Giáo trình Introduction to Electric Circuits, tái bản lần thứ 8, của Richard C. Dorf và James A. Svoboda

Chuyên ngành

Kỹ thuật điện

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Sách giáo khoa

2010

906
0
0

Phí lưu trữ

135 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan về sách Introduction to Electric Circuits 8e

Introduction to Electric Circuits 8e là giáo trình kinh điển về mạch điện do hai tác giả Richard C. Dorf và James A. Svoboda biên soạn. Sách được xuất bản bởi nhà Wiley, thuộc hệ thống giáo trình kỹ thuật điện hàng đầu thế giới.Ấn bản thứ tám này cung cấp kiến thức nền tảng về lý thuyết mạch điện một cách hệ thống và dễ tiếp cận. Nội dung sách bao gồm các khái niệm cơ bản như dòng điện, điện áp, công suất và năng lượng. Phương trình cấu trúc mạch và quy ước thụ động được trình bày rõ ràng qua nhiều ví dụ minh họa. Sách hướng đến đối tượng sinh viên năm nhất và năm hai ngành kỹ thuật điện, điện tử. Mỗi chương đều có bài tập từ cơ bản đến nâng cao.Ấn bản 8e cập nhật thêm nhiều ví dụ thực tế và ứng dụng trong kỹ thuật hiện đại. Đây là tài liệu không thể thiếu cho quá trình học tập và nghiên cứu về mạch điện.

1.1. Thông tin xuất bản và tác giả

Richard C. Dorf là giáo sư tại Đại học California, chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực kỹ thuật điện. James A. Svoboda công tác tại Đại học Clarkson, nổi tiếng với phương pháp giảng dạy mạch điện sáng tạo. Sách được xuất bản lần đầu năm 2010 bởi John Wiley & Sons, Inc.Ấn bản thứ tám đánh dấu sự cải tiến toàn diện về nội dung và hình thức trình bày. Sách được in trên giấy không axit đảm bảo độ bền lâu dài. Mã ISBN của bản bìa cứng là 978-0-470-52157-1.

1.2. Cấu trúc và phạm vi nội dung

Sách được xây dựng theo cấu trúc logic từ cơ bản đến nâng cao. Phần đầu giới thiệu các biến số mạch điện bao gồm dòng điện, điện áp, công suất và năng lượng. Quy ước thụ động và quy ước nguồn được giải thích chi tiết qua ví dụ cụ thể. Phần giữa trình bày các phương pháp phân tích mạch như định luật Kirchhoff, phân tích nút và vòng. Phần cuối mở rộng sang mạch xoay chiều, tần số và các chủ đề nâng cao.

II. Phân tích nội dung và thách thức học tập

Nội dung sách Introduction to Electric Circuits 8e đặt ra nhiều thách thức cho sinh viên. Khái niệm quy ước thụ động thường gây nhầm lẫn khi tính toán công suất. Khi dòng điện và điện áp tuân theo quy ước thụ động, công suất hấp thụ bằng tích i nhân vab. Ngược lại, khi không tuân theo quy ước thụ động, công suất cung cấp được tính bằng tích i nhân vba. Ví dụ trong sách cho thấy một phần tử có thể hấp thụ công suất âm nghĩa là đang cung cấp năng lượng. Mô hình thiết bị cũng là vấn đề phức tạp. Sách phân biệt rõ giữa nguồn điện áp lý tưởng và nguồn điện áp thực tế. Khi dòng điện lớn hơn 10 milliamps, mô hình lý tưởng không còn phù hợp. Điều này đòi hỏi sinh viên phải hiểu rõ giới hạn của từng mô hình. Bài tập yêu cầu tư duy logic và kỹ năng tính toán chính xác.

2.1. Quy ước thụ động và tính toán công suất

Quy ước thụ động là khái niệm then chốt trong sách. Khi dòng điện đi vào cực dương của điện áp, phần tử hấp thụ năng lượng. Công thức p bằng i nhân v cho kết quả dương. Khi dòng điện đi vào cực âm, phần tử cung cấp năng lượng. Công thức vẫn áp dụng nhưng kết quả mang dấu âm. Sinh viên cần nắm vững quy tắc này để tránh sai sót trong tính toán.

