本書第6版延續(xù)了第5版內(nèi)容簡明易懂的風(fēng)格。介紹了六步解決問題的方法,并在實(shí)踐中的問題和實(shí)踐問題,結(jié)合了超過468個(gè)新的或改變家庭作業(yè)問題。第6版涵蓋了*全面的線性電路分析的方法,并保留了“設(shè)計(jì)一個(gè)問題”的功能,這有助于學(xué)生發(fā)展他們的設(shè)計(jì)技能,有學(xué)生發(fā)展的問題,以及解決方案。本書中有100多個(gè)“設(shè)計(jì)問題”習(xí)題集。
本書之前的版本經(jīng)常采用航天器的圖片作為封面,為了延續(xù)這一傳統(tǒng),第6版選用了美國國家航空航天局(NASA)的旅行者號(hào)探測器。原因在于,在任何航天器中,都有許多具有關(guān)鍵性功能和作用的電路。1977年8月20日和1977年9月5日,美國先后發(fā)射了旅行者2號(hào)和旅行者1號(hào)。這兩架探測器都是從美國宇航局位于佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心發(fā)射的。旅行者1號(hào)以更快的軌道發(fā)射,因此它最終成為第一個(gè)沖出太陽系的人造物體。關(guān)于它是否真的離開了太陽系尚有一些爭論,但它肯定會(huì)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)離開。旅行者2號(hào)和兩架先驅(qū)者號(hào)探測器也將在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)離開太陽系。
現(xiàn)在,旅行者1號(hào)仍然在正常工作并向地球發(fā)回?cái)?shù)據(jù),這對(duì)NASA的工程師來說確實(shí)是一項(xiàng)偉大的成就。使得旅行者號(hào)能夠長期可靠運(yùn)行的設(shè)計(jì)過程,就是基于本書中討論的基本原理。不過,太空是浩瀚無垠的,旅行者1號(hào)還將飛掠太陽系的其他行星;但它真正接觸到某個(gè)行星的可能性是如此之小,以至于它可能會(huì)永遠(yuǎn)在宇宙中飛行!有關(guān)旅行者1號(hào)的更多信息請?jiān)L問NASA的網(wǎng)站:www.nasa.gov/。
特色
本版新增內(nèi)容
我們在每章的開頭添加了“學(xué)習(xí)目標(biāo)”,明確指出每一章中最為重要的內(nèi)容。這樣,你在學(xué)習(xí)的過程中會(huì)更加清楚應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注哪些內(nèi)容。
章末有大量新增或修訂的習(xí)題,同之前的版本一樣,我們試圖使這些題目盡可能更加貼近實(shí)踐應(yīng)用。
從之前版本保留的特色
學(xué)習(xí)電路分析課程或許是學(xué)生第一次接觸電氣工程。通過這門課程,學(xué)生可以強(qiáng)化日后設(shè)計(jì)電路所需的技能!霸O(shè)計(jì)問題”是本書的重要部分,通過這些問題所強(qiáng)化的能力將會(huì)在以后的設(shè)計(jì)實(shí)踐中發(fā)揮作用。但是,只學(xué)習(xí)電路基礎(chǔ)課程不可能充分提升設(shè)計(jì)能力,若想全面提升設(shè)計(jì)能力,學(xué)生通常需要在大四那一年積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。但這并不意味著有些技能無法通過電路課程得到培養(yǎng)和鍛煉。本書中包含幫助學(xué)生提高創(chuàng)新能力的開放性問題,這是學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。之前版本已有一些開放性問題,在這一版中,我們希望在這個(gè)重要方面增加更多內(nèi)容并且已經(jīng)開發(fā)出一種實(shí)現(xiàn)方法。對(duì)于設(shè)計(jì)類問題,我們的目標(biāo)是通過解決問題讓學(xué)生學(xué)到更多理論和解決問題的方法。何不讓學(xué)生跟我們一樣設(shè)計(jì)問題呢?其實(shí)這正是我們在每個(gè)章節(jié)所做的事情。在常規(guī)題目里,我們讓學(xué)生設(shè)計(jì)問題以幫助其他同學(xué)更好地理解概念。