電路原理 9787111513391 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美Peter Basis 著

圖書標籤:

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• 9787111513391
• 高等教育
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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111513391

商品編碼：29337414841

包裝：平裝

齣版時間：2015-12-01

基本信息

書名：電路原理

定價：75元

作者：(美)Peter Basis

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2015-12-01

ISBN：9787111513391

字數：350000

頁碼：315

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書以易於理解的語言，以循序漸進的方式將電路原理、概念、應用以讀者更容易理解的方式來闡述，內容包括直流和交流兩部分。本書提齣瞭一個通式，通過輸入的初始和終條件，讀者可以推導瞬變的每一個方程，全書200多個實例幫助讀者掌握基本概念，近400道習題幫助讀者掌握電路應用。本書部分章節還包括瞭Multisim軟件和仿真。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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本書旨在幫助讀者輕鬆地掌握電路理論。我寫這本書的原因就是目前電路分析領域的一些書籍的錶述太過復雜晦澀，市麵上沒有一本書能用簡單易懂的方式把電路原理講清楚。本書是一本電路知識入門教材，使用瞭網站.esyst.org中概述的係統方法。它可以用於工科學校、職業學校以及兩年製的大學授課中。eSyst從係統角度強調瞭電子技術教育所需要的內容。
本書特色如下。
簡潔明瞭的主題。
每道例題都包含需要讀者去完成的練習。
每一章結尾都有本章小結、重要公式、自測題、簡答題。
一些章節中包含Multisim仿真。
附錄包括Multisim仿真、示波器以及函數發生器（均使用Tektronix公司産品）的使用方法，以及自測題、練習以及每章結尾的習題的答案。
本書內容安排如下。
第0章概述電子行業的各種職業。
第1章指齣曆史上電子工程行業的發展情況以及知名人物，同時定義瞭係統。
第2章介紹庫侖定律，並介紹電流、電壓以及電阻。
第3章介紹歐姆定律、功率、能量及效率。
第4章介紹基爾霍夫電流和電壓定律、串聯電路與並聯電路的求解方法及復雜電路的實例。
第5章完整地介紹電源。
第6章給齣一個復雜電路的實例。
第7章完整地介紹模擬儀錶的基本構造。
第8章介紹綫性係統和疊加定理、戴維南定理、大功率傳輸以及直流負載綫。
第9章介紹直流電路電容充電或放電過程中，已知初始條件和終狀態，電容暫態響應的公式。
第10章同樣介紹直流電路中電感儲存能量和能量衰減的暫態響應公式。
第11章介紹半導體理論，包括半導體理論、二極管、晶體管以及晶體管偏置的基礎知識。
第12章簡要說明復數和復數代數運算。
第13章給齣串聯和並聯電路的求解方法，還介紹等效電路。
第14章介紹串並聯電路和△變換。
第15章介紹平均功率、無功功率和視在功率。
第16章介紹交流電路的疊加定理、戴維南定理和大功率傳輸定理。
第17章通過角頻率ω給齣低通和高通RC和RL濾波器，包括波特圖。
第18章介紹理想和實際電路以及近似電路。
第19章介紹電壓、電流以及阻抗變換。
第20章為使非正弦波的內容更容易掌握，利用一個較簡單的方法，避開復雜的積分運算而采用“訣竅”的形式，更便於讀者理解。
第21章介紹不同類型的電綫和電纜以及它們的特性。
第22章介紹直流電路和交流電路的故障排除方法。
配套資源
關於本書教輔資源，用書教師可嚮培生教育齣版集團北京代錶處申請，電話：01057355169/57355171，電子郵件：service@pearson。——編輯注
本書的實驗手冊由Massimo Mitolo和Fabio Freschi編寫，ISBN：0132954788。
●TestGen（計算機化測試庫）：測試習題的電子庫可以用於開發定製的測驗、測試等。
●在綫幻燈片演示文稿。
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緻謝
首先，感謝妻子Jenny Hantzios Basis的耐心和對手稿的幫助，感謝女兒Helen Basis理解我在這本書上所花費的時間，感謝我好朋友Henry Kiel和Massino Mitolo博士的幫助和支持。還要感謝Code Blue的Daniel Mabrito和John Borgia。後一點同樣很重要，感謝建議我寫這本書的老朋友和同事George Paulos。
感謝Pearson教育齣版團隊給予我寫本書的機會。特彆感謝在Pearson工作的Wyatt Morris、Daniel Trudden、Lindsey Gill（Prudhomme）以及Rex Davidson，還要感謝Peggy Kellar和Marianne L’Abbate。這本書的成功齣版離不開這些人的努力。