2.2. Mô hình thiết bị và giới hạn áp dụng

III. Giải pháp và phương pháp học hiệu quả

Để học tốt giáo trình Introduction to Electric Circuits 8e, sinh viên cần áp dụng phương pháp học tập có hệ thống. Đầu tiên, đọc kỹ lý thuyết từng chương trước khi làm bài tập. Chú ý các ví dụ được giải chi tiết trong sách vì chúng minh họa cách áp dụng công thức. Thứ hai, luyện tập thường xuyên với các bài tập từ dễ đến khó. Bắt đầu với bài tập cơ bản để nắm vững khái niệm. Sau đó chuyển sang bài tập nâng cao để rèn luyện tư duy phân tích. Thứ ba, xây dựng bảng tóm tắt công thức và quy tắc cho mỗi chương. Ghi chú các trường hợp đặc biệt và điều kiện áp dụng. Sử dụng sơ đồ tư duy để liên kết các khái niệm với nhau. Thứ tư, tham gia nhóm học tập để thảo luận và giải đáp thắc mắc. Giải thích kiến thức cho người khác giúp củng cố hiểu biết bản thân.

3.1. Chiến lược tiếp cận từng chương

3.2. Sử dụng tài liệu hỗ trợ

IV. Kết luận và ứng dụng thực tế

Introduction to Electric Circuits 8e là nền tảng vững chắc cho ngành kỹ thuật điện. Kiến thức từ sách được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thực tế. Thiết kế mạch nguồn cho thiết bị điện tử tiêu dùng cần hiểu rõ về công suất và năng lượng. Phân tích mạch điều khiển trong hệ thống tự động hóa sử dụng định luật Kirchhoff. Kỹ thuật viễn thông áp dụng kiến thức về mạch tần số và lọc tín hiệu. Năng lượng tái tạo đòi hỏi hiểu biết sâu về mô hình nguồn và tải. Xe điện và hệ thống sạc pin sử dụng nguyên lý mạch điện cơ bản. Ngành y tế ứng dụng mạch điện trong thiết bị chẩn đoán và điều trị. Robotics kết hợp kiến thức mạch điện với điều khiển tự động. Sách cung cấp công cụ tư duy cần thiết cho mọi kỹ sư điện. Nền tảng vững chắc từ giáo trình này mở đường cho các môn học nâng cao hơn.