這將會(huì)帶來兩個(gè)非常重要的結(jié)果:第一是學(xué)生會(huì)對(duì)基礎(chǔ)理論有更好的理解,第二是學(xué)生的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能力會(huì)得到加強(qiáng)。通過教學(xué)能夠更有效地學(xué)習(xí)課本的內(nèi)容,并且通常會(huì)學(xué)得更好。設(shè)計(jì)問題是教學(xué)過程中的關(guān)鍵之一,在適當(dāng)?shù)那闆r下,應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)問題,這些問題中的數(shù)字可以比較簡單并且數(shù)學(xué)運(yùn)算也不必太復(fù)雜。
本書的一大優(yōu)勢是,書中有大量例題、練習(xí)和習(xí)題。所有練習(xí)和奇數(shù)編號(hào)的習(xí)題都提供答案。
本書第6版的主要目標(biāo)與前幾版一樣——以相對(duì)于其他課本更清晰、更有趣、更易理解的方式展現(xiàn)電路分析過程,并且?guī)椭鷮W(xué)生在工程的入門階段就看到樂趣。具體方式如下。
●每章開篇
每章以“增強(qiáng)技能與拓展事業(yè)”的討論開篇,內(nèi)容涉及電氣工程的各個(gè)子學(xué)科,有助于讀者成功解決問題并拓展職業(yè)生涯。之后的引言介紹當(dāng)前章節(jié)與之前章節(jié)的關(guān)聯(lián)和本章目標(biāo)。
●解決問題的方法學(xué)
第1章介紹了解決電路問題的六步式方法,這種方法貫穿全書。
●學(xué)生友好型書寫風(fēng)格
所有定律和定理都通過邏輯清晰、層層遞進(jìn)的方式呈現(xiàn),我們盡可能地避免冗長的敘述及可能會(huì)隱藏概念或引起理解障礙的細(xì)節(jié)。
●加框的公式與關(guān)鍵術(shù)語
書中的重要公式均帶有方框,以幫助學(xué)生分清主次,同時(shí)可確保學(xué)生清楚地理解關(guān)鍵問題。關(guān)鍵術(shù)語均有明確的定義,并用突出的字體表示出來。
●提示
提示可作為補(bǔ)充內(nèi)容,是書中知識(shí)的附加闡述或交叉參考信息。有的提醒讀者不要犯一些特定的常見錯(cuò)誤,有的提供了解決問題的深刻見解。
●典型例題
每一節(jié)的后面都給出了解法詳盡的典型例題,它們是本書的重要組成部分。這些例題可以幫助學(xué)生更好地理解解題過程,有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的信心。部分例題給出了兩三種解法,以便學(xué)生比較不同的解法,加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解。
●練習(xí)
為了給學(xué)生提供實(shí)踐的機(jī)會(huì),緊接典型例題安排了一道提供答案的練習(xí),學(xué)生可以按照例題中的步驟來求解練習(xí)題,無需從別處查閱或者翻看書末的答案。練習(xí)同時(shí)還可以檢查學(xué)生對(duì)前述例題的理解程度,從而在學(xué)習(xí)下一節(jié)內(nèi)容之前進(jìn)一步掌握本節(jié)內(nèi)容。學(xué)生可以通過網(wǎng)站獲得練習(xí)的完整求解過程。
●設(shè)計(jì)問題
“設(shè)計(jì)問題”類習(xí)題旨在幫助學(xué)生提高設(shè)計(jì)能力。
●歷史珍聞
本書的歷史珍聞介紹了電子工程相關(guān)領(lǐng)域的重要先驅(qū)人物和歷史事件。
●運(yùn)算放大器的討論
本書在較為靠前的章節(jié)中介紹了構(gòu)成電路的基本元件——運(yùn)算放大器(op amp)。
●擴(kuò)展的例題
按照六步解題法介紹的典型例題為學(xué)生提供了解題的統(tǒng)一途徑,大部分章中都至少有一道例題是以這種方式講解的。
●EC 2000章節(jié)開場白
根據(jù)ABET最新技能標(biāo)準(zhǔn)3,各章的開場白專門討論學(xué)生應(yīng)該如何掌握有效拓展工程師職業(yè)生涯所需的技能,這些技能對(duì)于學(xué)生在校學(xué)習(xí)和今后工作都是非常重要的,因此這部分內(nèi)容采用標(biāo)題“增強(qiáng)技能與拓展事業(yè)”