 

《電磁學基礎》 一、 緒論 電磁學是研究電荷、電流以及它們之間相互作用的物理學分支。它是理解宏觀世界和微觀世界眾多現象的基石，更是現代科技發展的驅動力之一。從日常生活中的電燈、收音機，到高科技領域的通信、計算、醫療成像，無不蘊含著深刻的電磁學原理。本書旨在係統地介紹電磁學的基本概念、理論和應用，為讀者構建紮實的電磁學知識體係。我們將從最基礎的靜電學概念入手，逐步深入到電動力學，並探討電磁波的産生與傳播。本書的內容結構清晰，邏輯嚴謹，既注重理論的深度，也關注實際的聯係，力求讓讀者在掌握抽象概念的同時，也能體會到電磁學在工程技術和社會發展中的重要作用。 二、 靜電學 靜電學是電磁學的起點，研究的是不動的電荷所産生的現象。 1. 電荷與庫侖定律： 電荷的性質：自然界中存在兩種電荷，正電荷和負電荷。同種電荷相斥，異種電荷相吸。電荷是物質的基本屬性之一，是量子化的，即電荷的量總是基本電荷 $e$ 的整數倍。 庫侖定律：定量描述瞭兩個點電荷之間的相互作用力。定律指齣，兩個點電荷之間的靜電力大小與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比，方嚮沿著兩個點電荷的連綫。數學錶達式為 $F = k frac{|q_1 q_2|}{r^2}$，其中 $k$ 是庫侖常數。 2. 電場： 電場的概念：電荷周圍存在的空間區域，具有使放入其中的其他電荷受到力的性質，這種空間區域就稱為電場。電場是一種物理實在，不依賴於檢驗電荷的存在。 電場強度：用來描述電場強弱和方嚮的物理量，定義為單位正電荷所受的電場力。數學錶達式為 $vec{E} = frac{vec{F}}{q_0}$，其中 $vec{F}$ 是放在電場中的檢驗電荷 $q_0$ 所受的力。 點電荷産生的電場：一個點電荷 $Q$ 在距離為 $r$ 處産生的電場強度大小為 $E = k frac{|Q|}{r^2}$，方嚮沿徑嚮。 電場綫：為瞭形象地描述電場，引入瞭電場綫。電場綫是空間中一係列有方嚮的麯綫，其切綫方嚮錶示該點的電場強度方嚮，電場綫的疏密程度錶示電場強度的大小。電場綫不相交，從正電荷齣發，終止於負電荷。 高斯定律：靜電學中的一個基本定律，它聯係瞭電場強度和電荷分布。定律指齣，穿過任意閉閤麯麵的總電通量等於該麯麵內總電荷量的 $frac{1}{epsilon_0}$ 倍，其中 $epsilon_0$ 是真空介電常數。高斯定律在計算對稱電荷分布産生的電場時非常方便。 3. 電勢： 電勢能：將一個電荷從無窮遠處移動到電場中的某一點時，電場力所做的功。電勢能是一個標量。 電勢：為瞭描述電場本身的性質，引入電勢的概念。電勢定義為單位正電荷在某一點所具有的電勢能，即 $V = frac{U}{q}$。電勢是標量，單位是伏特（V）。 電場與電勢的關係：電場強度是電勢的負梯度，即 $vec{E} = - abla V$。這意味著電勢高的地方，電場方嚮指嚮電勢低的地方。 等勢麵：電勢處處相等的麵稱為等勢麵。電場綫總是垂直於等勢麵。 4. 電容器與電容： 電容器：由兩個彼此靠近的導體（稱為極闆）組成，中間隔有絕緣介質。電容器是儲存電荷和電能的元件。 電容：錶示電容器儲存電荷能力的物理量，定義為電容器的帶電量與兩極闆之間的電勢差之比，即 $C = frac{Q}{U}$。電容的單位是法拉（F）。 常見電容器的電容計算：平行闆電容器、球形電容器、圓柱形電容器的電容計算公式。 電容器的連接：串聯和並聯電容器時，總電容的計算方法。 電容器儲存的能量：電容器儲存的電能為 $W = frac{1}{2}CU^2 = frac{1}{2}QV = frac{1}{2}frac{Q^2}{C}$。 5. 電介質： 電介質的分類：電介質是不能自由導電的物質。分為極性電介質和非極性電介質。 電介質在電場中的作用：電介質的引入會改變電場強度和電容。介電常數是描述電介質對電場影響程度的物理量。 三、 恒定電流 恒定電流研究的是穩恒電荷的流動所産生的現象。 1. 電流與電阻： 電流：電荷的定嚮移動形成電流。電流強度定義為單位時間內通過導體橫截麵的電荷量，即 $I = frac{dQ}{dt}$。電流的單位是安培（A）。 電阻：導體對電流的阻礙作用。電阻的大小與導體的材料、長度、橫截麵積以及溫度有關。 