電路基礎(chǔ)

Preface v                  
      Acknowledgments vi                  
      A Note to the Student ix                  
      PART I DCCIRCUITS I                  
    Chapter 1  Basic Concepts 3                  
      1.1 Introduction 4                  
      1.2 Systems of Units 4                  
      1.3 Charge and Current 6                  
      1.4 Voltage 9                  
      1.5 Power and Energy 1O                  
      1.6 Circuit Elements 13                  
      l.7 Applications 15                  
      1.7.1 TV Picture Tube                  
      1.7.2 Electricity Bills                  
      1.8 Problem Solving l8                  
      1.9 Sammary 2l                  
      Review Questions 22                  
      Problems 23                  
      Comprehensive Problems 25                  
    Chapter 2  Basic Laws 27                  
      2.1 Invoduction 28                  
      2.2 Ohm's Laws  28                  
      2.3 Nodes, Branches, and Loops 33                  
      2.4 Kirchhoff's Laws 35                  
      2.5 Series Resistors and Voltage Division 41                  
      2.6 Parallel Resistors and Current Division 42                  
      2.7 Wye-Delta Transformations 50                  
      2.8 Applications 54                  
      2.8.l Lighting Systems                  
      2.8.2 Design of DC Meters                  
      2.9 Summary 60                  
      Review Questions 6l                  
      Problems 63                  
      Comprebensive hoblems 72                  
    Chapter 3  Methods of Analysis 75                  
      3.1 Introdnction 76                  
      3.2 Nodal Analysis  76                  
      3.3 Nodal Analysis with Voltage Sources 82                  
      3.4 Mesh Analysis 87                  
      3.5 Mesh Aoalysis with Current Sources 92                  
      3.6 Nodal and Mesh Analyses by Inspection 95                  
      3.7 Nodal Versns Mesh Analysis 99                  
      3.8 Circuit Analysis with PSpice IOO                  
      3.9 Applications: DC Transistor Circuits 102                  
      3.1O Summary 107                  
      Review Questions 107                  
      Problems 109                  
      Comprehensive Problems 117                  
    Chapter 4  Circuit Theorems 119                  
      4.1 Introduchon 120                  
      4.2 Linearity Propeny l20                  
      4.3 Superposition 122                  
      4.4 Source Transfomlation 127                  
      4.5 Thevenin's Theorem 131                  
      4.6 Nonon's Theorem 137                  
      4.7 Derivations of Thevenin's and Norton's Theorems l40                  
      4.8 Maximum Power Transfer 142                  
      4.9 Verifying Circuit Theorems with PSpice 144                  
      4.10 Applications 147                  
      4.1O.l Source Modeling                  
      4.1O.2 Resistance Measurement                  
      4.11 Summary 153                  
      Review Questions I53                  
      Problems I 54                  
      Comprehensive Ptoblems l62                  
    Chapter 5  Operational Amplifiers 163                  
      5.1 Introduction l66                  
      5.2 Operational Ampliners 166                  
      5.3 Ideal Op Amp 170                  
      5.4 Inverting Amplifier l7l                  
      5.5 Noninverting Amplifier 174                  
      5.6 Summing Amplifier 176                  
      5.7 Difference Amplifier 177                  
      5.8 Cascaded Op Amp Circuits 18l                  
      5.9 Op Amp Circuit Analysis with PSpice l83                  
      5.10 Applications 185                  
      5.1O.l Digital-to Analog ConveHer                  
      5.1O.2 Instnlmentation Amplifiers                  
      5.11 Summary 188                  
      Review Questions 190                  
      Problems l91                  
      Comprehensive Problems 200                  
    Chapter 6  Capacitors and Inductors 201                  
      6.1 Inuoduchon 202                  
      6.2 Capacitors 202                  
      6.3 Series and Parallel Capacitors 208                  
      6.4 Inductors 211                  
      6.5 Series and ParaUel Inductors 216                  
      6.6 Applications 219                  
      6.6. l Integrator                  
      6.6.2 Differentiator                  
      6.6.3 Analog Computer                  
      6.7 Summary 225                  
      Review Questions 226                  
      Rnblems 227                  
      Comprehensive Problems 235                  
    Chapter 7  First-Order Circuits 237                  
      7.1 Inteoduction 238                  
      7.2 The Source-kee RC Circuit 238                  
      7.3 The Source-free RL Circoit 243                  
      7.4 Singularity Functions 249                  
      7.5 Step Response of an RC Circuit 257                  
      7.6 Step Response of an RL Circuit 263                  
      7.7 First-order Op Amp Circuits 268                  
      7.8 Transient Analysis with PSpice 273                  
      7.9 Applications 276                  
      7.9.1 Delay Circuits                  
      7.9.2 Photoaash Unit                  
      7.9.3 Relay Circuits                  
      7.9.4 Automobile Ignition Circuit                  