4.1. Ứng dụng trong công nghiệp hiện đại

4.2. Hướng phát triển và học tập tiếp

21/04/2026

Trích đoạn nội dung tài liệu

Introduction to Electric Circuits -------------------------------------------------------- EIGHTH EDITION Richard C. Dorf U n iv e rs ity o f C a lifo rn ia James A. Svoboda C la rk s o n U n iv e rs ity WILEY John Wiley & Sons, Inc. VICE PRESIDENT AND EXECUTIVE PUBLISHER Donald Fowley ASSOCIATE PUBLISHER Dan Sayre SENIOR EDITORIAL ASSISTANT Katie Singleton PRODUCTION SERVICES MANAGER Dorothy Sinclair PRODUCTION EDITOR Janet Foxman EXECUTIVE MARKETING MANAGER Christopher Ruel CREATIVE DIRECTOR Harry Nolan DESIGNER Jim O’Shea MEDIA EDITOR Lauren Sapira PRODUCTION SERVICES Elm Street Publishing Services COVER IMAGES: Main Image: © Science Photo Library/Getty Images, Inc. Inset images: C SuperStock; Goodshot/Jupiter/Getty Images, Inc. This book was set in 10/12 pt in Times New Roman by Thomson Digital, and printed and bound by RRD Jefferson City. The cover was printed by RRD Jefferson City. This book is printed on acid-free paper. @ Copyright c 2010, 2006, 2004, 2001 John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, scanning or otherwise, except as permitted under Sections 107 or 108 of the 1976 United States Copyright Act, without either the prior written permission of the Publisher, or authorization through payment of the appropriate per-copy fee to the Copyright Clearance Center, Inc., 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923, website w\w. Requests to the Publisher for permission should be addressed to the Permissions Department, John Wiley & Sons, Inc., Ill River Street, Hoboken, NJ 07030-5774, (201) 748-6011, fax (201) 748-6008, website wmv.com/go/permissions. Evaluation copies are provided to qualified academics and professionals for review purposes only, for use in their courses during the next academic year. These copies are licensed and may not be sold or transferred to a third party. Upon completion of the review period, please return the evaluation copy to Wiley. Return instructions and a free of charge return shipping label are available at wr\irw.com/go/returnlabel. Outside of the United States, please contact your local representative. Library of Congress Cataloging-in-Publication Data Dorf, Richard C. Introduction to electric circuits / Richard C. ISBN 978-0-470-52157-1 (cloth : alk.319'24— dc22 2009047257 ISBN 978-0-470-52157-1 Printed in the United States of America 10 9 8 7 6 5 4 3 2 T h e scien tific n a tu re o f th e o rd in a ry m a n Is to go o n o u t a n d d o th e b e st he can. —John Prine B ut, C a p ta in , I c a n n o t c h a n g e th e la w s o f p h y sics. Montogomery Scott (Scotty), USS Enterprise D e d ic a te d to o u r g ra n d c h ild re n : Ian C h risto p h e r B o ila rd , K y le E v e re tt S c h a fer, a n d G ra h a m H e n ry S c h a fe r an d H e a th e r L y n n S v o b o d a , Ja m e s H u g h S v o b o d a , Ja c o b A rth u r L eis, M a x w e ll A n d re w L e is, a n d J a c k M a n d lin L e ffle r About the Authors Richard C. Dorf, professor of electrical and computer engineering at the University of California, Davis, teaches graduate and undergraduate courses in electrical engineering in the fields of circuits and control systems. He earned a PhD in electrical engineering from the U. Naval Postgraduate School, an MS from the University of Colorado, and a BS from Clarkson University. Highly concerned with the discipline of electrical engineering and its wide value to social and economic needs, he has written and lectured internationally on the contributions and advances in electrical engineering. Professor Dorf has extensive experience with education and industry and is professionally active in the fields of robotics, automation, electric circuits, and communications. He has served as a visiting professor at the University of Edinburgh, Scotland, the Massachusetts Institute of Technology, Stanford University, and the University of California at Berkeley. A Fellow of the Institute of Electrical and Electronic Engineers and the American Society for Engineering Education, Dr. Dorf is widely known to the profession for his Modern Control Systems, eleventh edition (Prentice Hall, 2008) and The International Encyclopedia o f Robotics (Wiley, 1988). Dorf is also the coauthor of Circuits, Devices and Systems (with Ralph Smith), fifth edition (Wiley, 1992). Dorf editedthewidely used Electrical Engineering Handbook, third edition (CRC Press and IEEE press), published in 2008. Hislatest work is Technology Ventures, third edition (McGraw-Hill 2010). Svoboda is an associate professor of electrical and computer engineering at Clarkson University,where he teaches courses on topics such as circuits, electronics, and computer programming. He earned a PhD in electrical engineering from the University of Wisconsin at Madison, an MS from the University of Colorado, and a BS from General Motors Institute. Sophomore Circuits is one of Professor Svoboda's favorite courses. He has taught this course to 5,500 undergraduates at Clarkson University over the past 30 years. In 1986, he received Clarkson University’s Distinguished Teaching Award. Professor Svoboda has written several research papers describing the advantages of using nullors to model electric circuits for computer analysis. He is interested in the way technology affects engineering education and has developed several software packages for use in Sophomore Circuits. Preface The central theme of Introduction to Electric Circuits is the concept that electric circuits are part of the basic fabric of modem technology. Given this theme, we endeavor to show how the analysis and design of electric circuits are inseparably intertwined with the ability of the engineer to design complex electronic, communication, computer, and control systems as well as consumer products. APPROACH & O R G A N IZ A T IO N This book is designed