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出版者:武汉理工大学出版社

作者:曾海燕 编

出品人:

页数:93

译者:

出版时间:2004-10

价格:10.00元

装帧:平装

isbn号码:9787562921387

丛书系列:

图书标签:

• 材料力学
• 力学实验
• 工程力学
• 实验教学
• 高等教育
• 理工科
• 大学教材
• 实验报告
• 应力应变
• 材料性能

基础电路分析与应用 图书简介 本书旨在为电气工程、电子科学、自动化、物理学等相关专业的学生和工程师提供一套全面、深入且实用的基础电路分析方法与应用指南。在现代工程领域，无论是微电子器件的设计、电力系统的运行，还是复杂的控制系统的构建，都离不开对电路基本原理的深刻理解和熟练运用。本书聚焦于电路理论的核心概念，并结合大量工程实例，力求将抽象的数学模型与实际的物理现象紧密联系起来。 本书的结构设计遵循循序渐进的原则，从最基本的电路元件特性入手，逐步过渡到复杂的网络分析技术。我们深知，扎实的理论基础是解决一切工程问题的基石，因此，对欧姆定律、基尔霍夫定律的阐述力求精确且富有洞察力。 第一部分：电路的基本要素与定律 本部分首先详细介绍了电路分析中涉及的基本物理量，如电压、电流、电荷、功率和能量。我们不仅定义了这些量的物理含义，还阐述了它们在不同电路环境下的行为特征。随后，本书深入探讨了电阻（R）、电容（C）和电感（L）这三种基本无源元件的本构关系及其在时域和频域中的响应特性。特别是对于电容和电感的动态特性，我们结合了微分方程的描述，为后续的瞬态分析打下坚实基础。 基尔霍夫定律（KCL和KVL）作为电路分析的灵魂工具，在本书中占据了核心地位。我们不仅教授如何应用这些定律列写节点方程和回路方程，更重要的是，引导读者理解其背后的能量守恒和电荷守恒的物理意义。通过大量的实例演示，读者将能够熟练地识别电路中的独立节点和基本回路，并准确构建线性代数方程组。 第二部分：电路分析的基本方法 在掌握了基本定律之后，本书进入系统的网络分析方法阶段。我们全面介绍了电路化简的各种有效工具，包括等效电阻的串并联组合法，以及更强大的戴维南（Thévenin）等效电路和诺顿（Norton）等效电路。这两种等效方法极大地简化了复杂多源电路的分析过程，是工程师进行系统简化和模块化设计不可或缺的技能。 此外，本书详细阐述了节点电压法和网孔电流法（或称回路电流法）。这两种方法是解决多节点、多回路线性电路的通用代数方法。我们通过矩阵形式的表达，展示了如何系统地建立并求解这些方程组，强调了系统化解题的流程和规范性。对于含有理想受控源的电路，我们特别指出，这些标准方法依然适用，但需注意受控源的引入对建立方程的影响。 第三部分：一阶与二阶动态电路分析 现代电子系统大多包含储能元件，因此，对电路的瞬态响应进行精确分析至关重要。本书将RL、RC和RLC电路的瞬态分析作为重点。 对于一阶电路（RL或RC），我们使用自然响应和阶跃响应的概念，导出了时间常数 $ au$ 的物理意义，并详细分析了当输入为阶跃信号、脉冲信号或任意时间函数时的响应过程。 二阶RLC电路的分析更为复杂，我们将其响应分为三种基本情况：过阻尼、临界阻尼和欠阻尼。通过分析特征方程的根，读者将能够预测电路的响应特性，例如振荡频率、衰减率等，这对于设计滤波器和控制系统至关重要。本书将分析过程与二阶系统的标准形式联系起来，加深对系统稳定性和动态性能的理解。 第四部分：正弦稳态分析与交流电路 电路分析的很大一部分工作涉及周期性的交流（AC）信号。本书系统地介绍了相量法（Phasor Analysis），这是处理正弦稳态电路的核心工具。相量法将微分方程转化为代数方程，极大地简化了计算过程。我们详细解释了阻抗（Impedance）和导纳（Admittance）的概念，它们是电阻、电容和电感在频域中的推广形式。 在正弦稳态下，电路的分析方法与直流稳态分析（如戴维南、节点电压法）高度相似，只是元件由电阻替换为阻抗。本书重点突出了复数运算在相量分析中的应用，包括电压、电流的相位关系和功率的计算。 第五部分：交流电路中的功率与三相系统 交流电路的功率概念比直流复杂得多，本书对其进行了细致的剖析。我们区分了瞬时功率、平均功率（有功功率）、无功功率和视在功率，并引入了功率因数（Power Factor）的概念及其重要性。讲解了如何使用相量和复数功率来高效计算这些功率。此外，本书还包含了提高功率因数的常用方法——并联电容器补偿。 针对电力系统，本书专门开辟章节介绍三相电路。详细分析了三相电源的产生、星形（Y）连接和三角形（$Delta$）连接的特点、相电压与线电压、相电流与线电流之间的关系，并推导了三相总功率的计算公式。这些内容是电力电子和电力系统分析的基础。 第六部分：频率响应与谐振 电路的响应往往依赖于输入信号的频率。本部分深入探讨了频率响应的概念，即输出量（电压或电流）的幅度和相位随频率变化的规律。我们使用Bode图来直观地表示这种频率特性，这是滤波器的设计和分析的关键工具。 特别地，本书详细分析了RLC串联和并联电路的谐振现象。通过计算谐振频率、带宽和品质因数（Q值），读者将能理解电路在特定频率下的放大或抑制特性，从而设计出具有特定频率选择性的电路。 全书特色 本书的每一章都包含大量的“工程实例”和“动手实践”部分，这些实例紧密结合了传感器接口、电源滤波、信号处理等实际应用场景，确保理论知识能够转化为解决实际问题的能力。我们强调了数学建模能力与物理直觉的结合，避免了纯数学推导的枯燥。排版清晰，图表丰富，旨在为学习者提供一个既严谨又易于理解的电路分析学习资源。学完本书，读者将能够自信地处理几乎所有线性电路的直流、瞬态和正弦稳态分析问题。