歐姆定律：描述瞭導體中電流、電壓和電阻之間的關係。對於綫性電阻，電壓與電流成正比，即 $U = IR$。 電阻率：反映瞭材料導電性能的物理量，定義為單位長度、單位截麵積的導體的電阻。 2. 電路： 電路的基本組成：電源、負載、開關、導綫。 電動勢：電源內部使電荷從低電勢端移嚮高電勢端的非靜電力所做的功。電動勢的單位是伏特（V），與電壓單位相同，但概念不同。 基爾霍夫定律： 電流定律（KCL）：在電路的任何一個節點，流入節點的電流之和等於流齣節點的電流之和。 電壓定律（KVL）：在電路的任何一個閉閤迴路中，各元件兩端的電壓降之和等於電動勢之和。 串聯和並聯電路：分析簡單串聯和並聯電路的總電阻、電流和電壓分配。 混聯電路的分析：運用基爾霍夫定律和等效變換方法分析復雜電路。 3. 電路的功率與能量： 電功率：電流在單位時間內所做的功，即 $P = UI = I^2R = frac{U^2}{R}$。功率的單位是瓦特（W）。 電能：電功率隨時間纍積的總量，即 $W = Pt$。 4. 磁場： 磁場的産生：運動的電荷（電流）産生磁場。 磁感應強度：描述磁場強弱和方嚮的物理量，用符號 $vec{B}$ 錶示。單位是特斯拉（T）。 安培定律：定量描述瞭電流在磁場中受到的力。安培力的大小與電流強度、磁感應強度和電流方嚮與磁場方嚮夾角的正弦成正比，方嚮由左手定則判斷。 洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力。$vec{F} = q(vec{v} imes vec{B})$。 畢奧-薩伐爾定律：計算直綫電流元在空間某點産生的磁感應強度。 安培環路定理：類比高斯定律，聯係瞭磁場強度和産生磁場的電流。它指齣，磁場強度沿任意閉閤迴路的環路積分等於迴路內總電流乘以磁導率。 四、 電磁感應 電磁感應是研究變化的磁場如何産生電場（感應電動勢）的現象，是法拉第最重要的發現之一。 1. 法拉第電磁感應定律： 磁通量：穿過某個麵積的磁感綫的總數，是一個標量。定義為 $Phi = int vec{B} cdot dvec{A}$。 感應電動勢：當穿過閉閤迴路的磁通量發生變化時，迴路中就會産生感應電動勢。感應電動勢的大小等於磁通量隨時間變化率的負值，即 $mathcal{E} = -frac{dPhi}{dt}$。 楞次定律：感應電流的方嚮總是阻礙引起感應電流的原因。 2. 自感與互感： 自感：當綫圈中的電流發生變化時，會在自身引起感應電動勢。這種現象稱為自感。自感電動勢的大小與電流變化率成正比，比例係數稱為自感係數（電感 $L$）。 互感：當兩個綫圈靠近放置時，一個綫圈中電流的變化會在另一個綫圈中引起感應電動勢。這種現象稱為互感。互感係數（互感 $M$）描述瞭兩個綫圈之間的耦閤程度。 3. 渦流（Foucault電流）： 渦流的産生：當導體在變化的磁場中時，導體內會産生感應電流，這些電流形成閉閤的環路，稱為渦流。 渦流的應用與危害：渦流在電磁加熱、感應加熱中有所應用，但也會導緻能量損耗（焦耳熱）。 五、 交流電 交流電是指電流的大小和方嚮隨時間周期性變化的電流。 1. 正弦交流電： 産生：由鏇轉的導體綫圈在勻強磁場中切割磁感綫産生。 瞬時值、最大值、有效值：交流電的瞬時值隨時間變化，最大值是其峰值，有效值是與同等發熱效應的直流電相對應的數值。正弦交流電的有效值等於最大值的 $frac{1}{sqrt{2}}$。 周期、頻率、角頻率：描述交流電變化快慢的物理量。 相位：描述交流電在時間軸上的相對位置。 2. 交流電路的分析： 阻抗：交流電路中，除瞭電阻，電感和電容對電流的阻礙作用也需要考慮。這些總的阻礙作用統稱為阻抗，用符號 $Z$ 錶示。阻抗是復數，包含電阻和電抗（感抗和容抗）。 電抗：電感和電容對交流電的阻礙作用。感抗 $X_L = omega L$，容抗 $X_C = frac{1}{omega C}$。 RLC串聯電路：分析阻抗、電流、電壓相位的關係，以及諧振現象。 功率因數：錶示實際功率與視在功率之比，是提高電力係統效率的關鍵。 六、 電磁波 電磁波是電場和磁場相互激發、相互傳播的波動現象，是信息傳遞的載體。 1. 麥剋斯韋方程組： 統一瞭電場、磁場和電磁波的理論，是經典電磁學的基石。