for a one- to three-term course in electric circuits or linear circuit analysis and is structured for maximum flexibility. The flowchart in Figure 1 demonstrates alternative chapter organizations that can accommodate different course outlines without disrupting continuity. The presentation is geared to readers who are being exposed to the basic concepts of electric circuits for the first time, and the scope of the work is broad. Students should come to the course with the basic knowledge of differential and integral calculus. This book endeavors to prepare the reader to solve realistic problems involving electric circuits. Thus, circuits are shown to be the results of real inventions and the answers to real needs in industry, the office, and the home. Although the tools of electric circuit analysis may be partially abstract, electric circuits are the building blocks of modem society. The analysis and design of electric circuits are critical skills for all engineers. W H A T ' S N E W IN THE 8 TH E D I T I O N Increased use of PSpice K and MATLABH Significantly more attention has been given to using PSpice and MATLAB to solve circuits problems. It starts with two new appendixes, one introducing PSpice and the other introducing MATLAB. These appendixes briefly describe the capabilities of the programs and illustrate the steps needed to get started using them. Next, PSpice and MATLAB are used throughout the text to solve various circuit analysis and design problems. For example, PSpice is used in Chapter 5 to find a Thevenin equivalent circuit and in Chapter 15 to represent circuit inputs and outputs as Fourier series. MATLAB is frequently used to obtain plots of circuit inputs and outputs that help us see what our equations are telling us. MATLAB also helps us with some long and tedious arithmetic. For example, in Chapter 10, MATLAB helps us do the — - P r e fa c e Matrices, Color Determinants Code ----"A. 3 4 1 2 METHODS OF RESISTIVE ELECTRIC CIRCUIT CIRCUITS ANALYSIS OF W' ELEMENTS RESISTIVE CIRCUIT VARIABLES CIRCUITS Complex Numbers FIGURE 1 Flow chart showing alternative paths through the topics in this textbook. complex arithmetic to analyze ac circuits and, in Chapter 14, MATLAB helps with the partial fraction required to find inverse Laplace transforms. O f course, there’s more to using PSpice and MATLAB than simply running the programs. W e pay particular attention to interpreting the output o f these computer programs and checking it to m ake sure it is correct. Frequently, this is done in the section called, “ How Can We Check . ” included in every chapter. For example, Section 8.9 shows how to interpret and check a PSpice transient response, and Section 13.7 shows how to interpret and check a frequency response produced using M ATLAB or PSpice. Revisions to Improve Clarity Chapter 15 covering the Laplace transform and the Fourier series and transform , Chapters 14 and 15, have been largely rewritten, both to improve clarity o f exposition and to significantly increase coverage of MATLAB and PSpice. In addition, revisions have been made throughout the text to improve clarity. Sometimes these revisions are small, involving sentences or paragraphs. O ther, larger revisions involve pages or even entire sections. More Problems The 8 th edition contains 1 20 new problems, bringing the total number o f problems to more than 1,3 50. This edition uses a variety of problem types and they range in difficulty from simple to challenging, including: Preface PSpice 16 FILTER CIRCUITS 1 13 14 15 FREQUENCY THE FOURIER TWO-PORT RESPONCE LAPLACE SERIES NETWORKS TRANSFORM AND FOURIER TRANSFORM 4 17 THE TWO-PORT OPERATIONAL NETWORKS AMPLIFIER Legend: Primary flow . O Chapter Appendix Optional flow Straightforward analysis problems. Analysis of complicated circuits. Simple design problems. (For example, given a circuit and the specified response, determine the required RLC values.) Compare and contrast, multipart problems that draw attention to similarities or differences between two situations. • MATLAB and PSpice problems. (Given some specifications, devise a circuit that satisfies those specifications. How Can We Check . ? (Verify that a solution is indeed correct.) FEATURES RETAINED FROM PREVIOUS EDITION S Introduction Each chapter begins with an introduction that motivates consideration o f the material o f that chapter. Examples Because this book is oriented toward providing expertise in problem solving, we have included m ore than 260 illustrative examples. Also, each example has a title that directs the student to exactly w hat is being illustrated in that particular example. Various methods o f solving problems are incorporated into select exam ples. These cases show students that multiple methods can be used to derive sim ilar solutions or, in some cases, that m ultiple solutions can be correct. This helps students build the critical thinking skills necessary to discern the best choice between multiple outcomes. Design Examples, a Problem-Solving Method, and "How Can We Check . " Sections Each chapter concludes with a design example that uses the methods o f that chapter to solve a design problem. A formal, five-step problem-solving method is introduced in Chapter 1 and then used in each o f the design examples. An important step in the problem-solving method requires you to check your results to verify that they are correct. Each chapter includes a section entitled ‘ ‘How Can We Check . ” that illustrates how the kind o f results obtained in that chapter can be checked to ensure correctness. Key Equations and Formulas You will find that key equations, formulas, and important notes have been called out in a shaded box to help you pinpoint critical information. Summarizing Tables and Figures The procedures and m ethods developed in this text have been sum m arized in certain key tables and hgures.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