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这本书的深度和广度都令人印象深刻。它不仅仅停留在基础的拉伸、压缩测试层面，还涉及到了冲击韧性测试、蠕变测试等更高级的实验方法。最让我感到受益的是书中对材料本构关系理解的深化，通过一系列对比鲜明的实验数据，直观地展示了不同材料（如金属、聚合物）在不同应力状态下的力学响应差异。这种基于实验证据来反推理论模型的学习方式，无疑比死记硬背公式有效得多，真正让我体会到了“实验是检验真理的唯一标准”这句话的深刻内涵。

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这本书的排版和字体选择非常友好，阅读体验极佳。我注意到作者在讲解各个实验原理时，采用了非常贴近实际工程应用的案例，比如桥梁结构受力分析、飞机部件的疲劳寿命预测等，这使得抽象的力学概念变得生动起来，也让我更深刻地理解了为什么要做这些实验。书中的很多小技巧和经验总结，比如如何正确安装传感器、如何避免试样在加载过程中出现偏心，这些都是我在其他资料中很难找到的宝贵信息，感觉作者真的是站在一个资深实验工程师的角度来撰写的。

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这本书的封面设计得很有质感，虽然内容是关于材料力学的实验，但整体感觉并不枯燥。我原本以为会是一本非常偏理论、公式堆砌的教科书，没想到它在实验操作的描述上花了大量的篇幅，而且配图非常清晰直观，即便是初次接触实验设备的新手也能快速上手。特别是对于像应力应变曲线的绘制、材料疲劳测试这样的关键实验，作者不仅详细记录了步骤，还深入探讨了实验中可能出现的误差来源以及如何进行数据修正，这一点对我非常有帮助。它更像是一本实战手册，而不是单纯的理论参考书，读起来完全没有压力。

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这本书的逻辑结构安排得非常巧妙，每一章都是围绕一个核心实验展开，从实验目的、理论基础、实验装置介绍，到操作步骤、数据记录和结果讨论，形成了一个完整的闭环。特别是对于那些需要复杂设备操作的实验，书中还附带了详细的安全注意事项和设备维护指南，这体现了作者对实验安全的高度重视。我个人尤其欣赏它对“失败案例”的探讨，分析了某些常见错误操作可能导致的结果，这比只讲成功经验更具教育意义，让人在实践中能少走很多弯路。

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作为一个理论学习为主的学生，我拿到这本书时最大的顾虑就是实验数据处理和分析部分会不会过于简化。但令人惊喜的是，这本书在这方面做得非常扎实。它不仅提供了基础的误差分析方法，还引入了一些现代化的数据处理工具的应用思路，比如如何利用Origin或MATLAB进行曲线拟合和结果可视化。对于报告的撰写规范也有详尽的指导，从实验目的到结论分析的逻辑链条都梳理得非常清楚，读完后感觉自己的实验报告写作水平都有了质的飞跃。

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