本書在第1版的基礎上修訂而成,系統地介紹電路的基本原理和基本分析方法。全書分上下兩冊,共18章。上冊內容包括: 電路的基本定律和電路元件; 電路分析方法——等效變換法、電路方程法、運用電路定理法; 含運算放大器的電阻電路; 動態元件; 正弦穩態分析; 諧振電路與互感耦合電路。下冊內容包括: 三相電路; 非正弦周期性穩態電路分析; 雙口網絡; 暫態分析方法——經典分析法、復頻域分析法、狀態變量分析法; 均勻傳輸線的穩態分析和暫態分析; 非線性電路分析概論。
從培養學生分析、解決電路問題的能力出發,通過對電路理論課程中重點、難點及解題方法的詳細論述,本書將基本內容的敘述和學習方法的指導有機融合,例題豐富,十分便于自學。
本書可作為高等院校電氣、電子信息類專業“電路理論”課程的教材,也可供有關科技人員參考。
本書第1版于2007年底出版,為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,也被評為華中科技大學優秀教材一等獎。本書出版后,被國內多所大學選作電路課程教材并取得了良好的效果。多年的教學實踐表明該教材能夠適應理工科院校對基礎電路課程的教學需求。
我們認為,隨著現代電工技術、信息技術的飛速發展和進步,電路原理這一技術基礎課的課程教學體系的改革應不斷深化。在課程核心內容保持穩定的前提下,通過教學內容的適當調整和充實,使教材與時俱進,適應形勢的發展,不斷得到完善和提高。基于上述考慮,根據教材多年的教學實踐情況及廣泛聽取教師和學生的意見及建議,本次對教材在第1版的基礎上進行了修訂、編寫。修訂的主要內容有: 將動態元件及特性、奇異函數及波形的表示法的內容后移,兩者合并單獨編為一章,以使其與正弦穩態分析及暫態分析等內容更好地銜接,便于教學; 將含運算放大器電路的分析單獨設為一章重新編寫,內容上做了較大的調整和充實; 新增加了電路的計算機仿真分析的內容; 另外,從加強基本概念的掌握、分析方法的應用以及更好地適應教學內容順序調整的角度考慮,對各章習題進行了修訂,適當增加或刪減了部分習題。空軍預警學院的黃道敏老師也參與了本書的修訂工作,編寫了下冊的有關章節。
全書共18章,分上、下兩冊。上冊包括8章。
上冊的修訂、編寫工作由汪建和王歡共同完成。其中王歡負責編寫、修訂第2、5、6章,其余各章的編寫、修訂由汪建完成。全書由汪建統稿。
限于作者的水平,書中的錯誤和疏漏在所難免,敬請讀者批評指正。
編者2016年1月于華中科技大學
第1版前言
電路理論是電類各專業重要的技術基礎課。本課程的教學目的是使學習者懂得電路的基礎理論,掌握電路分析的基本方法,為后續課程的學習及今后從事電類各學科領域的研究和工作打下堅實的基礎。毋庸置疑,在電類專業領域的學習、研究過程中,電路理論知識的掌握程度至關重要,因此,學好這門課程的重要性不容低估。
電路理論的內容豐富,知識點多,概念性強。學習本課程不僅要具有良好的物理學有關內容的基礎,也需要掌握高等數學的相關理論。可以說,清晰的物理概念和扎實的數學基礎是學好電路理論的基本保證。通過本課程的學習,學生能夠了解高等數學的理論在工程專業領域的應用方法,可以體會到數學工具在研究和解決專業理論和工程實際問題時的重要作用。
學生對本課程內容的掌握,可歸結為綜合運用所學的知識分析求解具體電路的能力。而這一能力的培養和提高,有賴于對基本概念、基本原理的準確理解,對基本方法的熟練掌握。因此,在本書的編寫中,除參照高等學校對“電路”課程教學的基本要求,兼顧電氣類和電子類專業的需要,突出對基本內容的敘述外,還刻意加強了對學習方法特別是解題方法的指導。具體的做法是:
(1) 強調對基本概念的準確理解。對重點、難點內容用注釋方式予以較詳盡的說明和討論; 對在理解和掌握上易于出錯之處給予必要的提示。
(2) 重視對基本分析方法的訓練和掌握。對各種解題方法給出了具體步驟,并用眾多實例說明這些解題方法的具體應用,且許多例題同時給出多種解法,供讀者比較。
(3) 注意培養學生獨立思考、善于靈活運用基本概念和方法分析解決各種電路理論問題的能力。在每一章的最后均安排有“例題分析”,通過對一些典型的或綜合性較強、具有一定難度的例題的精講,進一步討論各種電路分析方法的靈活應用,以啟迪思維,開闊思路,達到融會貫通、舉一反三的效果。
本書的內容采用授課式語言敘述,十分便于自學。
全書共分上、下兩冊15章,本書為上冊。本書的出版得到了清華大學出版社的大力支持,在此深表謝意。
限于編者的學識水平,書中的疏漏和不當之處在所難免,希望讀者批評指正。
編者2007年3月于華中科技大學
第1章電路的基本定律和電路元件
1.1電路的基本概念
1.2電流、電壓及其參考方向
1.3功率和能量
1.4電路的基本定律——基爾霍夫定律
1.5電路元件的分類
1.6電阻元件
1.7獨立電源
1.8受控電源
1.9例題分析
習題
第2章電路分析方法之一——等效變換法
2.1等效電路和等效變換的概念
2.2電阻元件的串聯和并聯
2.3電阻元件的混聯
2.4線性電阻的形連接和△形連接的等效變換
2.5電源的等效變換
2.6無伴電源的轉移
2.7受控電源的等效變換
2.8求入端等效電阻的幾種特殊方法
2.9例題分析
習題
第3章電路分析方法之二——電路方程法
3.1網絡的圖
3.2有向圖的矩陣描述
3.3電路方程中的獨立變量
3.4基爾霍夫定律的矩陣表示式
3.52b變量分析法
3.6支路分析法
3.7節點分析法
3.8網孔分析法
3.9回路分析法
3.10割集分析法
3.11例題分析
習題
第4章電路分析方法之三——運用電路定理法
4.1疊加定理
4.2替代定理
4.3戴維南定理和諾頓定理
4.4特勒根定理
4.5互易定理
4.6最大功率傳輸定理
4.7中分定理
4.8對偶原理和對偶電路
4.9例題分析
習題
第5章含運算放大器的電阻電路
5.1運算放大器及其特性
5.2含運算放大器的電阻電路分析
5.3例題分析
習題
第6章動態元件
6.1奇異函數
6.2波形的奇異函數表示法
6.3電容元件
6.4電感元件
6.5動態元件的串聯和并聯
6.6例題分析
習題
第7章正弦穩態電路分析
7.1正弦交流電的基本概念
7.2正弦量的相量表示
7.3基爾霍夫定律的相量形式
7.4RLC元件伏安關系式的相量形式
7.5復阻抗和復導納
7.6用相量法求解電路的正弦穩態響應
7.7相量圖與位形圖
7.8正弦穩態電路中的功率
7.9功率因數的提高
7.10例題分析
習題
第8章諧振電路與互感耦合電路
8.1串聯諧振電路
8.2并聯諧振電路
8.3一般諧振電路及其計算
8.4耦合電感與電感矩陣
8.5互感耦合電路的分析
8.6耦合電感元件的去耦等效電路
8.7空心變壓器電路
8.8全耦合變壓器與理想變壓器
8.9理想變壓器電路的計算
8.10例題分析
習題
習題參考答案