Electric Circuits Value Pack (includes Introduction to PSpice for Electric Circuits & Student Study pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:James W. Nilsson

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2008-02-08

价格:USD 169.67

装帧:Hardcover

isbn号码:9780135022559

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• 电路分析
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电路基础与分析：构建电子世界的第一块基石 本书旨在为初学者和希望巩固基础知识的读者提供一套全面、深入的电路理论学习资源。本书内容聚焦于经典电路理论的核心概念、分析方法及其在实际工程问题中的应用，严格围绕电路元件、基本定律、分析技术和初步系统设计展开。 本书的编写哲学是清晰、严谨且注重实践。我们相信，掌握电路分析的本质在于理解电压、电流、功率以及它们如何通过元件间的相互作用来定义系统的行为。因此，内容组织遵循逻辑递进的结构，从最基本的电学原理出发，逐步过渡到复杂的电路模型和解题技巧。 --- 第一部分：直流电路基础（DC Circuit Fundamentals） 本部分奠定了整个电路分析的基石。我们首先探讨电荷、电流、电压和电阻的物理意义，明确它们的定义和单位，确保读者对电路中的基本物理量有直观且准确的理解。 1. 电学基本概念与元件模型 电荷与电流： 详细解释电荷的守恒定律，以及电流是如何由电荷的定向移动产生的。区分瞬时电流、平均电流和有效值电流的概念。 电压与电位差： 深入阐述电压作为能量势能差的本质，以及它在电路中驱动电荷流动的作用。引入电位（Potential）的概念。 理想元件模型： 详细介绍电路分析中最基础的四个无源元件： 电阻（Resistor）： 侧重于欧姆定律（Ohm’s Law）的严格表述及其作为能量耗散元件的特性。讨论电阻的串联与并联组合简化方法。 导纳（Conductance）： 作为电阻的倒数，介绍其在并联电路分析中的便利性。 受控源与独立源： 清晰区分理想电压源和理想电流源（独立源），并重点介绍电压控制电压源（VCVS）、电流控制电流源（CCCS）、电压控制电流源（VCCS）和电流控制电压源（CCIV）等四个基本类型的受控源，强调它们在构建复杂模型中的关键作用。 功率与能量： 定义电路元件吸收或输出的瞬时功率，并推导出功率关系式 $P = VI$。探讨储能元件（电容和电感）在不同时间尺度下的功率特性。 2. 电路分析的基本定律 本章是掌握网络分析技术的关键： 基尔霍夫定律（Kirchhoff's Laws）： 基尔霍夫电流定律（KCL）： 强调节点电流的代数和为零，本质上是电荷守恒的体现。通过节点分析法（Nodal Analysis）的建立，展示如何利用KCL求解复杂多节点电路中的所有节点电压。 基尔霍夫电压定律（KVL）： 强调回路电压的代数和为零，本质上是能量守恒的体现。通过回路分析法（Mesh Analysis）的建立，展示如何利用KVL求解包含多个独立电源和相互耦合的电路中的回路电流。 3. 直流电路的简化与拓扑分析 节点分析与回路分析的对比： 提供判断何时使用节点法（节点数少于回路数）和何时使用回路法（回路数少于节点数）的实用指导。 星形-三角形（Y-$Delta$）转换： 详细介绍电阻网络中Y形（星形）与$Delta$形（三角形）互换的数学公式推导和应用，用于简化无法直接用串并联法则处理的电阻网络。 --- 第二部分：电路分析的通用技术（Network Theorems） 本部分将第一部分学到的基本定律升华为更强大、更具洞察力的分析工具，这些定理极大地简化了线性电路的求解过程。 4. 电路分析的强大工具 叠加定理（Superposition Theorem）： 阐述了在含多个独立电源的线性电路中，求解任一元件上的电压或电流的方法——独立“激活”一个电源，并“杀死”其他独立电源（电压源短路，电流源开路）后再进行分析，最后将各分量线性叠加。 等效电路： 戴维南定理（Thévenin's Theorem）： 解释如何将任意复杂的线性二端网络简化为一个等效的串联模型：一个戴维南等效电压源 $V_{Th}$ 与一个戴维南等效电阻 $R_{Th}$ 串联。本书会详细讲解如何计算 $V_{Th}$ 和 $R_{Th}$。 