電網絡理論：圖論‧方程‧綜合（簡體書）

本書共分十一章，主要內容有電網絡概述、網絡矩陣方程、網絡撕裂法、多端和多端口網絡、網絡的拓撲公式、網絡的狀態方程、無源網絡的策動點函數、無源網絡傳遞函數的綜合、逼近問題和靈敏度分析、單運放二次型有源濾波電路、模擬實現法等。
本書配有免費電子課件，歡迎選用本書作教材的老師登錄www.cmpedu.com下載或發郵件到wbj@cmpbook.com索取。
本書可作為電類專業碩士生“電網絡理論”課程的教材，也可供電氣、電子工程專業的科技人員參考。

周庭陽，男，教授，漢族，浙江溫州人，1935年10月生，1957年5月畢業于浙江大學電機系。曾任國家教委電工課程指導委員會委員，中國電機工程學會理論電工專委會委員，浙江電力學會理事，中國電機工程學會高級會員。曾主編《電路原理》等4部書籍，發表10多篇論文。曾獲國家教委優秀教材二等獎，浙江省優秀教學成果二等獎等獎項。

序

 

隨著科學技術的不斷進步，電氣工程與自動化技術正以令人矚目的發展速度，改變著我國工業的整體面貌。同時，對社會的生產方式、人們的生活方式和思想觀念也產生了重大的影響，並在現代化建設中發揮著越來越重要的作用。隨著與信息科學、計算機科學和能源科學等相關學科的交叉融合，它正在向智能化、網絡化和集成化的方向發展。

 

教育是培養人才和增強民族創新能力的基礎，高等學校作為國家培養人才的主要基地，肩負著教書育人的神聖使命。在實際教學中，根據社會需求，構建具有時代特徵、反映最新科技成果的知識體係是每個教育工作者義不容辭的光榮任務。

 

教書育人，教材先行。機械工業出版社幾十年來出版了大量的電氣工程與自動化類教材，有些教材十幾年、幾十年長盛不衰，有著很好的基礎。為了適應我國目前高等學校電氣工程與自動化類專業人才培養的需要，配合各高等學校的教學改革進程，滿足不同類型、不同層次的學校在課程設置上的需求，由中國機械工業教育協會電氣工程及自動化學科教育委員會、中國電工技術學會高校工業自動化教育專業委員會、機械工業出版社共同發起成立了“全國高等學校電氣工程與自動化系列教材編審委員會”，組織出版新的電氣工程與自動化類系列教材。這類教材基於“加強基礎，削枝強幹，循序漸進，力求創新”的原則，通過對傳統課程內容的整合、交融和改革，以不同的模塊組合來滿足各類學校特色辦學的需要。並力求做到：

 

1適用性：結合電氣工程與自動化類專業的培養目標、專業定位，按技術基礎課、專業基礎課、專業課和教學實踐等環節，進行選材組稿。對有的具有特色的教材採取一綱多本的方法。注重課程之間的交叉與銜接，在滿足系統性的前提下，盡量減少內容上的重複。

 

2示範性：力求教材中展現的教學理念、知識體系、知識點和實施方案在本領域中具有廣泛的輻射性和示範性，代表並引導教學發展的趨勢和方向。

 

3創新性：在教材編寫中強調與時俱進，對原有的知識體系進行實質性的改革和發展，鼓勵教材涵蓋新體系、新內容、新技術，注重教學理論創新和實踐創新，以適應新形勢下的教學規律。

 

4權威性：本系列教材的編委由長期工作在教學第一線的知名教授和學者組成。他們知識淵博，經驗豐富。組稿過程嚴謹細緻，對書目確定、主編徵集、資料申報和專家評審等都有明確的規範和要求，為確保教材的高質量提供了有力保障。

 

此套教材的順利出版，先後得到全國數十所高校相關領導的大力支持和廣大骨干教師的積極參與，在此謹表示衷心的感謝，並歡迎廣大師生提出寶貴的意見和建議。

 

此套教材的出版如能在轉變教學思想、推動教學改革、更新專業知識體系、創造適應學生個性和多樣化發展的學習環境、培養學生的創新能力等方面收到成效，我們將會感到莫大的欣慰。

 

 

全國高等學校電氣工程與自動化系列教材編審委員會

 

 

[1]

電網絡理論(圖論方程綜合)

