ทฤษฎีวงจรไฟฟ้า

บทนำ

วิกิตำราเล่มนี้มีเนื้อหาเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้าเบื้องต้น โดยครอบคลุมเนื้อหาบางส่วนของทฤษฎีวงจรไฟฟ้าพื้นฐาน การวิเคราะห์วงจร และการออกแบบวงจร คู่มือเล่มนี้เหมาะสำหรับนักศึกษาภาควิชาไฟฟ้าในระดับปริญญาตรีที่เริ่มศึกษาวงจรไฟฟ้ากระแสตรง วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ อนุกลวงจรแบบ passive เฟเซอร์ (phasors) และวงจร RLC

สารบัญ

• บทนำ

บทที่ 1: วงจรไฟฟ้าเบื้องต้น (Circuit Basics)

• คำจำกัดความ (Terminology)
• ตัวแปรและหน่วย (Variables and Units)
• วงจรไฟฟ้าเบื้องต้น (Circuit Basics)
  • อนุกลวงจรแบบ Active และ Passive
  • การเปิดวงจรและลัดวงจร (Open & Closed Circuits)
  • ตัวต้านทาน (Resistors)
  • กฎของโอห์ม (Ohm's Law)
  • โวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ (Voltmeters and Ammeters)
  • แหล่งกำเนิด (Sources)
  • สวิตช์ (Switches)

บทที่ 2: การวิเคราะห์วงจรตัวต้านทาน (Resistive Circuit Analysis)

• การวิเคราะห์วงจรตัวต้านทาน
  • กฎของเคอร์ชอฟ (Kirchoff's Current and Voltage Law)
  • การแบ่งกระแสและแรงดัน (Current and Voltage Dividers)
  • การต่ออนุกลวงจรแบบอนุกรม (Elements in Series)
  • การต่ออนุกลวงจรแบบขนาน (Elements in Parallel)
• การแปลงแหล่งจ่าย (Source Transformations)
  • ทฤษฎีบทของ Thevenin (Thevenin's Theorem)
  • วงจรสมมูลของ Norton (Norton's Equivalent Circuit)
  • การแปลง Thevenin และ Norton Thevenin and Norton Transformations)
  • ทฤษฎีบทการถ่ายโอนกำลังสูงสุด (Maximum Power Transfer Theorem)
• วิธีการวิเคราะห์วงจร (Analysis Methods)
  • Node Voltage Analysis
  • Mesh Current Analysis
  • ทฤษฎีการซ้อนทับ (Superposition)
  • Impulse Response
  • คอนโวลูชัน (Convolution)
• ออปแอมป์ (Op Amps)

บทที่ 3: อนุกลวงจรประเภทเก็บพลังงาน (Energy Storage Elements)

• อนุกรมวงจรประเภทเก็บพลังงาน(Energy Storage Elements)
  • ตัวเก็บประจุ (Capacitors)
  • ตัวเหนี่ยวนำ (Inductors)
  • วงจร RL และ RC
  • The First Order Solution
• วงจร RLC
  • การสร้างสมการเชิงอนุพันธ์อันดับที่สอง
  • Under-Damped, Over-Damped, and Critically Damped
  • Natural Response
  • Forced Response
  • Complete Response
  • การใช้ Laplace transform
• ความเหนี่ยวนำร่วม (Mutual Inductance)

บทที่ 4: แหล่งกำเนิดแบบ Sine (Sinusoidal Sources)

• แหล่งกำเนิดแบบ Sine
  • Steady-State Response
  • Complex Exponentials and Phasors
  • Phasor Analysis
  • Network Function
  • Complex Power
  • การถ่ายโอนกำลังสูงสุด (Maximum Power Transfer)
  • Thevenin, Norton, and Superposition

บทที่ 5: การแปลงลาปลาซ และฟูเรียร์ (Laplace and Fourier Transforms)

• การแปลงลาปลาซ (Laplace Transform)
  • Transfer Functions
  • Convolution Theorem
  • S Domain Analysis
• การแปลงฟูเรียร์ (Fourier Transform)
  • Frequency and Radial Frequency
  • Impedance and Reactance
  • Frequency Domain Analysis
  • Frequency Response
• Bode Plots
  • Bode Plots from Network Functions
  • Bode Plots from Frequency Response
  • Bode Analysis

ภาคผนวก (Appendices)

• Circuit Functions
• Phasor Arithmetic
• เดซิเบล (Decibels)

อ้างอิง

• Horowitz and Hill, The Art of Electronics, Second Edition, Cambridge University Press, 1989. ISBN 0521370957
• US Navy, Basic Electrity, Dover, 1970. ISBN 0486209733
• US Navy, Basic Electronics, Dover, 1973. ISBN 0486210766
• Comer and Comer, Fundamentals of Electronic Circuit Design, John Wiley & Sons, 2003. ISBN 0471410160
• Dorf and Svoboda, Introduction to Electric Circuits, Sixth Edition, John Wiley & Sons, 2004. ISBN 0471447951