的规律。这对于理解开关电源的平滑特性至关重要。 RL 瞬态响应： 对电感器在电路接通或断开瞬间表现出的“电流突变抑制”特性进行数学描述。 第三部分：稳态交流电路分析（AC Steady State） 本部分将电路分析扩展到随时间变化的交流信号，这是现代通信和电力系统的基础。 3.1 交流信号的描述 正弦波的数学表示： 使用相量（Phasor）的概念来简化正弦交流信号的分析，引入频率、周期、初相和有效值（RMS）。 阻抗的引入： 将电阻、电容和电感在交流下的特性统一用复数阻抗 ($Z$) 来表示，其中包含了电阻（实部）和电抗（虚部）。 3.2 RLC 串并联电路分析 交流电路中的基尔霍夫定律： 解释 KCL 和 KVL 在相量域中的应用。 谐振现象： 深入分析串联和并联 RLC 电路中的串联谐振和并联谐振条件（感抗与容抗相互抵消），以及它们在选频电路中的重要性。 功率因数与无功功率： 区分有功功率、无功功率和视在功率，并解释提高功率因数在电力传输中的经济和技术意义。 第四部分：半导体基础与关键器件 本部分聚焦于现代电子学的核心构建模块——半导体器件，侧重于其工作原理和基本应用。 4.1 二极管：单向导通的钥匙 PN 结的形成与特性： 解释 P 型和 N 型半导体的掺杂过程，以及 PN 结在没有外加电压时的内建电场。 二极管的伏安特性： 详细分析二极管的正向偏置（导通）和反向偏置（截止）特性，特别是导通压降和反向恢复时间。 整流电路应用： 讲解半波、全波和桥式整流电路的结构、工作原理及其对交流信号的转换效果。 4.2 晶体管：电流的控制器 双极性结型晶体管（BJT）概述： 介绍 NPN 和 PNP 结构，以及基极、集电极和发射极的作用。 BJT 的工作区： 区分截止区、放大区（共射、共基、共集）和饱和区，理解晶体管作为开关和放大器的基础。 晶体管作为开关的应用： 重点演示如何利用小电流控制大电流，这是数字电路和开关电源的基础。 4.3 场效应晶体管（FET）简介 MOSFET 的基本结构与控制方式： 解释栅极电压如何控制源极和漏极之间的电流，强调其高输入阻抗的优势。 第五部分：运算放大器与实用电路模块 本部分将前面学到的器件知识应用于构建功能强大的集成电路模块。 5.1 理想运算放大器模型 基本特性： 介绍运算放大器（Op-Amp）的五个理想特性：无限开环增益、无限输入阻抗、零输出阻抗、零输入偏置电流、零输入失调电压。 负反馈电路： 强调负反馈在稳定放大器性能中的关键作用。 5.2 基础运算放大器电路 反相与同相放大器： 详细推导这两种基本配置的闭环增益公式，并分析其输入输出阻抗特性。 运算电路： 介绍如何利用反馈结构实现加法器、减法器、积分器和微分器等基本运算功能。 5.3 有源滤波与比较器 滤波器基础： 结合电容和运算放大器设计简单的有源一阶低通和高通滤波器，介绍其相对于无源滤波的优势（如增益和负载独立性）。 比较器应用： 利用运算放大器的开环特性，演示其作为电压比较器的作用，这是实现阈值检测和开关控制的关键。 本书旨在通过这种结构化的方式，为读者建立起一个坚实的电子学知识框架，使其不仅能“看懂”电路图，更能“设计”和“分析”实际系统中的核心电子模块。

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