Wiley Plus Stand-Alone To Accompany Basic Engineering Circuit Analysis, 8Th Editionysiology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Irwin, David J./ Nelms, Robert M.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:672.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9780470075838

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图书标签:

• 电路分析
• 工程电路
• Wiley
• Basic Engineering Circuit Analysis
• 电路
• 电子工程
• 教材
• 大学教材
• 第八版
• 基础

机械工程基础电路分析：理论、应用与实践 本书聚焦于机械工程领域中电路分析的核心概念、方法论及其在实际工程问题中的应用。 本导读旨在为学生和初级工程师提供一个扎实的基础，使其能够理解、分析并解决复杂的电路问题，为后续专业课程和实际工程设计打下坚实的基础。 本书摒弃了对特定商业化学习平台的依赖，而是完全专注于电路理论的普适性和工程实践中的应用价值。我们的目标是培养读者独立分析电路的能力，而非简单地适应某套预设的学习系统。 --- 第一部分：电路基础与元件模型 (Fundamentals and Component Models) 本部分为后续所有高级分析奠定了必要的数学和物理基础。我们将深入探讨电学理论的基石，确保读者对基本概念有清晰而深刻的理解。 第一章：电与电路的基本概念 电荷、电流与电压： 详细阐述电荷的本质、电流（瞬时、平均和有效值）的定义及其在不同导体中的流动机制。重点分析电压作为能量势差在电路中的作用。 能量、功率与效率： 定义和推导电功率的瞬时、平均形式，探讨能量守恒定律在电路分析中的应用。引入效率概念，并分析功率在实际元件中的耗散与传输。 电路元件的理想化模型： 介绍电阻（R）、电容（C）和电感（L）三种基本无源元件的伏安特性曲线（V-I 关系）。深入分析理想模型的局限性及其在工程中的适用范围。 电路的拓扑结构： 节点、分支、回路和网格的定义。通过实例解析如何对复杂电路图进行结构化描述，为应用基尔霍夫定律做准备。 第二章：欧姆定律与基尔霍夫定律 欧姆定律的物理意义与工程应用： 详述电阻的线性特性及其温度依赖性。讨论导体材料的选择对电路性能的影响。 基尔霍夫电流定律（KCL）： 基于电荷守恒原理，通过节点分析法建立方程组的逻辑基础。提供多种网络拓扑结构下KCL的应用实例。 基尔霍夫电压定律（KVL）： 基于能量守恒原理，阐述回路电压之和为零的物理意义。强调回路选择的系统性方法，避免冗余方程。 受控源模型： 引入电压控制电压源（VCVS）、电流控制电流源（CCCS）等模型，这些是描述有源元件（如晶体管模型早期简化）的关键，是分析线性与非线性电路的桥梁。 --- 第二部分：电路分析方法与技巧 (Circuit Analysis Techniques) 本部分将读者从描述性分析带入到定量分析阶段，系统地介绍解决复杂电路的强大代数工具。 第三章：基本电路分析技术 电阻网络的简化： 深入讲解串联与并联简化方法的严格适用条件。重点剖析星-三角（Y-Δ）/ 三角-星（Δ-Y）变换，这是处理三端对称或非对称网络的核心工具，并讨论其在三相系统中的初步联系。 节点电压分析法： 系统化地应用KCL，将电路问题转化为求解一组线性方程组。详细讲解如何处理受控源在节点方程中的代入。 回路电流分析法： 系统化地应用KVL，将问题转化为求解回路电流。对比节点法和回路法在不同电路结构（如节点少或回路少）下的优劣。 第四章：电路定理 本章旨在展示电路分析中的普遍性规律，这些定理能极大地简化计算过程，并揭示电路行为的内在对称性。 叠加定理： 阐述其在处理多独立源电路时的应用，强调线性电路的要求，并区分对待独立源和受控源。 戴维南定理 (Thévenin's Theorem)： 如何将复杂线性网络简化为一个电压源和一个串联电阻。详细介绍计算戴维南等效电阻 ($R_{Th}$) 的方法，包括独立源置零（电压源短路，电流源开路）的步骤。 诺顿定理 (Norton's Theorem)： 与戴维南定理的对偶性。如何求得诺顿等效电流源 ($I_N$) 和等效电阻 ($R_N$)。 最大功率传输定理： 结合戴维南等效电路，推导负载获得最大功率传输时的条件，这是设计驱动电路和电源匹配时的关键依据。 密尔曼定理： 作为一个强大的节点电压法变体，用于快速处理包含多个并联支路的复杂网络。 --- 第三部分：储能元件与一阶/二阶电路分析 (Energy Storage and Dynamic Circuits) 本部分引入了电容和电感，将电路分析从纯电阻的稳态扩展到包含时间响应的动态系统。 