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作者:Steinmetz, Charles Proteus/ Alger, Philip Langdon

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页数:0

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价格:65

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isbn号码:9780486495385

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• 电气工程
• 电路分析
• 电力系统
• 电磁场
• 信号处理
• 控制系统
• 电子设备
• 通信原理
• 电机学
• 电力电子

《电路理论与应用：从基础到前沿》 书籍简介 本书旨在为学习电子电气工程的读者提供一套全面、深入且具有前瞻性的基础理论和应用实践指导。它并非聚焦于某一特定领域的深入探讨，而是致力于构建一个坚实的电气工程知识体系框架，涵盖从最基本的电路定律到复杂系统分析的完整路径。全书结构严谨，内容涵盖面广，旨在培养读者扎实的理论基础、敏锐的问题分析能力以及解决实际工程挑战的综合素养。 第一部分：电磁场与电路基础的再审视 本部分将对电气工程的根基——电磁现象和电路定律进行一次深入而系统的回顾与深化。我们不满足于简单的公式罗列，而是着重于物理图像的构建和数学模型的严谨推导。 第一章：静电场与静磁场的高级分析 本章首先回顾了库仑定律、高斯定律、安培环路定律等麦克斯韦尔方程组的积分形式。重点将放在偏微分方程形式的引入，特别是拉普拉斯方程和泊松方程在电势分布求解中的应用。对于介质边界条件、导体表面电荷分布以及磁滞现象的初步讨论，旨在为后续的动态场分析打下基础。我们还将探讨亥姆霍兹分解定理，以便将任意矢量场分解为有旋和无旋部分，这对于理解电磁波的传播至关重要。 第二章：电路理论的拓扑学与状态变量方法 传统的节点电压法和网孔电流法是基础，但本章将引入更具系统性的拓扑分析方法。通过图论（树、支路、割集、回路等概念），读者将学会如何系统地构建电路方程组，无论电路结构如何复杂。随后，将引入状态变量法。通过定义电路的独立电容电压和独立电感电流作为状态变量，可以将任意线性电路（包括高阶电路）转化为一组一阶微分方程组（状态方程），这极大地简化了电路暂态响应的求解过程，并为状态空间分析做好铺垫。 第三章：正弦稳态分析与复数阻抗的几何意义 本章在复数平面上深入探讨正弦稳态电路的分析。除了相量法的使用，我们将更侧重于阻抗和导纳的几何意义——它们在复平面上的轨迹（如布洛赫球体在特定情况下的简化应用）。功率分析将拓展至复功率、有功功率、无功功率以及视在功率的三角关系，并详细讨论功率因数校正对电网效率的实际影响。此外，对二端口网络参数（Z、Y、H、G参数）的推导和相互转换的几何意义进行剖析。 第二部分：瞬态响应、傅里叶分析与系统特性 本部分聚焦于电路的动态行为，是理解信号处理和系统响应的关键。 第四章：一阶与二阶电路的完整响应分析 本章详细分析了含储能元件电路的自然响应（自由响应）和阶跃响应（强迫响应）。对于二阶电路，重点区分了过阻尼、欠阻尼和临界阻尼三种情况，并明确了其特征根与阻尼比、自然频率之间的关系。我们还将讨论脉冲激励下的响应，并引入单位脉冲响应的概念，这是系统分析的基石。 第五章：傅里叶级数与傅里叶变换 本章是信号分析的核心。傅里叶级数将用于周期信号的分解，重点讨论了奇偶对称性、周期延拓的影响以及傅里叶系数的计算技巧。随后，傅里叶变换（FT）被引入，用于处理非周期信号。我们将详细讲解FT的性质（线性、时移、频移、卷积定理等），并重点讨论狄拉克函数在频谱分析中的重要作用。本章将通过实例展示如何利用FT分析RLC电路在非正弦激励下的稳态响应。 第六章：拉普拉斯变换及其在瞬态分析中的应用 拉普拉斯变换是连接时域与s域（复频率域）的桥梁。本章将系统推导拉普拉斯变换的定义、基本性质及常用函数变换对。核心应用在于将微分方程转化为代数方程求解，这极大地简化了复杂暂态问题的处理。我们将深入探讨s域中的传递函数、零点与极点，并通过极点位置判断系统的稳定性（如临界稳定性）。 第三部分：交流电路的深入探讨与非线性元件概述 本部分将超越理想元件的限制，探讨更接近实际工程问题的领域。 第七章：多相系统与对称性分析 本章将详细介绍三相系统的原理，包括星形（Y）连接和三角形（Δ）连接的电压、电流关系及功率计算。重点讨论了三相系统中的平衡条件，以及当系统发生不对称故障（如单相接地）时，如何利用对称分量法（正序、负序、零序分量）来简化问题的分析。 第八章：非线性电路的初步概念 本章引入对非线性元件（如二极管、晶体管等）的宏观认识。虽然不深入半导体物理，但将关注其在直流偏置下的伏安特性曲线，并介绍 piecewise-linear（分段线性）模型的应用。通过这种模型，我们将学习如何使用割线法或切线法来分析简单非线性电路的直流工作点，为后续学习更复杂的电子电路打下基础。 第九章：磁耦合电路与理想变压器 本章专注于互感现象。详细推导了互感对电路方程的影响，并引入了互感系数M和耦合系数k的概念。我们将重点分析理想变压器的工作原理，理解其匝数比与阻抗变换的关系，这是电力系统和电子设备中能量传输的基础。 第四部分：工程实践与计算工具的结合 本部分强调理论指导实践，并介绍了现代工程计算方法。 第十章：电路仿真工具与数值方法 本章旨在弥合理论与仿真之间的鸿沟。读者将学习如何使用主流电路仿真软件（如SPICE类工具）搭建和分析电路模型。重点讲解了如何将时域激励转换为适合仿真的源模型，如何设置瞬态分析、交流分析和直流扫描的参数。同时，简要介绍了解线性方程组的数值解法（如高斯消元法）在大型电路分析中的基础地位。 结论：构建完整的电气知识图景 本书的终极目标是让读者掌握分析任何线性或近似线性电路的基本工具和思维模式。它提供了一个坚实的平台，读者可以在此基础上进一步深入学习电力系统、微电子学、控制理论或电磁兼容性等专业领域。本书强调的是对物理现象的深入理解，而非对特定技术的依赖，确保读者在技术快速迭代的未来仍具备强大的适应能力。

