電路（第2版）

本書為普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材，是《電路》(黃錦安主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年)的修訂版。本書是根據(jù)教育部高等學(xué)校電子電氣信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)頒布的“電路理論基礎(chǔ)”和“電路分析基礎(chǔ)”課程教學(xué)基本要求編寫的。全書執(zhí)行了國家關(guān)于量和單位的最新標(biāo)準(zhǔn)。 全書共15章。內(nèi)容有電路模型和電路定律、簡單電阻電路分析、電阻電路的一般分析、電路定理、運(yùn)算放大器、一階電路和二階電路、正弦電流電路基礎(chǔ)、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、含耦合電感的電路、三相電路、非正弦周期電流電路、電路方程的矩陣形式、二端口網(wǎng)絡(luò)、非線性電阻電路、運(yùn)算法和網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，另外附有MATLAB在電路分析中的應(yīng)用實(shí)例。各章配有習(xí)題并附部分參考答案，有助于讀者掌握教材內(nèi)容。

第2版前言

第1版前言

第1章電路模型和電路定律

11電路和電路模型

電流流過的回路叫做電路，又稱導(dǎo)電回路。最簡單的電路，是由電源、負(fù)載、導(dǎo)線、開關(guān)等元器件組成。電路導(dǎo)通叫做通路。只有通路，電路中才有電流通過。電路某一處斷開叫做斷路或者開路。如果電路中電源正負(fù)極間沒有負(fù)載而是直接接通叫做短路，這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個(gè)元件的兩端直接接通，此時(shí)電流從直接接通處流經(jīng)而不會(huì)經(jīng)過該元件，這種情況叫做該元件短路。開路（或斷路）是允許的，而第一種短路決不允許，因?yàn)殡娫吹亩搪窌?huì)導(dǎo)致電源、用電器、電流表被燒壞。

電路（英語：Electrical circuit）或稱電子回路，是由電器設(shè)備和元器件, 按一定方式連接起來，為電荷流通提供了路徑的總體，也叫電子線路或稱電氣回路，簡稱網(wǎng)絡(luò)或回路。如電源、電阻、電容、電感、二極管、三極管、晶體管、IC和電鍵等，構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)、硬件。負(fù)電荷可以在其中流動(dòng)。

電路模型是實(shí)際電路抽象而成，它近似地反映實(shí)際電路的電氣特性。電路模型由一些理想電路元件用理想導(dǎo)線連接而成。用不同特性的電路元件按照不同的方式連接就構(gòu)成不同特性的電路。

電路模型近似地描述實(shí)際電路的電氣特性。根據(jù)實(shí)際電路的不同工作條件以及對模型精確度的不同要求，應(yīng)當(dāng)用不同的電路模型模擬同一實(shí)際電路。

這種抽象的電路模型中的元件均為理想元件。

12電流和電壓的參考方向

l3功率和能量

14電阻元件

15電壓源和電流源

電壓源，即理想電壓源，是從實(shí)際電源抽象出來的一種模型，在其兩端總能保持一定的電壓而不論流過的電流為多少。電壓源具有兩個(gè)基本的性質(zhì)：第一，它的端電壓定值U或是一定的時(shí)間函數(shù)U(t)與流過的電流無關(guān)。第二，電壓源自身電壓是確定的，而流過它的電流是任意的。

由于電源內(nèi)阻等多方面的原因，理想電壓源在真實(shí)世界是不存在的，但這樣一個(gè)模型對于電路分析是十分有價(jià)值的。實(shí)際上，如果一個(gè)電壓源在電流變化時(shí)，電壓的波動(dòng)不明顯，我們通常就假定它是一個(gè)理想電壓源。

電壓源就是給定的電壓，隨著你的負(fù)載電阻增大，電流減小，理想狀態(tài)下電壓不變，但實(shí)際上電壓會(huì)在傳送路徑上消耗，你的負(fù)載增大，路徑上消耗減少。

電壓源的內(nèi)阻相對負(fù)載阻抗很小，負(fù)載阻抗波動(dòng)不會(huì)改變電壓高低。在電壓源回路中串聯(lián)電阻才有意義，并聯(lián)在電壓源的電阻因?yàn)樗荒芨淖冐?fù)載的電流，也不能改變負(fù)載上的電壓，這個(gè)電阻在原理圖上是多余的，應(yīng)刪去。負(fù)載阻抗只有串聯(lián)在電壓源回路中才有意義，與內(nèi)阻是分壓關(guān)系。

電壓源是一個(gè)理想元件,因?yàn)樗転橥怆娐诽峁┮欢ǖ哪芰?所以又叫有源元件。

在功率允許的范圍內(nèi)，相同頻率的電壓源串時(shí)可等效為一個(gè)同一頻率的電壓源

理想電壓源的端電壓與它的電流無關(guān).其電壓總保持為某一常數(shù)或?yàn)槟骋唤o定的時(shí)間函數(shù)。

如直流理想電壓源,其端電壓就是一常數(shù);交流理想電壓源,就是一按正弦規(guī)律變化的交流電壓源,其函數(shù)可表示為us=U(in)Sinat。

16受控源

所謂受控源，是指電壓源的電壓和電流源的電流，是受電路中其它部分的電流或電壓控制的，這種電源稱為受控電源。分為電壓控制電壓源（VCVS）、電壓控制電流源（VCCS）、電流控制電壓源（CCVS）、和電流控制電流源（CCCS）。

