具体描述
电路辅导及习题全解（高教社第四版），ISBN：9787502356910，作者：钟凯、等
《电学基础与实践指南》 导论：点亮理解之光，驱动探索之旅 在浩瀚的科学技术领域，电学无疑是最为核心且应用最为广泛的学科之一。它如同隐藏在万物背后的无形之手，驱动着现代文明的运转，从微小的芯片到庞大的电网，无处不见其身影。然而，电学的概念有时如同迷雾，初学者在面对纷繁复杂的理论公式和抽象的物理现象时，往往感到无从下手。本书《电学基础与实践指南》正是为克服这些挑战而生，它并非仅仅是一本枯燥的理论教材，而是一次深入浅出的探险，一次逻辑严谨的推理，一次触类旁通的启迪。 本书旨在为渴望掌握电学精髓的读者提供一条清晰、系统且富有启发性的学习路径。我们深知，理解电学并非一蹴而就，需要扎实的理论基础、清晰的逻辑思维以及大量的实践巩固。因此，本书在内容编排上，力求做到理论与实践的完美结合，概念的循序渐进，以及知识点的深度拓展，旨在帮助读者从根本上理解电学的奥秘，并具备独立分析和解决实际问题的能力。 第一篇：直流电学——万物之源的基石 直流电学是整个电学体系的开端，它如同语言的字母表，是理解后续所有复杂电路的基础。本篇将带领读者从最基本的概念入手，逐步构建起对直流电的深刻认知。 第一章：电荷、电流与电压——无形力量的显现 我们首先从“电荷”这一基本粒子开始。通过形象的比喻和生动的例子，解释电荷的性质、电荷守恒定律以及电荷的传递方式。接着，我们将引入“电流”的概念，它不再是抽象的符号，而是描述电荷定向移动的动态过程。我们将详细阐述电流的定义、方向、测量单位（安培），并通过实际电路的简单模型，展示电流是如何流动的。 随后，“电压”作为驱动电流产生的“推力”，将进入我们的视野。本书将用“势能差”、“电势差”等概念来解释电压的本质，并类比水压和高低水位来帮助读者理解电压与电流之间的关系。我们将深入探讨电压的测量单位（伏特），以及不同类型的电源（电池、发电机）是如何产生电压的。 第二章：电阻与欧姆定律——连接的桥梁 当电流在导体中流动时，会遇到阻碍，这就是“电阻”。本章将详细介绍电阻的物理含义、影响电阻大小的因素（材料、长度、截面积、温度），并引入“电阻率”这一重要概念。我们将通过实验演示和理论推导，清晰地阐述“欧姆定律”——电流、电压和电阻之间的黄金比例关系。本书将以多种形式展现欧姆定律的公式及其应用，包括如何计算电流、电压或电阻，以及在实际电路设计中如何利用欧姆定律来选择合适的元件。 第三章：串联与并联电路——智慧的组合 现实中的电路并非孤立的元件，而是由多个元件巧妙组合而成。本章将重点讲解“串联电路”和“并联电路”的特性。我们将分析串联电路中电压、电流和总电阻的分配规律，以及其中一个元件损坏时对整个电路的影响。接着，我们将深入探讨并联电路的特点，包括各支路电流的分布、总电流的计算，以及并联电路在提高电路可靠性和分配电流方面的优势。本书将通过丰富的图示和实例，帮助读者清晰区分串联和并联电路，并能准确分析它们的特性。 第四章：功率与能量——电力的价值体现 电能是如何被转化为其他形式的能量（如热能、光能、机械能）？本章将揭示“电功率”和“电能”的奥秘。我们将推导出电功率的计算公式，并解释焦耳定律，即电流通过电阻时产生的热量。通过生活中的电器（如电灯、电暖器）作为例子，我们将生动地展示电功率与电能消耗之间的关系，并介绍电能的单位（瓦特时、千瓦时）及其计算方法。这对于理解电费的计算和电器能效至关重要。 第五章：简单直流电路的分析与计算——解题的工具箱 在掌握了基本概念和定律后，本章将聚焦于如何应用所学知识分析和解决实际的直流电路问题。我们将介绍“节点电压法”、“回路电流法”等分析电路的系统方法，并通过大量的例题，演示如何一步步地分解复杂电路，计算各处电压、电流和功率。这些方法将成为读者手中强大的分析工具，帮助他们应对各种挑战。 第二篇：交流电学——现代世界的脉搏 与恒定不变的直流电不同，交流电以其周期性的变化特性，成为现代电力传输和许多电子设备的核心。本篇将带领读者深入理解交流电的特性及其在实际中的应用。 第六章：交流电的产生与特性——周期律动的奥秘 本章将从交流电的产生机制开始，解释正弦交流电是如何通过旋转的线圈在磁场中感应产生的。我们将详细介绍交流电的“周期”、“频率”、“振幅”和“初相位”等基本参数，并通过波形图来直观展示交流电的周期性变化。我们还会引入“有效值”的概念，它能够等效地表示交流电的功率大小，与直流电进行比较。 第七章：电容与电感——储能与阻碍的精灵 “电容”和“电感”是构成交流电路不可或缺的关键元件。本章将深入讲解电容的构造、充放电过程以及它在交流电路中的“容抗”特性——对交流电的阻碍作用与频率成反比。我们将类比水箱来帮助理解电容的储能作用。