麥剋斯韋方程組包括瞭高斯定律、安培環路定理的修正形式、法拉第電磁感應定律以及麥剋斯韋補充的位移電流項。 位移電流：麥剋斯韋引入瞭位移電流的概念，使得電磁感應定律與安培環路定理在變化的電場中得以統一，並預言瞭電磁波的存在。 2. 電磁波的産生、傳播與性質： 産生：加速運動的電荷會輻射電磁波。 傳播：電磁波在真空中以光速 $c = frac{1}{sqrt{mu_0 epsilon_0}}$ 傳播，由相互垂直的電場和磁場組成，並且它們相互垂直於傳播方嚮。 能量：電磁波攜帶能量。 電磁波譜：不同頻率（波長）的電磁波構成瞭電磁波譜，包括無綫電波、微波、紅外綫、可見光、紫外綫、X射綫和伽馬射綫等。 七、 結論 電磁學是物理學中最重要、最基礎的學科之一，其理論體係的建立深刻地改變瞭我們對世界的認知，並催生瞭無數顛覆性的技術。從靜電力的基本規律，到復雜的電磁感應現象，再到電磁波的傳播，本書力求為讀者提供一個全麵而深入的理解。掌握電磁學的原理，不僅有助於理解自然界的奧秘，更是進行電氣工程、電子技術、通信工程、物理學等領域深入學習和研究的必備基礎。希望本書能激發讀者對電磁學探索的興趣，並為其未來的學習和研究奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在電子工程領域摸爬滾打多年的工程師，我對技術的嚴謹性和實用性有著近乎苛刻的要求。而這本書，恰恰在這些方麵給瞭我意想不到的驚喜。它所探討的不僅僅是理論上的公式推導，更注重將這些理論與實際工程應用相結閤。書中對各種典型電路的分析，都充滿瞭對實際元器件特性、寄生效應以及實際布綫對電路性能影響的細緻考量，這對於避免“紙上談兵”式的設計錯誤至關重要。作者在講解過程中，常常會引用一些實際項目中的案例，分析某個設計決策背後的考量，以及在實際調試中可能遇到的問題和解決方案，這些寶貴的經驗分享，對於我們這些一綫工程師來說，無疑是“乾貨滿滿”。我尤其欣賞書中對“為什麼”的深入探討，它不會止步於告知“是什麼”和“怎麼做”，而是會追溯到更深層次的物理原理，幫助讀者理解現象背後的根源，從而具備更強的創新和解決問題的能力。閱讀此書，就像與一位經驗豐富的前輩在進行一場深入的技術交流，受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計確實令人耳目一新。封麵上那簡約而不失專業感的色調搭配，就已經預示著內容上的嚴謹與清晰。翻開書頁，首先映入眼簾的是字體大小的恰當選擇，閱讀起來不會感到疲勞，即使是長時間沉浸在復雜的電路圖和公式推導中，也能保持良好的專注度。字裏行間，作者在對概念的闡述上，總是能恰到好處地運用一些形象的比喻，比如在解釋電流和電壓的關係時，會巧妙地將其類比為水流和水壓，讓原本抽象的物理概念瞬間變得生動形象，極易於理解。更值得稱贊的是，書中大量的插圖和圖示，並非簡單的示意，而是經過精心設計，能夠準確地反映電路的實際連接方式和工作狀態，與文字描述完美契閤，形成一種“圖文並茂”的閱讀體驗。即使是對電路初學者來說，這些圖示也能極大地降低理解門檻，讓他們能夠直觀地把握電路的構成和原理。此外，章節之間的過渡也非常自然流暢，知識點的引入循序漸進，不會齣現生硬的跳躍感。整體而言，這本書在視覺呈現和閱讀體驗上都做得非常齣色，能夠有效地幫助讀者建立起對電路原理的直觀認識，為後續深入學習打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我印象深刻的是它在方法論上的創新。在講解復雜的電路分析方法時，作者並沒有一味地堆砌公式和定理，而是通過引導讀者去思考問題的本質，去尋找解決問題的“巧勁”。例如，在處理節點電壓法和網孔電流法時，書中通過一些巧妙的示例，清晰地展示瞭這兩種方法的適用場景和優劣勢，並且提供瞭判斷選擇哪種方法的直觀依據。它鼓勵讀者從不同的角度去審視同一個電路，從而掌握多種分析工具。這種思維訓練，對於培養學生的批判性思維和解決復雜問題的能力，具有不可估量的價值。書中在介紹一些高級概念時，也始終堅持以基礎概念為齣發點，層層遞進，確保讀者不會因為對基礎知識的疏漏而感到迷茫。這種“由淺入深，由易到難”的教學邏輯，最大限度地降低瞭學習的難度，同時也激發瞭讀者的學習興趣。在我看來，這本書不僅僅是一本教材，更是一本關於如何高效學習和解決工程問題的“方法論指南”。

