Teach Yourself Electricity and Electronics, Fourth Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill/TAB Electronics

作者:Stan Gibilisco

出品人:

页数:698

译者:

出版时间:March 15, 2006

价格:USD 34.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780071459334

丛书系列:

图书标签:

• 电子
• 硬件
• Electricity
• Electronics
• DIY
• Tutorial
• Beginner
• Self-Study
• Engineering
• Physics
• Practical
• Fourth Edition

《电路基础：从理论到实践的全面指南》 第一部分：核心概念的奠基 本书旨在为初学者和希望夯实基础的工程师提供一个全面、深入且实用的电路理论与实践指南。我们摒弃了晦涩难懂的纯数学推导，转而聚焦于如何将抽象的电学定律转化为可操作的工程知识。 第一章：电学的基本粒子与现象 本章伊始，我们将深入探讨电荷的本质，电子的运动轨迹，以及电流的物理意义。我们不仅会介绍欧姆定律（$V=IR$）这一基石，还会详细解析电阻的物理结构、分类及其在电路中的耗散效应。电位差（电压）和电荷量（库仑）的概念将被清晰界定，确保读者对驱动电荷流动的“力”有直观的理解。此外，功率（$P=VI$）的计算与热效应，特别是焦耳定律，将作为衡量电路效率和安全性的重要指标进行阐述。 第二章：元件的世界——电阻、电容与电感 电路的血液是电流，而电阻、电容和电感则是控制其流动的“阀门”和“蓄水池”。本章将详细剖析这三种基本无源元件的特性。 电阻（Resistors）： 除了常见的固定电阻外，我们将介绍可变电阻（电位器、光敏电阻）的应用场景，并讨论温度对电阻值的影响（温度系数）。关键在于理解如何在实际电路中选择具有适当容差和功率等级的电阻。 电容（Capacitors）： 电容的物理结构（两导体板之间的电介质）及其储存电荷的能力被赋予了量化的意义——法拉。我们将区分串联和并联电容器的等效计算方法，并重点解析电容的两个核心应用：隔直通交（耦合与去耦）以及时间常数 $ au = RC$ 在滤波和定时电路中的作用。 电感（Inductors）： 电感器，作为电流变化的反作用者，其核心在于磁场的建立与坍缩。我们将介绍自感与互感，以及如何计算串并联电感器的等效值。时间常数 $ au = L/R$ 在抑制浪涌电流和储能方面的应用将成为本章的重点。 第二部分：线性电路分析的利器 掌握了基本元件后，我们进入分析复杂电路的阶段。本部分侧重于使用数学工具来简化和解决多节点、多回路的电路问题。 第三章：电路分析的定律与定理 基尔霍夫定律（KCL 和 KVL）是分析任何直流或交流电路的绝对前提。本章将通过大量的实例演示如何应用节点电压法和网孔电流法来求解复杂电路中的未知变量。随后，我们将引入强大的等效电路简化技术： 叠加定理 (Superposition Theorem)： 适用于线性电路，通过隔离单一独立源来简化分析过程。 戴维南南定理 (Thévenin's Theorem)： 将任何线性二端口网络简化为一个电压源与一个串联电阻，极大地便利了负载分析。 诺顿定理 (Norton's Theorem)： 与戴维南南相对应，简化为一个电流源与一个并联电阻。 