诺顿定理（Norton's Theorem）： 解释如何将网络简化为一个等效的并联模型：一个诺顿等效电流源 $I_N$ 与一个诺顿等效电阻 $R_N$ 并联。强调 $R_N = R_{Th}$。 最大功率传输定理（Maximum Power Transfer Theorem）： 结合戴维南等效电路，推导出当负载电阻 $R_L$ 等于源电阻 $R_{Th}$ 时，负载可获得最大功率的条件，并分析这种传输下的效率问题。 互易定理（Reciprocity Theorem）： 阐述在仅含线性无源元件的电路中，任一处的激励源与任一处的响应之间存在的可互换性。 --- 第三部分：储能元件与一阶电路（Energy Storage Elements and First-Order Circuits） 本部分引入了电路中电磁场能量存储的概念，即电容和电感，并开始引入时间变量，分析瞬态响应。 5. 电容与电感 电容（Capacitor）： 描述电容的物理结构（两导体板间有绝缘体），定义其特性方程 $i(t) = C frac{dv(t)}{dt}$。强调电容电压不能突变。 电感（Inductor）： 描述电感的物理结构（线圈），定义其特性方程 $v(t) = L frac{di(t)}{dt}$。强调电感电流不能突变。 储能关系： 给出电容和电感中存储的瞬时能量公式 $W_C = frac{1}{2}CV^2$ 和 $W_L = frac{1}{2}LI^2$。 RL 和 RC 一阶电路的自然响应： 分析仅包含一个储能元件和电阻的电路（RL或RC电路）在无外加激励下的瞬态衰减过程。引入时间常数 $ au$ 的概念，详细推导响应函数 $f(t) = f(infty) + [f(0) - f(infty)]e^{-t/ au}$ 的形式。 6. 一阶电路的阶跃响应（Step Response） 源驱动下的瞬态分析： 考察当输入是一个直流电压阶跃（如开关动作）时，电路的响应过程。 初始条件与最终状态的确定： 强调在开关动作瞬间（$t=0^+$），储能元件两端的电压和电流必须满足其在动作前一刻（$t=0^-$）的状态。 --- 第四部分：交流稳态分析（Steady-State AC Analysis） 本部分将分析从时间域扩展到频域，处理正弦激励下的线性电路响应，这是理解滤波器、通信和电源系统的基础。 7. 相量分析法（Phasor Analysis） 正弦稳态的必要性： 解释在纯正弦激励下，所有电压和电流最终都会达到正弦稳态，但直接进行微积分求解复杂。 相量定义： 引入欧拉公式，将时域的正弦函数 $Acos(omega t + phi)$ 转化为复平面上的相量 $mathbf{V} = A angle phi$。 复数表示的元件阻抗： 电阻（R）： 阻抗 $mathbf{Z}_R = R$ (纯实数)。 电感（L）： 阻抗 $mathbf{Z}_L = jomega L$ (纯虚数，呈感性)。 电容（C）： 阻抗 $mathbf{Z}_C = frac{1}{jomega C} = -jfrac{1}{omega C}$ (纯虚数，呈容性)。 交流电路分析技术： 展现如何将节点分析、回路分析、叠加定理和戴维南/诺顿定理完全应用于阻抗表示的复数域中，求解交流稳态下的电压、电流和功率。 8. 交流电路中的功率 瞬时功率、平均功率与视在功率： 区分交流电路中能量交换的三个关键概念。 有效值（RMS）计算： 介绍有效值在交流电路功率计算中的重要性。 复功率（Complex Power）： 定义复功率 $mathbf{S} = P + jQ$，其中 $P$ 为平均功率（实部），$Q$ 为无功功率（虚部）。 功率因数（Power Factor）： 解释功率因数的物理含义及其对电能传输效率的影响，并讨论如何通过并联电容进行功率因数校正。 --- 第五部分：频率响应与谐振（Frequency Response and Resonance） 本部分探索电路响应随频率变化的特性，这是设计滤波器的核心。 9. 二阶电路的初步探索 RLC串联和并联电路的自然响应： 简要介绍包含电阻、电感和电容的电路，其无源响应可能表现为欠阻尼（振荡衰减）、临界阻尼或过阻尼。 10. 谐振现象 串联谐振： 分析串联RLC电路在特定频率（谐振频率 $omega_0$）下阻抗最小、电流最大的现象。定义品质因数 $Q$ 和带宽（BW）。 并联谐振： 分析并联RLC电路在特定频率下阻抗最大、电流最小的现象。 --- 本书的每一章都配有大量的例题和习题，旨在帮助读者通过计算来内化理论知识，培养解决实际电路问题的能力。学习者在完成本书内容后，将对线性电路的建模、分析和基本动态行为具备扎实的理论基础。