第五章：电容与电感元件 电容特性： 物理结构、存储电荷的原理。推导其电压、电流关系，并分析其在直流和交流条件下的行为差异。 电感特性： 磁场与磁链的概念。推导其电压、电流关系，重点分析“电流不能突变”的物理约束。 储能元件的功率与能量： 计算电容和电感中存储的能量，理解理想储能元件不耗散平均功率的特性。 第六章：一阶电路的瞬态分析 自然响应 (Natural Response)： 分析仅含一个储能元件（RC 或 RL）的齐次电路，推导其时间常数 $( au)$ 的概念及其物理意义。 阶跃响应 (Step Response)： 分析输入为直流电压或电流源（阶跃函数）时的全解，包括稳态值和暂态响应的组合。 一阶电路的求解方法： 强调利用初始条件和最终条件，通过时间常数快速确定响应函数 $f(t) = f(infty) + [f(0^+) - f(infty)]e^{-t/ au}$ 的工程技巧。 第七章：二阶电路的瞬态分析 串联 RLC 电路： 分析系统的自然响应，推导出特征方程。深入讨论三种响应模式：过阻尼、临界阻尼和欠阻尼，并解释阻尼比 $(zeta)$ 的物理意义。 并联 RLC 电路： 采取与串联电路相似的分析方法，但强调其特征根的求解差异。 受迫响应与全响应： 引入直流源激励下的二阶电路分析，结合自然响应和稳态响应（直流激励下的C开路、L短路）求解全响应。 --- 第四部分：正弦稳态分析与交流电路 (Sinusoidal Steady-State Analysis) 本部分将分析系统在周期性交流信号激励下的稳态响应，这是电力系统、通信和控制系统的基础。 第八章：相量分析法 正弦稳态的必要性： 解释为什么传统时域分析法在处理多正弦源叠加时过于复杂。 相量（Phasor）的引入： 使用欧拉公式，将正弦函数转化为复数表示。定义相量、频率和角频率。 复阻抗与导纳： 将电阻、电容、电感转化为复阻抗 $Z(jomega)$ 和导纳 $Y(jomega)$。分析电容和电感的阻抗随频率的变化特性。 交流电路的KCL/KVL与电路定理： 证明基尔霍夫定律和叠加、戴维南等定理在复数域（相量域）中依然成立，只是代数运算变为复数运算。 第九章：交流电路中的功率 瞬时功率、平均功率与视在功率： 在交流电路中，功率不再是简单的乘积，需要引入复功率的概念。 复功率 (Complex Power)： 定义 $S = P + jQ$，其中 $P$ 是有功功率， $Q$ 是无功功率。解析 $Q$ 在电路中的角色（建立磁场和电场）。 功率因数 (Power Factor)： 定义 $ ext{PF} = cos heta$，解释功率因数对设备容量和传输效率的影响。 功率因数校正： 讨论如何通过并联电容或电感来调整负载的功率因数，以减少系统的视在功率需求。 第十章：三相电路分析 三相系统的产生与优势： 简述三相电源的结构（星形和三角形连接）及其在工业中的重要性。 平衡三相电路： 仅对单相等效电路进行分析，利用平衡性简化计算。 三相功率计算： 推导平衡三相系统中的总有功功率、无功功率和视在功率的计算公式，强调线电压与相电压、线电流与相电流的关系。 --- 第五部分：稳态分析与系统响应 (Frequency Domain and System Concepts) 本部分将频率分析的概念提升到更高层次，引入傅里叶和拉普拉斯变换的初步概念，为理解更高级的控制系统和信号处理打下基础。 第十一章：频率响应与谐振 频率响应函数： 引入系统的传递函数 $H(jomega)$ 概念，表示输出相量与输入相量之比。 串联 RLC 谐振： 分析谐振频率 $(omega_0)$ 的条件，研究品质因数 $(Q)$ 对带宽和选择性的影响。 并联 RLC 谐振： 对比串联谐振的特性。 滤波器基础： 基于频率响应特性，介绍低通、高通、带通和带阻滤波器的基本概念及其在工程应用中的作用。 第十二章：非正弦周期信号的分析（傅里叶级数简介） 傅里叶级数原理： 阐述任何周期信号都可以分解为一系列正弦和余弦分量的和。 周期信号的频谱： 确定信号的直流分量、基波分量及其高次谐波。 周期性激励下的稳态响应： 利用叠加原理，分析电路对每个谐波分量的响应，然后将所有响应线性叠加，得到最终的非正弦稳态响应。 --- 本书特色与教学理念： 本书的编排严格遵循“从简单到复杂，从直流到交流，从稳态到瞬态”的逻辑递进顺序。我们强调工程直觉的培养，鼓励读者在进行复数运算的同时，时刻思考其对应的物理意义（如阻抗的实部代表损耗，虚部代表储能）。所有理论推导后均配有丰富的机械工程背景实例，例如电机驱动的启动电流分析、传感器信号调理电路的频率选择性设计，确保读者能将所学知识直接应用于机械和机电一体化领域。 本书不依赖任何特定在线平台或软件环境，其核心内容完全建立在经典电路理论的坚实基础之上，确保知识的持久性和通用性。读者在掌握本书内容后，将能够无缝衔接至更深入的控制理论、电力电子学或信号处理课程。

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