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出版者:Thomson Learning

作者:Herman, Stephen L.

出品人:

页数:528

译者:

出版时间:2006-4

价格:1158.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9781418000455

丛书系列:

图书标签:

• 直流电路
• 电路基础
• 电力电子
• 电子工程
• 电气工程
• 直流电源
• 电路分析
• 基础电子学
• 电工学
• 理论学习

《交流电路分析与应用》 内容简介 本书旨在为读者提供一套全面、深入且实用的交流电路理论基础与应用实践知识。我们深知，在现代电子工程、电力系统和信号处理等诸多领域，交流电的分析与控制是不可或缺的核心技能。因此，本书的编写严格围绕这一核心目标展开，力求构建一个逻辑清晰、层次分明的知识体系。 本书的结构设计遵循了从基础概念到复杂系统分析的渐进路线。我们首先在第一章中回顾了电路分析的基础定律，例如基尔霍夫定律在交流环境下的形式，并引入了交流电的基本特性——周期性、频率、相位等关键概念。随后，第二章着重于正弦稳态分析的基础工具，即相量（Phasor）的概念及其在复数平面上的表示方法。这是理解交流电路瞬态响应和稳态行为的桥梁。我们详细阐述了如何使用相量来表示电压和电流，以及电阻、电感、电容（R、L、C元件）在频域内的阻抗特性。 第三章进入到交流电路的核心——阻抗和导纳分析。本章深入探讨了元件阻抗的计算，以及串联和并联组合阻抗的简化方法。特别地，我们引入了复功率（Complex Power）的概念，这是电力系统分析的基石。读者将学习到有功功率（P）、无功功率（Q）和视在功率（S）之间的关系，以及功率因数（Power Factor）的概念及其对电路效率和设备容量的重要性。我们提供了大量的实例来演示如何计算和改善电路的功率因数，这对于工业应用和电能传输至关重要。 第四章的重点是正弦稳态下的电路分析方法。我们将传统的直流电路分析方法（如节点电压法、网孔电流法）扩展到交流域。通过相量模型，这些经典方法得以高效应用。本章详细介绍了利用复数代数求解复杂多源交流电路的方法，并特别强调了最大功率传输定理在交流系统中的应用条件。我们还涵盖了叠加定理、互易定理等线性电路定理在交流分析中的应用场景。 第五章专注于交流电路中的谐振现象。谐振是交流电路设计中的一个重要特性，尤其在滤波器和选频电路中扮演关键角色。本章详细分析了串联谐振和并联谐振的条件、特性频率、带宽和品质因数（Q值）。通过对这些参数的深入理解，读者能够设计出具有特定频率选择性的电路。我们不仅提供了理论推导，还结合了实际的调谐电路案例进行说明。 第六章将理论知识提升到更高层次，探讨了三相交流电路。三相系统是现代电力传输和大型电机驱动系统的标准配置。本章从三相电源的产生原理入手，详细解析了星形（Y）联接和三角形（Δ）联接的特性，包括线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系。本章同样涉及三相电路的功率计算，包括平衡负载和非平衡负载下的功率分配与测量方法。对三相四线制和三相五线制系统的理解也是本章的重点。 第七章引入了交流电路的瞬态分析。虽然前几章主要关注稳态响应，但理解RL、RC以及RLC电路在开关、突变等扰动下的瞬态行为至关重要。本章采用微分方程或拉普拉斯变换的初步概念，分析RLC电路在不同初始条件下的电压和电流响应，区分过阻尼、欠阻尼和临界阻尼三种情况。这一部分为后续学习更高级的动态系统分析打下基础。 第八章则将理论与实际工程应用紧密结合，介绍交流电路中的非正弦周期性信号分析。现实世界中存在大量由开关电源、电机驱动等产生的非正弦波形。本章引入了傅里叶级数理论，解释如何将任意周期性信号分解为一系列正弦波的叠加。读者将学习如何计算这些信号的有效值（RMS值）以及在电路中的功率消耗，这对于解决谐波污染和进行EMI/EMC设计具有实际意义。 本书的特色在于其丰富的实例、清晰的图示和循序渐进的难度提升。每个章节末尾都附有大量的习题，涵盖了从概念验证到复杂工程计算的不同层次，旨在帮助读者巩固知识，并锻炼实际问题解决能力。本书的目标读者群体包括电子工程、电气工程、自动化以及通信工程等相关专业的本科生、研究生，以及希望系统回顾或深入学习交流电路理论的在职工程师。我们相信，通过对本书内容的系统学习，读者将能熟练掌握交流电路的分析、设计与优化方法，为深入学习电力电子、控制系统、通信理论等前沿技术奠定坚实的基础。