序[2]Ⅴ

 

 

 

前言

 

“電網絡理論”是國內大多數院校電類專業碩士生的必修課程,該課程在碩士生培養環節中有較重要的作用，可使學生的電網絡理論知識體係得到充實和鞏固。

 

在該課開設早期，各校均使用英、美教材，如巴拉巴尼亞的“電網絡理論”等，但國外教材篇幅較大，且和國內本科生教材的內容重複較多。後期國內出版了一些同類的書籍,例如科學出版社出版的邱關源先生的“電網絡理論”，該書內容簡潔、精煉，是一本很好的參考書。１９９７年浙江大學出版社出版了作者編著的“電網絡理論”，該書被國內許多院校作為電網絡理論課程的教材，得到普遍的好評。本書就是在該書的基礎上進行調整、充實，改寫而成的。

 

“電網絡理論”內容可以包括圖論、有源和無源網絡綜合、開關電容網絡、網絡診斷、非線性電路、時變電路、電網絡計算機輔助設計等等。在有限的學時數下究竟選用哪些作為基本講座的內容，我們曾經有過徘徊。但經過多次實踐，感到選用電網絡圖論和有源、無源網絡綜合作為基本內容較為合適，因為這些內容更具基礎性，更有利於鞏固學生的理論體系。我們以這些內容組織教學實踐了十多年，學生反映較好，對他們的理論體係有較大的鞏固和提高。

 

本書選材豐富，內容緊湊，體系合理，敘理嚴密，同時與本科生電路課程聯繫緊密，便於教學，也有利於學生思維能力和理論基礎的鞏固。

 

本書分為兩篇，基本上是互為獨立的，如果需要也可以先教第二篇。總教學時間約50學時，平均每章4～5學時完成。

 

本書有些內容在別的書籍和文獻中還沒有出現過，如基於不定導納矩陣的撕裂法、多端網絡的等效電路、多端口網絡參數的圖論表示式、多端口網絡的拓撲公式、共點和共圈多端口網絡的變換矩陣、含負電容T形網絡實現的方法、橋式網絡傳輸零點的推導方法、用拓撲公式計算有源網絡前饋和反饋函數等。

 

本書配有免費電子課件，歡迎選用本書作教材的老師登錄wwwcmpeducom下載或發郵件到wbj@cmpbookcom索取。

 

 

由於水平所限，缺點和錯誤在所難免，望讀者批評指正。

 

 

編著者

 