最大功率传输定理 (Maximum Power Transfer Theorem)： 探讨如何匹配负载阻抗以实现最高效率的能量传输，并阐明了理论上的局限性。 第四章：电容器与电感器的动态行为 本章将把时间维度引入电路分析。我们将聚焦于 $RC$ 和 $RL$ 一阶电路的瞬态响应。 瞬态响应的数学模型： 详细推导在开关动作后，电压和电流如何随时间指数衰减或上升，直到达到稳态。我们将分析充电和放电过程中的时间常数 $ au$ 的物理意义。 二阶系统简介： 简要介绍 $RLC$ 电路（包含电阻、电感和电容的电路）在阻尼（欠阻尼、临界阻尼、过阻尼）下的振荡特性，为后续学习高阶滤波器打下基础。 第三部分：交流电——世界的动力 现代电子设备和电网都依赖于交流（AC）系统。本部分将从直流（DC）世界过渡到相量（Phasor）的世界。 第五章：正弦波的数学与物理表达 交流电的核心是周期性的正弦波。本章首先定义了频率、周期、相位角和峰值、有效值（RMS）等关键参数。 相量表示法： 学习如何将正弦函数转换为复数形式（相量），从而使微分方程转化为代数方程，极大地简化了交流电路的分析过程。 阻抗 (Impedance)： 交流电路中对电流的阻碍作用，它不仅包含电阻分量，还包含电容的容抗 ($X_C$) 和电感的感抗 ($X_L$)。我们将推导 $Z = R + j(X_L - X_C)$ 的通用形式。 第六章：交流电路的稳态分析 本章将 $AC$ 分析技术与前面学到的电路定律结合起来。 KCL/KVL 在 $AC$ 中的应用： 使用复数阻抗替换实数电阻，应用戴维南南、诺顿定理来解决三相交流电路和单相交流电路问题。 功率的再定义： 交流电路中的功率概念更为复杂。我们将区分视在功率（$S$）、有功功率（$P$） 和无功功率（$Q$）。功率因数（Power Factor）的概念及其在工业应用中的重要性（如功率因数校正）将被深入探讨。 第七章：谐振电路与滤波器基础 谐振是交流电路中一种非常重要的现象，指电路对特定频率表现出极高或极低的阻抗。 串联和并联谐振： 详细分析 $RLC$ 串联和并联电路的谐振频率计算，以及“Q值”（品质因数）如何决定谐振峰的尖锐程度。 基础滤波器设计： 基于谐振和阻抗特性，我们将介绍最基础的无源滤波器类型：低通、高通、带通和带阻滤波器，以及它们在信号处理中的基本作用。 第四部分：磁场、变压器与高级主题 本部分将拓宽读者的视野，从纯电路理论延伸至电磁感应及其工程应用。 第八章：电磁感应与变压器 法拉第电磁感应定律是理解交流发电和变压器工作原理的关键。 麦克斯韦方程组的简要概述： 介绍电磁场的四大基本规律，但重点聚焦于对实际工程最有影响力的感应定律。 变压器原理： 解析变压器的工作方式、匝数比与电压电流的转换关系，以及漏磁通、磁化曲线对实际变压器性能的影响。 第九章：三相交流系统入门 电力传输几乎完全依赖于三相系统。本章将介绍三相电源的产生和基本连接方式（星形 Y 和三角形 $Delta$）。 相量分析在三相电路中的应用： 计算线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系，以及如何计算三相系统的总功率。 附录：测量仪器与实践操作 本附录将理论知识与实际动手操作联系起来，介绍如何使用万用表（测量电压、电流、电阻）、示波器（观察波形、测量频率和相位差）以及函数信号发生器（提供测试源），确保读者能够将所学知识应用于实验台。 本书结构严谨，逻辑清晰，致力于提供一个扎实、实用的电路基础知识体系，为读者深入探索半导体器件、数字逻辑设计等更高级的主题铺平道路。每一章节都配有丰富的实例和习题，以巩固对复杂概念的理解与应用能力。