      7.10 Summary 282                  
      Review Questions 283                  
      Problems 2S4                  
      Comprehensive Problems 293                  
    Chapter 8  Second-Order Circuits 295                  
      8.1 Introduction 296                  
      8.2 Finding Initial and Final Values 296                  
      8.3 The Source-Free Series RILC Circuit 30I                  
      8.4 The Source-Free Parallel RLC Circuit 308                  
      8.5 Step Respoose of a Series RLC Circuit 314                  
      8.6 Step Response of a ParaHel RLC Circuit 319                  
      8.7 General Second-Order Circnits 322                  
      8.8 Second-Order Op Amp Circuits 327                  
      8.9 PSpice Analysis of RI~C Circuits 330                  
      8.1O Duality 332                  
      8.11 Applications 336                  
      8.11.1 Automobile Ignition System                  
      8.11.2 Smoothing Circuits                  
      8.12 Summary 340                  
      Review Questions 340                  
      Problems 341                  
      Comprehensive Problems 350                  
      PART 2 ACCIRCUITS 351                  
    Chapter 9  Sinusoids and Phasors 333                  
      9.1 Introduction 354                  
      9.2 Sinusoids 355                  
      9.3 Phasors 359                  
      9.4 Phasor Relationships for Circuit Elements 367                  
      9.5 Impedance and Admittance 369                  
      9.6 Kirchhoff's Laws in the Frequency Domain 372                  
      9.7 Impedance Combinations 373                  
      9.8 Applications 379                  
      9.8.l Phase-Shifters                  
      9.8.2 AC Bridges                  
      9.9 Snmmary 384                  
      Review Questions 385                  
      Problems 385                  
      Comprebensive hoblems 392                  
    Chapter 10  SiRusoidal Steady-State Analysis 393                  
      10.1 InUoduction 394                  
      10.2 Nodal Analysis 394                  
      1O.3 Mesh Analysis 397                  
      10.4 Superposition Theorem 400                  
      I0.5 Soarce Transformation 404                  
      1O.6 Thevenin and Nonon Equivalent CircQits 406                  
      10.7 Op Amp AC CircuHs 41 l                  
      1O.8 AC Analysis Using PSpice 413                  
      1O.9 Applications 4 l 6                  
      10.9.1 Capacitance Moltiplier                  
      10.9.2 Oscillators                  
      10.10 Summary 420                  
      Review Questions 42l                  
      Problems 422                  
    Chapter 11  AC Power Analysis 433                  
      11.1 Introduction 434                  
      11.2 Instantaneous and Average PoWer 434                  
      11.3 Maximum Average Power Transfer l}ItO                  
      11.4 Effective or RMS Value 443                  
      11.5 Apparnnt Power and Power Factor 447                  
      11.6 Complex Power 449                  
      11.7 Conservation of AC Power 453                  
      11.8 Power Factor Comection 457                  
      11.9 Applications 459                  
      11.9.l Power Measurement                  
      ll.9.2 Electricity Consumption Cost                  
      11.10 Summary 464                  
      Review Questions 465                  
      Problems 466                  
      Comprehensive Problems 474                  
    Chapter 12  Three-Phase Circuits 477                  
      12.1 Introduction 478                  
      12.2 BaJanced Three-Phase Voltages 479                  
      12.3 Balanced Wye-Wye Connection 4S2                  
      12.4 Balanced Wye-Delta Connection 486                  
      12.5 Balanced Delta-Delta Connection 488                  
      12.6 Balanced Delta-Wye Connection 490                  
      12.7 Power in a Balanced System 494                  
      12.8 Unbalanced Three-Pbase Systems 500                  
      12.9 PSplce for Three-Phase Circuits 504                  
      12.1O Applications 508                  
      12.10.1 Three-Phase Power Measurement                  
      l2.1O.2 Residential Wiring                  
      12.11 Summary 516                  
      Review Questions 517                  
      Problems 518                  
      Comprehensive Problems 525                  
    Chapter 13  Magnetica11y Coupled Circuits 527                  
      13.1 Introduction 528                  
      13.2 Mutual Inductance 528                   
      13.3 Energy in a Conpled Circuit 535                  
      13.4 Linear Transformers 539                  
      13.5 Ideal Transformers 545                  
      13.6 Ideal AutoRansformers 552                  
      13.7 Three-Phase Transformers 556                  
      13.8 PSpice Analysis of Magnetically Coupled Circuits 559                  
      13.9 Applications 563                  
      13.9.1 Transformer as an Isolation Device                  
      13.9.2 Transformer as a Matching Device                  
      13.9.3 Power Distribution                  
      13.10 Summary 569                  
      Rewiew Questions 570                  
      Problems 571                  
      Comprehensive Problems 582                  
    Chapter 14  Frequency Response 583                  