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我原本对数字信号处理这个领域只有模糊的认识，觉得它离我的实际应用有点遥远。但《Lectures on Electrical Engineering》这本书，用一种非常接地气的方式，让我看到了数字信号处理的强大力量和广泛应用。作者从我们日常生活中随处可见的例子入手，比如音频压缩、图像处理，甚至是手机通信，来解释傅里叶变换、滤波器设计等核心概念。我尤其喜欢他关于“信号的分解与重构”的讲解，他用乐高积木的比喻，让我直观地理解了如何将复杂的信号拆解成简单的正弦波，然后再将它们重新组合起来。书中还提到了一些关于数字水印和信息加密的应用，这让我对数字信号处理的潜在价值有了更深刻的认识。读完相关章节，我感觉自己对数字信号处理的理解从“知其然”上升到了“知其所以然”，并且看到了它在现代科技中不可或缺的地位。

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我一直对电子工程中涉及的各种控制系统很感兴趣，尤其是那些能够让机器“智能”起来的原理。在翻阅《Lectures on Electrical Engineering》之前，我对PID控制器之类的概念都觉得有些抽象，不知道它们是如何工作的。然而，这本书的讲解方式让我耳目一新。作者通过一个非常生动的例子——“控制一杯咖啡的温度”——来引入反馈控制的概念，然后逐步深入到比例、积分、微分控制的原理。我特别喜欢他对于“瞬态响应”和“稳态误差”的解释，他用日常生活中“急刹车”和“最后停稳”的比喻，让我立刻理解了这些术语的含义。而且，书中还提供了一些关于机器人手臂和自动驾驶汽车的案例分析，这些都是我非常感兴趣的应用领域。这本书让我觉得，控制工程不仅仅是枯燥的数学公式，更是充满智慧和创意的解决方案。

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哇，这本书绝对是我最近的惊喜！我一直对电子工程这个领域抱有浓厚的兴趣，但总觉得很多理论知识学起来有些枯燥乏味，像是在啃一本本冰冷的书籍。然而，当我翻开《Lectures on Electrical Engineering》时，我立刻被它独特的魅力所吸引。作者的叙述方式非常生动，他没有直接抛出艰涩的公式和概念，而是通过引人入胜的案例和通俗易懂的比喻，将复杂的电路原理、信号处理、电磁场等知识点娓娓道来。我尤其喜欢他关于“看不见的能量流动”的讲解，仿佛我真的能“看到”电子在导线中穿梭，感受到电流的强大力量。而且，书中穿插的许多历史故事和工程师的轶事，也让我在学习技术的同时，对这个领域的先驱们充满了敬意。我发现自己不再是被动地接受信息，而是主动地去思考、去探索。这本书真的让我对电子工程产生了全新的认识，它不再是遥不可及的科学，而是充满了无限可能和创意的领域。

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作为一个对电磁场和波领域一直感到困惑的学生，我一直以来都觉得这个学科像是一团迷雾，难以捉摸。然而，《Lectures on Electrical Engineering》这本书以一种非常巧妙的方式，为我拨开了这层迷雾。作者在处理这些抽象概念时，使用了大量的类比和直观的图示，让我能够更清晰地“感知”电场和磁场的分布以及它们之间的相互作用。例如，他在讲解麦克斯韦方程组时，并没有直接给出数学形式，而是先从“电荷运动产生磁场，变化的磁场产生电场”这样的基本物理现象出发，一步步引导读者去理解方程的含义。书中还提供了一些关于天线设计和无线通信的实际应用案例，这让我意识到电磁场理论并非只是停留在书本上的空谈，而是有如此广泛和重要的实际意义。读完相关的章节，我感觉自己对电磁波的传播和相互作用有了前所未有的清晰认识，那种豁然开朗的感觉真是太棒了。

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坦白说，我拿到这本书的初衷是为了应付即将到来的考试，我以为它会像我之前看过的许多教材一样，充斥着晦涩难懂的术语和密密麻麻的公式，让我头昏脑涨。但出乎意料的是，《Lectures on Electrical Engineering》提供了一种截然不同的学习体验。作者在每一章的开头都会设置一个“情景引入”，比如从日常生活中的电器故障讲起，或者从某个新兴技术的热点问题入手，一下子就能抓住我的注意力。接着，他会逐步引出相关的理论知识，并且在讲解过程中，总是会穿插大量的图示和表格，这些视觉化的元素极大地帮助我理解抽象的概念。让我印象深刻的是关于“电力系统稳定性”的那一部分，作者并没有直接给我一堆复杂的微分方程，而是通过一个生动的“跷跷板”模型，让我直观地理解了系统失稳的机制。读这本书的过程，更像是在和一位经验丰富的老师进行一对一的交流，他耐心解答我的疑问，引导我思考，而不是简单地把知识堆砌给我。

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