出版者的話
譯者序
前言
作者簡介
第一部分 直流電路
第1章 基本概念2
1.1 引言2
1.2 計(jì)量單位制3
1.3 電荷與電流4
1.4 電壓6
1.5 功率與能量7
1.6 電路元件10
1.7 解題方法12
習(xí)題14
第2章 基本定律17
2.1 引言17
2.2 歐姆定律17
2.3 節(jié)點(diǎn)、支路與回路21
2.4 基爾霍夫定律23
2.5 串聯(lián)電阻及其分壓27
2.6 并聯(lián)電阻及其分流28
2.7 Y△變換33
習(xí)題38
第3章 分析方法45
3.1 引言45
3.2 節(jié)點(diǎn)分析法46
3.3 含有電壓源電路的節(jié)點(diǎn)分析法51
3.4 網(wǎng)孔分析法54
3.5 含有電流源電路的網(wǎng)孔分析法58
習(xí)題60
第4章 電路定理68
4.1 引言68
4.2 線性性質(zhì)69
4.3 疊加定理70
4.4 電源變換74
4.5 戴維南定理77
4.6 諾頓定理82
4.7 最大功率傳輸定理85
習(xí)題86
第5章 運(yùn)算放大器94
5.1 引言94
5.2 運(yùn)算放大器95
5.3 理想運(yùn)算放大器97
5.4 反相放大器99
5.5 同相放大器100
5.6 加法放大器102
5.7 差分放大器103
5.8 運(yùn)算放大器的級(jí)聯(lián)電路105
習(xí)題107
第6章 電容與電感116
6.1 引言116
6.2 電容117
6.3 電容的串并聯(lián)121
6.4 電感124
6.5 電感的串并聯(lián)127
習(xí)題130
第7章 一階電路137
7.1 引言137
7.2 無源RC電路138
7.3 無源RL電路141
7.4 奇異函數(shù)146
7.5 RC電路的階躍響應(yīng)152
7.6 RL電路的階躍響應(yīng)156
習(xí)題160
第8章 二階電路167
8.1 引言167
8.2 計(jì)算初值和終值168
8.3 無源串聯(lián)RLC電路171
8.4 無源并聯(lián)RLC電路176
8.5 串聯(lián)RLC電路的階躍響應(yīng)180
8.6 并聯(lián)RLC電路的階躍響應(yīng)184
習(xí)題185
第二部分 交流電路
第9章 正弦量與相量194
9.1 引言195
9.2 正弦信號(hào)195
9.3 相量199
9.4 電路元件的相量關(guān)系204
9.5 阻抗與導(dǎo)納206
9.6 頻域中的基爾霍夫定律208
9.7 阻抗合并208
習(xí)題212
第10章 正弦穩(wěn)態(tài)分析218
10.1 引言218
10.2 節(jié)點(diǎn)分析法219
10.3 網(wǎng)孔分析法221
10.4 疊加定理223
10.5 電源變換225
10.6 戴維南等效電路與諾頓等效電路226
習(xí)題229
第11章 交流功率分析237
11.1 引言237
11.2 瞬時(shí)功率與平均功率238
11.3 最大平均功率傳輸241
11.4 有效值243
11.5 視在功率與功率因數(shù)246
11.6 復(fù)功率248
習(xí)題250
第12章 三相電路256
12.1 引言256
12.2 對(duì)稱三相電壓258
12.3 對(duì)稱YY聯(lián)結(jié)260
12.4 對(duì)稱Y△聯(lián)結(jié)263
12.5 對(duì)稱△△聯(lián)結(jié)265
12.6 對(duì)稱△Y聯(lián)結(jié)266
12.7 對(duì)稱系統(tǒng)中的功率268
習(xí)題272
第13章 磁耦合電路277
13.1 引言277
13.2 互感278
13.3 耦合電路中的能量283
13.4 線性變壓器286
13.5 理想變壓器290
13.6 理想自耦變壓器295
習(xí)題298
第14章 頻率響應(yīng)305
14.1 引言305
14.2 傳遞函數(shù)306
14.3 分貝表示法308
14.4 伯德圖309
14.5 串聯(lián)諧振電路318
14.6 并聯(lián)諧振電路322
14.7 無源濾波器324
14.8 有源濾波器328
習(xí)題333
附錄A 奇數(shù)編號(hào)習(xí)題答案338