評分☆☆☆☆☆

從一個對電路“一竅不通”的新手角度來說，這本書簡直就是我的“救星”。最初拿到這本書時，我對電路原理充滿瞭恐懼，覺得那會是一堆晦澀難懂的符號和公式。但當我翻開它，我被它清晰的邏輯和易於理解的語言所吸引。作者似乎非常瞭解讀者的睏惑點，總能在關鍵的地方給齣詳細的解釋。比如，在介紹基爾霍夫定律時，它不僅給齣瞭公式，還詳細解釋瞭電流和電壓的“方嚮”是如何定義的，以及它們在電路中扮演的角色，讓我一下子就明白瞭這些基本定律的意義。書中穿插的很多小練習題，雖然不難，但都非常有針對性，能夠幫助我及時鞏固剛剛學到的知識點，避免遺忘。最讓我感動的是，書的最後部分，還會提供一些綜閤性的項目案例，讓我有機會將前麵學到的零散知識點串聯起來，感受到學以緻用的樂趣。這種循序漸進的學習方式，讓我從最初的畏懼，逐漸變得自信，甚至對電路産生瞭濃厚的興趣。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書對於構建紮實的理論基礎方麵做得非常齣色。它在對基本概念的闡述上，可以說是做到瞭極緻的嚴謹和透徹。每一個公式、每一個定理的推導過程，都力求清晰明瞭，並且解釋瞭其推導的邏輯和前提條件。對於那些容易混淆的概念，比如瞬態響應和穩態響應，書中通過精妙的類比和圖示，清晰地勾勒齣瞭它們之間的區彆和聯係。更值得稱道的是，它在介紹一些工程上至關重要的概念時，比如各種元器件的理想模型和實際模型之間的差異，以及這些差異對電路性能可能産生的影響，都進行瞭非常細緻的討論。這些細節，往往是很多入門級的教材所忽略的，但恰恰是這些細節，決定瞭一個工程師能否真正理解電路的本質，而不是僅僅停留在錶麵。通過對這些基礎知識的深入理解，讀者不僅能夠更好地掌握後續的復雜內容，更重要的是，能夠建立起一種對電路係統“知其然，更知其所以然”的深刻認知。