接着，我们将介绍电感的原理、自感现象，以及它在交流电路中的“感抗”特性——对交流电的阻碍作用与频率成正比。我们将用类似的机械模型来类比电感的储能特性。 第八章：RLC串联电路——共振与阻抗的协奏曲 RLC串联电路是交流电学中最具代表性的电路之一，它融合了电阻、电容和电感的特性。本章将详细分析RLC串联电路的总“阻抗”——综合了电阻、容抗和感抗的效应，并探讨阻抗与频率的关系。我们将重点介绍“谐振”现象，即当电路的感抗和容抗相互抵消时，电路的阻抗最小，电流达到最大。谐振在收音机调谐、滤波器设计等领域有着广泛应用。 第九章：交流电的功率——实功与虚功的辨析 与直流电的功率计算不同，交流电的功率分析更为复杂。本章将区分“有功功率”（实际做功的功率）、“无功功率”（用于建立磁场和电场的功率）和“视在功率”（电压和电流的乘积）。我们将引入“功率因数”的概念，它表示有功功率占视在功率的比例，并解释提高功率因数的重要性。 第三篇：电子基础——微观世界的探索 在宏观的电路分析之上，电子器件是构建现代电子系统的基石。本篇将带领读者走进微观世界，理解半导体器件的奇妙特性。 第十章：半导体基础知识——神奇的材料 本章将从原子结构入手，介绍“半导体”的独特导电性能，以及“本征半导体”和“外延半导体”的概念。我们将详细讲解“N型半导体”和“P型半导体”的形成机理，以及“载流子”——自由电子和空穴——在其中扮演的角色。 第十一章：二极管——单向通行的桥梁 “二极管”作为最基本的半导体器件，其核心特性是“单向导电性”。本章将详细阐述PN结的形成、正向偏置和反向偏置时的导电机制。我们将通过电路模型和特性曲线，展示二极管如何实现“整流”功能，即将交流电转换为脉动的直流电。 第十二章：三极管（晶体管）——电流的放大器 “三极管”（如BJT和MOSFET）是电子学中最重要的放大和开关器件。本章将详细讲解三极管的结构、工作原理，以及它如何实现“电流放大”和“电压放大”功能。我们将通过具体的电路图示，演示三极管在放大电路和开关电路中的应用，为理解更复杂的集成电路奠定基础。 第十三章：运算放大器——万能的信号处理核心 “运算放大器”（Op-Amp）是一种功能强大的集成电路，它能够执行各种模拟信号处理任务。本章将介绍运算放大器的基本组成、理想特性，以及如何通过外部元件配置来实现“反相放大”、“同相放大”、“加法”、“减法”、“积分”和“微分”等多种功能。我们将通过应用实例，展示运算放大器在滤波器、振荡器、比较器等电路中的关键作用。 第四篇：电路应用与实践——理论的落地之花 理论的最终目的是指导实践。本篇将通过一些典型的电路应用，帮助读者将所学知识融会 পরিসংখ্যান and 落地。 第十四章：传感器技术基础——感知世界的触角 传感器是连接物理世界和电子系统的桥梁。本章将介绍几种常见的传感器类型，如电阻式传感器（温度、压力）、电容式传感器、电感式传感器以及光学传感器等。我们将分析这些传感器的工作原理，以及它们如何将物理量转化为电信号，为后续的信号处理和数据采集提供原始信息。 第十五章：电源技术入门——稳定能量的供应 稳定的电源是所有电子设备正常工作的保障。本章将介绍几种常见的电源类型，包括线性稳压电源和开关稳压电源。我们将分析它们的电路结构、工作原理，以及各自的优缺点。同时，也会涉及一些简单的电池充电电路和电源保护技术。 第十六章：滤波电路——杂讯的净化者 在实际的电子系统中，信号往往混杂着各种“杂讯”。滤波电路是用来消除或减弱不需要的频率成分，提取有用信号的关键技术。本章将介绍低通、高通、带通和带阻等几种基本的滤波器类型，并通过实例说明它们在音频处理、信号去杂讯等方面的应用。 第十七章：振荡电路——周期信号的制造者 振荡电路能够产生周期性的电信号，是许多电子设备（如时钟、通信设备）的核心。本章将介绍几种典型的振荡电路，如RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器，并分析它们的产生原理和性能特点。 结语：持之以恒，学以致用 电学是一门博大精深的学科，本书所涵盖的内容仅仅是打开这扇大门的钥匙。我们鼓励读者在阅读本书的过程中，积极思考，大胆实践，将理论知识与动手能力相结合。通过理解基本原理，掌握分析方法，并尝试构建和测试简单的电路，你将逐渐感受到电学的魅力。 学习电学并非一蹴而就，它需要耐心、毅力和持续的探索精神。我们相信，通过本书提供的系统指导和丰富的实践案例，你将能够点亮理解电学的智慧之光，为你在科技探索的道路上注入源源不断的动力。愿本书成为你电学学习旅程中的忠实伙伴，指引你探索更广阔的知识海洋。
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