Basic Engineering Circuit Analysis

Cover......Page 1
Title Page......Page 7
Copyright......Page 8
Brief Contents......Page 11
Contents......Page 13
Preface......Page 17
CHAPTER 1 BASIC CONCEPTS......Page 25
1.2 Basic Quantities......Page 26
1.3 Circuit Elements......Page 32
Problems......Page 41
CHAPTER 2 RESISTIVE CIRCUITS......Page 49
2.1 Ohm’s Law......Page 50
2.2 Kirchhoff’s Laws......Page 55
2.3 Single-Loop Circuits......Page 63
2.4 Single-Node-Pair Circuits......Page 70
2.5 Series and Parallel Resistor Combinations......Page 75
2.6 Circuits with Series-Parallel Combinations of Resistors......Page 79
2.7 Wye (omitted) Delta Transformations......Page 85
2.8 Circuits with Dependent Sources......Page 88
2.9 Resistor Technologies for Electronic Manufacturing......Page 93
2.10 Application Examples......Page 96
2.11 Design Examples......Page 99
Summary......Page 105
Problems......Page 106
CHAPTER 3 NODAL AND LOOP ANALYSIS TECHNIQUES......Page 125
3.1 Nodal Analysis......Page 126
3.2 Loop Analysis......Page 146
3.3 Application Example......Page 161
Summary......Page 163
Problems......Page 164
CHAPTER 4 OPERATIONAL AMPLIFIERS......Page 180
4.2 Op-Amp Models......Page 181
4.3 Fundamental Op-Amp Circuits......Page 187
4.4 Comparators......Page 196
4.5 Application Examples......Page 197
4.6 Design Examples......Page 200
Summary......Page 203
Problems......Page 204
CHAPTER 5 ADDITIONAL ANALYSIS TECHNIQUES......Page 213
5.1 Introduction......Page 214
5.2 Superposition......Page 216
5.3 Thévenin’s and Norton’s Theorems......Page 222
5.4 Maximum Power Transfer......Page 240
5.5 Application Example......Page 244
5.6 Design Examples......Page 245
Problems......Page 251
CHAPTER 6 CAPACITANCE AND INDUCTANCE......Page 269
6.1 Capacitors......Page 270
6.2 Inductors......Page 278
6.3 Capacitor and Inductor Combinations......Page 288
6.4 RC Operational Amplifier Circuits......Page 296
6.5 Application Examples......Page 298
6.6 Design Examples......Page 303
Summary......Page 304
Problems......Page 305
CHAPTER 7 FIRST- AND SECOND-ORDER TRANSIENT CIRCUITS......Page 320
7.1 Introduction......Page 321
7.2 First-Order Circuits......Page 322
7.3 Second-Order Circuits......Page 343
7.4 Application Examples......Page 357
7.5 Design Examples......Page 367
Problems......Page 375
CHAPTER 8 AC STEADY-STATE ANALYSIS......Page 393
8.1 Sinusoids......Page 394
8.2 Sinusoidal and Complex Forcing Functions......Page 397
8.3 Phasors......Page 401
8.4 Phasor Relationships for Circuit Elements......Page 403
8.5 Impedance and Admittance......Page 407
8.6 Phasor Diagrams......Page 414
8.7 Basic Analysis Using Kirchhoff’s Laws......Page 417
8.8 Analysis Techniques......Page 420
8.9 Application Examples......Page 432
8.10 Design Examples......Page 434
Summary......Page 437
Problems......Page 438
CHAPTER 9 STEADY-STATE POWER ANALYSIS......Page 459
9.1 Instantaneous Power......Page 460
9.2 Average Power......Page 461
9.3 Maximum Average Power Transfer......Page 466
9.4 Effective or rms Values......Page 471
9.5 The Power Factor......Page 474
9.6 Complex Power......Page 476
9.7 Power Factor Correction......Page 481
9.8 Single-Phase Three-Wire Circuits......Page 485
9.9 Safety Considerations......Page 488
9.10 Application Examples......Page 496
9.11 Design Examples......Page 500
Problems......Page 502
CHAPTER 10 MAGNETICALLY COUPLED NETWORKS......Page 515
10.1 Mutual Inductance......Page 516
10.2 Energy Analysis......Page 527
10.3 The Ideal Transformer......Page 530
10.4 Safety Considerations......Page 539
10.5 Application Examples......Page 540
10.6 Design Examples......Page 545
Summary......Page 549
Problems......Page 550
CHAPTER 11 POLYPHASE CIRCUITS......Page 565
11.1 Three-Phase Circuits......Page 566
11.2 Three-Phase Connections......Page 571
11.3 Source/Load Connections......Page 572
11.4 Power Relationships......Page 581
11.5 Power Factor Correction......Page 585
11.6 Application Examples......Page 586
11.7 Design Examples......Page 590
Problems......Page 594
CHAPTER 12 VARIABLE-FREQUENCY NETWORK PERFORMANCE......Page 601
12.1 Variable Frequency-Response Analysis......Page 602
12.2 Sinusoidal Frequency Analysis......Page 610
12.3 Resonant Circuits......Page 621
12.4 Scaling......Page 643
12.5 Filter Networks......Page 644
12.6 Application Examples......Page 669
12.7 Design Examples......Page 673
Summary......Page 679
Problems......Page 680
CHAPER 13 THE LAPLACE TRANSFORM......Page 691
13.1 Definition......Page 692
13.2 Two Important Singularity Functions......Page 693
13.3 Transform Pairs......Page 695
13.4 Properties of the Transform......Page 697
13.5 Performing the Inverse Transform......Page 700
13.6 Convolution Integral......Page 705
13.7 Initial-Value and Final-Value Theorems......Page 709
13.8 Application Examples......Page 711
Problems......Page 713
CHAPTER 14 APPLICATION OF THE LAPLACE TRANSFORM TO CIRCUIT ANALYSIS......Page 719
14.1 Laplace Circuit Solutions......Page 720
14.2 Circuit Element Models......Page 721
14.3 Analysis Techniques......Page 723
14.4 Transfer Function......Page 736
14.5 Pole-Zero Plot/Bode Plot Connection......Page 748
14.6 Steady-State Response......Page 751
14.7 Application Example......Page 753
14.8 Design Examples......Page 755
Problems......Page 762
CHAPTER 15 FOURIER ANALYSIS TECHNIQUES......Page 775
15.1 Fourier Series......Page 776
15.2 Fourier Transform......Page 797
15.3 Application Examples......Page 804
15.4 Design Example......Page 811
Summary......Page 817
Problems......Page 818
CHAPTER 16 TWO-PORT NETWORKS......Page 825
16.1 Admittance Parameters......Page 826
16.2 Impedance Parameters......Page 829
16.3 Hybrid Parameters......Page 831
16.4 Transmission Parameters......Page 833
16.6 Interconnection of Two-Ports......Page 835
16.7 Application Examples......Page 839
16.8 Design Example......Page 843
Problems......Page 845
APPENDIX: COMPLEX NUMBERS......Page 853
Index......Page 858