Understandable Electric Circuits

Contents......Page 6
Preface......Page 14
1.1. Introduction......Page 16
1.2. Electric circuits and schematic diagrams......Page 19
1.3. Electric current......Page 23
1.4. Electric voltage......Page 25
1.5. Resistance and Ohm’s law......Page 29
1.6. Reference direction of voltage and current......Page 35
Summary......Page 38
Experiment 1: Resistor colour code......Page 40
2.1. Power and Energy......Page 46
2.2. Kirchhoff’s voltage law (KVL)......Page 51
2.3. Kirchhoff’s current law (KCL)......Page 56
2.4. Voltage source and current source......Page 62
2.5. International units for circuit quantities......Page 68
Summary......Page 70
Experiment 2: KVL and KCL......Page 72
3.1. Series resistive circuits and voltage-divider rule......Page 78
3.2. Parallel resistive circuits and the current-divider rule......Page 86
3.3. Series–parallel resistive circuits......Page 94
3.4. Wye (Y) and delta (D) configurations and their equivalent conversions......Page 98
Summary......Page 107
Experiment 3: Series–parallel resistive circuits......Page 110
4.1. Voltage source, current source and their equivalent conversions......Page 116
4.2. Branch current analysis......Page 123
4.3. Mesh current analysis......Page 128
4.4. Nodal voltage analysis......Page 131
4.5. Node voltage analysis vs. mesh current analysis......Page 136
Summary......Page 137
Experiment 4: Mesh current analysis and nodal voltage analysis......Page 138
Objectives......Page 142
5.1. Superposition theorem......Page 143
5.2. Thevenin’s and Norton’s theorems......Page 148
5.3. Maximum power transfer......Page 162
5.4. Millman’s and substitution theorems......Page 166
Summary......Page 170
Experiment 5A: Superposition theorem......Page 171
Experiment 5B: Thevenin’s and Norton’s theorems......Page 174
Objectives......Page 178
6.1. Capacitor......Page 179
6.2. Capacitors in series and parallel......Page 189
6.3. Inductor......Page 194
6.4. Inductors in series and parallel......Page 203
Summary......Page 205
Experiment 6: Capacitors......Page 206
7.1. The transient response......Page 210
7.2. The step response of an RC circuit......Page 214
7.3. The source-free response of the RC circuit......Page 219
7.4. The step response of an RL circuit......Page 226
7.5. Source-free response of an RL circuit......Page 230
Summary......Page 235
Experiment 7: The first-order circuit (RC circuit)......Page 236
8.1. Introduction to alternating current (AC)......Page 242
8.2. Sinusoidal AC quantity......Page 250
8.3. Phasors......Page 254
8.4. Resistors, inductors and capacitors in sinusoidal AC circuits......Page 263
Summary......Page 272
Experiment 8: Measuring DC and AC voltages using the oscilloscope......Page 275
9.1. Impedance and admittance......Page 280
9.2. Impedance in series and parallel......Page 287
9.3. Power in AC circuits......Page 291
9.4. Methods of analysing AC circuits......Page 305
Summary......Page 314
Experiment 9: Sinusoidal AC circuits......Page 317
10.1. Series resonance......Page 322
10.2. Bandwidth and selectivity......Page 330
10.3. Parallel resonance......Page 334
10.4. The practical parallel resonant circuit......Page 340
Summary......Page 343
Experiment 10: Series resonant circuit......Page 344
11.1. Mutual inductance......Page 348
11.2. Basic transformer......Page 351
11.3. Step-up and step-down transformers......Page 355
11.4. Impedance matching......Page 359
Summary......Page 361
Experiment 11: Transformer......Page 362
Objectives......Page 366
12.1. Dependent sources......Page 367
12.2. Analysing circuits with dependent sources......Page 370
Summary......Page 375
Appendix A: Greek alphabet......Page 378
Appendix B: Differentiation of the phasor......Page 379
Bibliography......Page 380
Index......Page 382