於浙江

序
前言
第1篇 網絡圖論
第1章 電網絡概述
內容提要
1.1 電網絡的基本性質
1.1.1 線性和非線性
1.1.2 時變和非時變
1.1.3 有源網絡和無源網絡
1.1.4 有損網絡和無損網絡
1.1.5 互易網絡和非互易網絡
1.1.6 集中參數電路
1.2 圖論的術語和定義
1.3 樹
1.4 割集
1.5 圖的矩陣表示
1.6 關聯矩陣、回路矩陣和割集矩陣之間的關系
1.7 矩陣形式的基爾霍夫定律
1.7.1 基爾霍夫電流定律的矩陣形式
1.7.2 基爾霍夫電壓定律的矩陣形式
小結
習題
第2章 網絡矩陣方程
內容提要
2.1 節點電壓法
2.1.1 復合支路的伏安特性
2.1.2 支路導納矩陣和支路阻抗矩陣
2.1.3 方程的建立
2.2 修正節點電壓法
2.3 割集電壓法
2.4 回路電流法
2.5 含零泛器網絡的節點電壓方程
2.5.1 零口器、非口器和零器
2.5.2 節點電壓方程的建立步驟
2.6 表格法
2.6.1 二端元件和受控源伏安特性的描述
2.6.2 多端元件的伏安特性的描述
小結
習題
第3章 網絡撕裂法
內容提要
3.1 概述
3.2 支路撕裂法
3.3 支路排序法
3.4 節點撕裂法
3.5 回路分析法
3.6 多端口撕裂法
小結
習題
第4章 多端和多端口網絡
內容提要
4.1 無源多端口網絡的短路參數
4.1.1 短路參數的定義
4.1.2 利用節點法計算短路參數
4.2 無源多端口網絡的開路參數
4.2.1 開路參數的定義
4.2.2 利用節點法計算開路參數
4.3 無源多端口網絡的混合參數
4.3.1 混合參數的定義
4.3.2 利用節點法計算混合參數
4.3.3 短路參數、開路參數和混合參數矩陣的關系
4.4 含源多端口網絡的等效電路
4.4.1 含源多端口網絡的諾頓等效電路
4.4.2 含源多端口網絡的戴維南等效電路
4.4.3 含源多端口網絡的混合等效電路
4.5 多端網絡的不定導納矩陣
4.5.1 不定導納矩陣的定義
4.5.2 Yi的等余因子
4.5.3 Yi的并端
4.5.4 Yi的并聯
4.5.5 Yi端點的收縮
4.6 多端網絡的不定阻抗矩陣
4.7 多端網絡的星形等效電路
小結
習題
第5章 網絡的拓撲公式
內容提要
5.1 用節點導納矩陣的行列式表示開路參數
5.2 無源網絡人端阻抗的拓撲公式
5.3 無源網絡轉移阻抗的拓撲公式
5.4 無源網絡導納的拓撲公式
5.4.1 用節點導納矩陣的行列式表示雙口網絡的短路參數
5.4.2 節點導納矩陣的二階余因式的拓撲公式
5.4.3 雙口網絡短路參數的拓撲公式
5.4.4 多端口網絡導納參數的拓撲公式
5.5 無源網絡電壓傳遞函數的拓撲公式
5.6 用補樹阻抗積表示的拓撲公式
5.7 不定導納矩陣的伴隨有向圖
5.8 有源網絡的拓撲公式
小結
習題
第6章 網絡的狀態方程
內容提要
6.1 線性非常態網絡的狀態方程的系統編寫法
6.2 多端口法
6.3 差分形式的狀態方程
6.4 輸出方程
6.5 網絡狀態方程的解
小結
習題
第2篇 無源和有源網絡綜合概論
第7章 無源網絡的策動點函數
內容提要
7.1 歸一化和去歸一化
7.2 無源網絡策動點函數
7.3 無源導抗函數的性質
7.4 LC一端口網絡
7.4.1 LC一端口網絡的性質
7.4.2 LC一端口網絡的實現
7.5 RC一端口網絡
7.5.1 RC一端口網絡的性質
7.5.2 RC一端口網絡的實現
7.6 RL一端口網絡
7.7 RLC一端口網絡
7.7.1 RLC一端口網絡的一般實現步驟
7.7.2 RLC一端口網絡的Brune實現法
小結
習題
第8章 無源網絡傳遞函數的綜合
內容提要
8.1 轉移參數的性質
8.2 傳輸零點
8.3 梯形RC網絡
8.4 一臂多元件的梯形RC網絡
8.5 并聯梯形網絡
8.6 梯形LC網絡
8.7 單邊帶載LC網絡
8.8 雙邊帶載LC網絡的達林頓實現
小結
習題
第9章 逼近問題和靈敏度分析
內容提要
9.1 概述
9.2 勃特沃茨逼近
9.3 切比雪夫逼近
9.4 倒切比雪夫逼近
9.5 橢圓函數
9.6 貝塞爾湯姆遜響應
9.7 頻率變換
9.7.1 高通變換
9.7.2 帶通變換
9.7.3 帶阻變換
9.8 靈敏度分析
9.8.1 靈敏度及其計算
9.8.2 w和Q靈敏度
9.8.3 增益靈敏度
小結
習題
第10章 單運放二次型有源濾波電路
內容提要
10.1 概述
10.2 單運放二次型電路的基本結構
10.3 薩倫-凱（Sallen-Key）電路
10.4 RC-CR變換
10.5 正反饋結構的帶通電路
10.6 實現虛軸上的傳輸零點
10.7 負反饋低通濾波器
10.8 負反饋帶通電路
10.9 全通濾波器
10.10 單運放二次型通用濾波器
小結
習題
第11章 模擬實現法
內容提要
11.1 概述
11.2 仿真電感模擬法
11.3 頻變負阻法
11.4 梯形網絡的跳耦模擬法
11.5 帶通跳耦濾波器
11.6 狀態變量法
11.7 入端導納法
11.8 多運放雙二次節電路
11.9 開關電容網絡（SCN）概述
小結
習題
附錄 Amax=0.5dB橢圓近似函數
參考文獻