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这本书的排版和装帧设计简直是一场灾难，每一次翻阅都像是要与一本坚硬的砖头进行搏斗。封面那种油腻腻的光泽感，拿到手里就让人觉得廉价，更别提内页的纸张了，薄得像蝉翼，墨水晕染得厉害，很多图表的线条都模糊不清，根本无法分辨那些细小的电阻符号和电容标识。我试图跟着书里的步骤搭建一个简单的RC电路模型，结果光是对着那些印刷质量差到令人发指的示意图就耗费了我将近一个小时。更糟糕的是，章节之间的逻辑衔接也极其混乱，仿佛是把不同年份、不同作者的笔记随意拼凑在一起。你前一页还在讨论晶体管的PN结特性，下一页就直接跳到了复杂的运算放大器反馈回路，中间关键的数学推导过程被完全跳过了，留下一个巨大的知识黑洞，让人不得不怀疑作者是不是压根就没打算让读者真正理解这些概念，而是仅仅满足于堆砌术语。这种阅读体验，完全是在浪费我的时间，远不如直接在网上搜索高质量的开源教程来得实在。我买了这本“第四版”，期望能看到内容上的更新和质量的提升，结果却发现这更像是一本十年前印刷错误的旧书被简单地重新包装了一下。

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这本书的实践指导部分，简直就是一场对动手能力的无情嘲讽。当你满怀希望地翻到“实验与项目”章节，期待能找到一些实用、有趣且材料易得的实践案例时，你收获的只有一系列令人望而却步的“高阶”要求。每一个项目——无论是构建一个简单的数字频率计还是设计一个脉冲宽度调制驱动器——都要求使用市面上罕见且价格昂贵的专业示波器、逻辑分析仪以及定制的集成电路。更可气的是，对于所需的元器件清单，描述得极其模糊，比如“使用符合工业标准的功率MOSFET”，你根本不知道该去哪里找这个“标准”，也无法判断其关键参数的选取范围。当我尝试替代一个特定的元件时，整个电路就会立刻“冒烟”或完全不工作，而书中对此类调试和故障排除（Troubleshooting）环节的讨论几乎为零。一个自学指南如果不能教会读者如何处理实际操作中遇到的曲折和错误，那么它的实用价值就大打折扣了。这本书似乎更像是一本理论参考手册的附录，而不是一本真正的“动手指南”。

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这本书的习题设置逻辑混乱到令人发指的地步，它们似乎是随机从不同难度级别的考试题库中抽取出来的碎片。有些题目只需要进行简单的代数运算，答案一眼就能看出；而紧接着的下一道题，却突然要求一个对傅里叶变换有深刻理解才能解答的复杂信号处理问题，完全没有提供任何辅助材料或提示。更令人恼火的是，对于那些稍有难度的练习，书后附带的答案部分简直是敷衍了事——它通常只给出一个孤立的数字，缺乏任何逐步的计算过程，甚至有时候答案本身看起来就是错误的，与前文的理论推导相矛盾。这使得学习者陷入了一个恶性循环：你不知道自己的理解是否正确，因为你无法核对推导过程；你也不能从错误中学习，因为你不知道错在哪里。这种“只出不教”的习题安排，彻底破坏了学习闭环的形成，让自我检验和知识巩固的环节形同虚设。我不得不花费额外的时间去网上寻找其他资源来验证或重建这些习题的正确解法，这无疑大大增加了自学的难度和挫败感。

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我必须得说，作者在介绍基础电磁学原理时，那种故作高深的语气简直让人感到挫败。他似乎坚信读者已经具备了扎实的微积分基础和高等物理背景，上来就抛出一大堆复杂的麦克斯韦方程组的微分形式，然后用晦涩难懂的符号语言来解释欧姆定律和基尔霍夫定律这些最基本的电路规则。对于一个真正想从零开始“自学”电力电子学的门外汉来说，这本书简直是设置了三重保险的“劝退”机制。我花了整整一周时间，试图跟上他对矢量场和坡印廷矢量的阐述，结果我的笔记本上画满了困惑的问号，而书本中的例题则完全没有提供清晰的解题思路，仅仅给出了最终的数值答案，这对于培养解决实际问题的能力毫无帮助。这感觉就像是你在学游泳，教练却直接把你扔到深水区，然后告诉你：“水流方向就是这样，自己悟吧。”这种教学方法不仅低效，而且极度打击学习热情。我最终不得不求助于那些图文并茂、用生活中的例子来解释物理现象的入门级读物，才勉强找回了一点学习的信心。

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内容更新的滞后性在这本书的“第四版”中体现得淋漓尽致，简直让人啼笑皆非。书中花费了大量的篇幅来详细介绍那些如今已经被更高效、更小型化的技术所取代的旧式元器件和电路拓扑结构。例如，在谈及数字逻辑部分时，它详尽地描述了TTL系列芯片的扇入扇出限制和功耗特性，却对现代嵌入式系统和低功耗CMOS技术只是一笔带过，蜻蜓点水。当我们身处的电子世界已经全面转向微控制器、FPGA和面向对象的设计思维时，这本书依然执着于讲解那些在工业界早已成为历史的模拟电路优化技巧。我试图用书中的知识去理解我正在使用的现代电路板的设计原理，结果发现大部分内容都像是在研究古董文物，与现实脱节严重。对于希望跟上时代步伐、掌握当前主流技术的人来说，阅读此书不仅效率低下，还可能误导学习的方向，让人把宝贵的时间花在了研究“如何修好一台老式收音机”，而不是“如何设计一个智能家居系统”。

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direct current , alternating current ,basic electronics .

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