      14.1 Introduction 584                  
      14.2 Transfer Function 584                  
      l4.3 The Decibel Scale 588                  
      14.4 Bode Plots 589                  
      14.5 Series Resonance 600                  
      14.6 Parallel Resonance 605                  
      14.7 Passive Filters 608                  
      14.7.l Lowpass Filter                  
      14.7.2 Higtlpass Filter                  
      14.7.3 Bandpass Filter                  
      14.7.4 Bandstop Filter                  
      14.8 Active Filters 613                  
      14.8.l First-Order Lowpass Filter                  
      14.8.2 First-Order Highpass Filler                  
      14.8.3 Bandpass Filter                  
      14.8.4 Bandreject (or Notch) Filter                  
      14.9 Scaling 619                  
      14.9.l Magnitude Scaling                  
      14.9.2 Frequency Scaling                  
      14.9.3 Magnitude and Frequency Scaling                  
      14.1O Frequency Response Using PSpice 622                  
      14.11 Applications 626                  
      14.1l.l Radio Receiver                  
      14.ll.2 Touch-Tone Telephone                  
      l4.1l.3 Crossover Network                  
      14.12 Summary 631                  
      Review Questions 633                  
      Problems 633                  
      Comprehensive Problems 640                  
      PART 3 ADVANCED.CIRCUIT ANALVSIS 643                  
    Chapter 15  The Laplace Transform 645                  
      15.1 Introduction 646                  
      15.2 Definition of the Laplace Transform  646                  
      15.3 Ptoperties.of the Laplace Transform 649                  
      15.4 The Inverse Laplace Transform 659                  
      15.4.l Simple Poles                  
      15.4.2 Repeated Poles                  
      l5.4.3 Complex Poles                  
      15.t Applicaton to Circuits 666                  
      15.6 Transfer Functions 672                  
      15.7 The Convolution Integral 677                  
      15.8 Application to Integrodifferential Equations 685                  
      15.9 Applications 687                  
      15.9.1 Network Stability                  
      15.9.2 Network Syntkesis                  
      15.1O Summary 694                  
      Review Questions 696                  
      Problems 696                  
      Comprehensive Problems 705                  
    Chapter 16  The Fourier Series 707                  
      16.1 Inuodoction 708                  
      16.2 TrigonomeRic Fourier Series 708                  
      16.3 Symmetry Considerations 7l7                  
      16.3.1 Even Symmeuy                  
      16.3.2 Odd Symmetry                  
      16.3.3 Half-Wave Symmetry                  
      16.4 Circuit Applicatons 727                  
      16.5 Average Power and RMS Values 730                  
      16.6 Exponential Fourier Series 734                  
      16.7 Fourier Analysis with PSpice 740                  
      16.7. I Discrete Fourier Transform                  
      l6.7.2 Fast Fourier Transform                  
      16.8 Applications 746                  
      l6.8.1 Specuum Analyzers                  
      16.8.2 Filters                  
      16.9 Summary 749                   
      Review Questions 75l                  
      Problems 751                  
      Comprehensive Problems 758                  
    Chapter 17  Fourier Transform 759                  
      17.1 Introduction 760                  
      17.2 Definition of the Fonrier Transform 760                  
      17.3 Propenies of the Fourier Transform 766                  
      17.4 Circuit Applications 779                  
      17.5 Parseval's Theorem 782                  
      17.6 Comparing tke Fourier and Laplace Trallsforms 784                  
      l7.7 Applications 785                  
      17.7.1 Amplitude Modulation                  
      17.7.2 Sampling                  
      17.8 Summary 789                  
      Review Questions 790                  
      Problems 790                  
      Comprehensive Problems 794                  
    Chapter 18  Two-Port Networks 795                  
      18.1 Inuoduction 796                  
      18.2 Impedance Parameters 796                  
      18.3 Admittance Parameters 801                  
      18.4 Hybrid Parameters 804                  
      18.5 Transmission Parameters 809                  
      18.6 Relationships between Parameters 814                  
      18.7 Interconnection of Networks 817                  
      18.8 Computing Two-Port Parameters Using PSpice 823                  
      l8.9 Applications 826                  
      18.9.1 Transistor Circuits                  
      l8.9.2 Ladder Network Synthesis                  
      18.10 Summary 833                  
      Review Qnestions 834                  
      Problems 835                  
      Comprehensive Problems 844                  
    AppendixA Solution of Simultaneous Equations Using Cramer's Rule 845                  
    Appendix B Complex Numbers 851                  
    Appendix C Mathematical Formulas 859                  
    Appendix D PSpice for Wiodows 865                  
    Appendix E Answers to Odd-Numbered Problems 893                  
    Selected Bibliography 929                  
    Index 933