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再者，这本书的设计也非常人性化。无论是版式排版，还是插图的使用，都做得非常出色。清晰的电路图、表格以及各种示意图，都极大地提升了学习的效率和趣味性。它让我能够快速地抓住重点，理解电路的结构和工作原理。我可以在不花费太多精力去辨别图表信息的情况下，专注于理解核心内容，这在快节奏的学习生活中显得尤为宝贵。

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从我个人的学习体验来看，这套教材的语言风格也十分亲切。作者并没有使用过于晦涩难懂的专业术语，而是用一种比较容易接受的方式来解释复杂的概念。即使遇到一些比较生僻的术语，书中也会给出清晰的定义和解释。这对于提高我的阅读理解能力，以及对专业知识的吸收，都起到了非常关键的作用。我从来不会因为语言障碍而放弃对某个知识点的深入学习。

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我特别欣赏的是教材中丰富的例题，并且这些例题的难度分布非常合理。从最简单的单回路电阻电路分析，到涉及多个电源和元件的复杂网络，几乎涵盖了所有常见的电路类型。更重要的是，例题的解析过程非常详尽，一步步地展示了如何运用所学的概念和定理来求解。这对于我这种需要通过模仿来学习的学生来说，简直是福音。我经常会自己先尝试解答，然后再对照教材的解法，找出自己思维上的盲点和不足。这种互动式的学习过程，比单纯地阅读课本更能加深理解。

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这套“Electric Circuits Value Pack”可以说是我电气工程学习道路上的一盏明灯，尤其对于像我这样初次接触电工电路的学生来说，简直是量身定做的。首先，它不仅仅是一本教材，更是一个完整的学习体系。教材本身对基本电路理论的讲解非常透彻，从欧姆定律、基尔霍夫定律这些基础概念入手，循序渐进，确保你打下坚实的基础。它没有那种为了炫技而堆砌复杂公式的做法，而是非常注重概念的物理意义，让我能够真正理解每个公式背后的原理，而不是死记硬背。比如，在讲解戴维宁定理和诺顿定理时，作者并没有直接给出公式，而是通过一个一个清晰的物理场景来引导，让你自己去体会如何简化复杂的电路，这对我理解这些重要定理至关重要。

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在使用这套教材的过程中，我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。不仅仅是PSpice的仿真，教材本身也鼓励我们去动手实践，比如一些简单的电路搭建实验。虽然我还没有机会进行大规模的实验，但教材中对实验步骤的介绍，以及对实验结果的预期分析，都让我对未来的实验课充满了期待。它让我明白，电路理论不仅仅是抽象的数学公式，更是能够应用于现实世界的强大工具。

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总而言之，这套“Electric Circuits Value Pack”是我在电气工程学习路上的一个里程碑式的选择。它不仅提供了高质量的理论知识，更重要的是，它教会了我如何将这些知识转化为实际的应用能力。从电路的理论分析到软件的仿真操作，再到习题的巩固练习，这套书为我提供了一个全方位、系统化的学习方案。我毫不犹豫地推荐它给所有即将踏入或已经在电气工程领域学习的同学们，相信它也会成为你们学习上的得力助手。

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“Student Study Pack”的部分，我最看重的是其中的习题集。这不仅仅是简单的练习题，而是涵盖了各个知识点，并且题型多样，有选择题、填空题、计算题，甚至还有一些需要分析和讨论的开放性题目。这些习题的质量很高，能够有效地检验我是否真正掌握了教材中的内容。而且，很多习题都配有详细的解答，这对于我进行自我检测和查漏补缺非常有帮助。我会在学完一个章节后，就集中做相关的习题，这样能及时发现自己的薄弱环节，并加以巩固。

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我必须强调，这套“Value Pack”最大的价值在于它的“配套”和“完整性”。它不是孤立地提供一本教材，而是将理论学习、软件实践、以及大量的练习题完美地结合在一起。这种打包式的学习资源，大大节省了我搜寻不同学习资料的时间，也避免了因资料碎片化而导致的学习效率低下。在我需要理解一个概念时，我可以从教材开始，然后通过PSpice进行验证，最后再通过习题集来巩固，形成了一个闭环的学习过程。

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对于那些对电路理论感到困惑的同学，我真心推荐这套书。它能够以一种非常易于理解的方式，引导你逐步深入到电路的奥秘之中。即使你对电子工程完全不了解，这本书也能带你入门，让你对这个领域产生浓厚的兴趣。书中清晰的逻辑结构和层层递进的难度设置，让学习过程变得更加顺畅，也更有成就感。它就像一位经验丰富的老师，耐心地为你解答每一个疑问。

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“Introduction to PSpice for Electric Circuits”这部分内容更是为我的实际操作能力添砖加瓦。在理论学习的同时，能够通过PSpice这样的仿真软件来验证理论结果，这是一种非常强大的学习体验。PSpice的学习曲线并不陡峭，教材中的引导非常清晰，从软件的安装、界面介绍，到如何搭建电路、设置仿真参数，再到如何读取和分析仿真结果，都讲解得非常细致。特别是书中对于仿真结果的解读，如何将仿真波形与理论计算进行对比，如何根据仿真结果调整电路设计，这些都是课堂上很难获得的宝贵经验。

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