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这本书的行文风格实在是太“学术”了，每一个章节的组织都严格遵循着教科书的范式，清晰、有条理，但缺乏一丝趣味性。我本来对学习新的技术知识抱有很高的热情，希望这本书能像一个经验丰富的工程师在向我传授“实战经验”一样。比如，在讲解开关电路的瞬态响应时，我期待能看到一些关于如何选择合适的阻尼元件、如何避免寄生振荡的实际经验之谈。但书中给出的更多是理想化的模型和纯粹的数学公式，很少有针对实际工程中遇到的非线性、非理想元件问题的讨论。例如，在讨论电感器和电容器的性能时，书中对磁芯饱和、介质损耗等实际问题着墨不多。这使得我感觉自己像是在一个完全真空的环境中学习物理定律，而不是在学习如何设计一个可靠的直流电源。对于有一定基础，想寻求解决实际工程难题的读者来说，这本书提供的“营养”略显单薄，更像是一份严谨的理论速查手册，而不是一本能让你茅塞顿开的“秘籍”。

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作为一名对电源设计有初步了解的自学者，我购买这本书时，主要期望它能提供一个关于如何构建高效、稳定直流电源的完整路线图。我希望能从书中了解到关于纹波抑制、噪声隔离以及热管理方面的深入见解，这些都是实际电源设计中至关重要的环节。然而，当我翻阅到关于滤波器设计的部分时，我发现它主要集中在LC滤波器的理论截止频率计算上，对于如何根据实际负载特性选择合适的电容材质（例如，X7R与C0G的差异对高频性能的影响），以及在PCB布局上如何有效隔离开关噪声的实践指导非常欠缺。我甚至希望能看到一些关于不同拓扑结构（如Buck、Boost）在特定输入电压范围下的优缺点对比分析，并附带一些典型的设计参数选择流程。这本书似乎默认读者已经掌握了大部分的硬件设计常识，直接跳到了核心的电路分析层面，导致我在尝试将理论应用于实际电路板设计时，仍然感到无所适从，仿佛缺少了那一块连接理论与实践的桥梁。

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我关注这本书的一个重要原因，是希望它能涵盖一些跨学科的知识点，毕竟现代直流系统已经与控制理论、电磁兼容（EMC）紧密结合。我的设想是，书中至少会有一章专门讨论直流系统中的EMC问题，比如如何设计屏蔽结构来减少辐射发射，或者如何选择共模扼流圈来抑制传导干扰。然而，整本书读下来，EMC的内容几乎是缺席的，这对于任何打算设计消费电子或工业控制设备中直流供电模块的工程师来说，是一个巨大的信息盲区。同样，对于数字控制直流电源中常用的PWM调制策略的深入探讨，也只是一笔带过，更多地停留在传统的线性控制范畴。我原本期待能看到关于如何利用FPGA或微控制器实现更高级的电流环和电压环控制的讨论，并结合直流系统的具体非线性特性进行分析。这本书似乎固守着一个比较传统的电气工程框架，未能跟上控制技术与电力电子技术融合的时代步伐，使得它的“基础”定义略显陈旧和局限。

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这本书的插图和图表质量让我有些失望。在涉及复杂的电路结构或波形分析时，清晰的视觉辅助是至关重要的。我发现书中很多关键的波形图，比如开关电源的电压和电流波形，打印得非常模糊，线条的粗细和区分度不高，这给理解开关节点上的尖峰和振铃带来了不小的困难。尤其是在分析半导体器件的开关特性时，对上升沿和下降沿的精确观察是理解损耗的关键，但这里的图示显得过于“平面化”，缺乏三维的层次感。此外，书中对关键元器件（如功率MOSFET或IGBT）的等效电路模型讲解得过于简化，没有足够详细地展示寄生参数对系统动态性能的影响。一个真正优秀的“Fundamentals”书籍，应该能够用最直观的图示将抽象的物理过程具象化，让读者即便不看文字也能大致理解电路的工作状态。这本书在这方面投入的精力显然不足，使得许多本应一目了然的概念，需要反复阅读文字才能勉强领会。

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这本书的封面设计得非常简洁，黑色的底色配上白色的字体，给人一种非常专业和严谨的感觉。内容上，我原本以为它会深入探讨电力系统的具体应用，比如变电站的设计或者电网的运行维护，毕竟书名听起来就与“直流”和“基础”有关。然而，阅读下来，我发现它更侧重于理论的推导和基本概念的阐释。例如，对于欧姆定律、基尔霍夫定律这些基础中的基础，作者用了大量的篇幅进行数学推导，生怕读者理解不够深刻。我本来更期待看到一些现代电力电子技术在直流系统中的实际应用案例，比如高压直流输电（HVDC）的技术发展，或者在可再生能源并网方面直流技术的优势。书中对这些前沿领域的覆盖非常有限，更像是停留在上世纪八九十年代的教材水平。如果你是希望快速了解直流技术在现代工业中的最新进展，这本书可能无法满足你的期待，它更像是一本为电气工程专业学生准备的、用于打牢基础理论的参考书。对我来说，这有点像买了一本关于汽车引擎结构的教科书，却发现里面几乎没有提到自动驾驶或新能源汽车的电池管理系统。

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