受控電源又成為“非獨(dú)立”源。受控電壓源的激勵(lì)電壓或受控電流源的激勵(lì)電流與獨(dú)立電壓源的激勵(lì)電壓或獨(dú)立電流源的激勵(lì)電流有所不同，后者是獨(dú)立量，前者則受電路中某部分電壓或電流控制。

雙極晶體管的集電極電流受基極電流控制，運(yùn)算放大器的輸出電壓受輸入電壓控制，所以這類器件的電路模型中要用到受控電源。

受控電壓源或受控電流源視控制量是電壓或電流可分為電壓控制電壓源(VCVS)、電壓控制電流源(VCCS)、電流控制電壓源(CCVS)和電流控制電流源(CCCS)。

受控源的分析方法：

1.受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流只隨其控制量的變化而變化，若控制量不變，受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流將不會(huì)隨外電路變化而變化。即受控源在控制量不變的情況下，其特性與獨(dú)立源相同。

2.對于獨(dú)立源推導(dǎo)得出的結(jié)論，基本也適用于受控源。

3.在對含受控源電路的分析過程中，受控源的控制量所在支路必須保留，不允許有任何改變。

17基爾霍夫定律

基爾霍夫定律Kirchhoff laws是電路中電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析和計(jì)算較為復(fù)雜電路的基礎(chǔ)，1845年由德國物理學(xué)家G.R.基爾霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824～1887）提出。它既可以用于直流電路的分析，也可以用于交流電路的分析，還可以用于含有電子元件的非線性電路的分析。運(yùn)用基爾霍夫定律進(jìn)行電路分析時(shí)，僅與電路的連接方式有關(guān)，而與構(gòu)成該電路的元器件具有什么樣的性質(zhì)無關(guān)?；鶢柣舴蚨砂娏鞫桑↘CL)和電壓定律(KVL)，前者應(yīng)用于電路中的節(jié)點(diǎn)而后者應(yīng)用于電路中的回路。

習(xí)題1

第2章簡單電阻電路分析

21等效變換的概念

22電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)

23電阻的等效變換

24電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)

25實(shí)際電源的等效變換

26運(yùn)用等效變換分析含受控源的電阻

電路

習(xí)題2

第3章電阻電路的一般分析

31支路電流法

32網(wǎng)孔電流法和回路電流法

33節(jié)點(diǎn)電壓法

習(xí)題3

第4章電路定理

4l疊加定理

42替代定理

43戴維南定理和諾頓定理

44特勒根定理

45互易定理

46對偶原理

習(xí)題4

第5章運(yùn)算放大器

51運(yùn)算放大器概述

52運(yùn)算放大器構(gòu)成的比例器

53運(yùn)算放大器典型電路分析

習(xí)題5

第6章一階電路和二階電路

61電容元件

62電感元件

63一階電路

64電路的韌始條件

65一階電路的零輸入響應(yīng)

66一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)

67一階電路的全響應(yīng)

68一階電路的三要素法

69一階電路的階躍響應(yīng)

610一階電路的沖激響應(yīng)

6ll卷積積分

612二階電路的零輸入響應(yīng)

613二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)和階躍

響應(yīng)

習(xí)題6

第7章正弦電流電路基礎(chǔ)

71正弦量

72正弦量的有效值

73相量法的基本概念

74基爾霍夫定律的相量形式

75正弦電流電路中的三種基本電路

元件

習(xí)題7

第8章正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析

81阻抗和導(dǎo)納

82簡單正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析及相量圖

83正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率

84正弦穩(wěn)態(tài)電路的一般分析方法

85最大平均功率的傳輸

86正弦穩(wěn)態(tài)電路的諧振

習(xí)題8

第9章含耦合電感的電路

91互感

92含耦臺(tái)電感的電路計(jì)算

93空心變壓器

94理想變壓器

習(xí)題9

第10章三相電路

10lj相電源-

lO2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路

103負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路

104三相電路的功率

105三相功率的測量

習(xí)題10

第ll章非正弦周期電流電路

11l非正弦周期信號(hào)

112非正弦周期函數(shù)分解為傅里葉級(jí)

數(shù)

113非正弦周期電流電路的有效值

和平均功率-

114非正弦周期電流電路的計(jì)算

ll5對稱三相電路中的高次諧波

習(xí)題11

第12章電路方程的矩陣形式

121電路的圖

122回路、樹、割集

123關(guān)聯(lián)矩陣、回路矩陣、割集矩陣

124矩陣之問的關(guān)系

125節(jié)點(diǎn)電壓方程的矩陣形式

126回路電流方程的矩陣形式

127割集電壓方程的矩陣形式

128狀態(tài)方程

習(xí)題12

第13章二端口網(wǎng)絡(luò)

131二端口網(wǎng)絡(luò)概述

132二端口網(wǎng)絡(luò)的方程和參數(shù)

133二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路

134二端口網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)

135二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗與實(shí)驗(yàn)參

數(shù)-

136二端口網(wǎng)絡(luò)的連接

137回轉(zhuǎn)器

習(xí)題13-

第14章非線性電阻電路

14l非線性電阻

142非線性電阻的串并聯(lián)

143分段線性化法-

144小信號(hào)分析法

習(xí)題14

第15章運(yùn)算法和網(wǎng)絡(luò)函數(shù)

151拉普拉斯變換

152拉氏變換的主要性質(zhì)

153拉氏反變換

154電路定律的運(yùn)算形式

155線性電路的復(fù)頻域分析——運(yùn)算

法

156網(wǎng)絡(luò)函數(shù)、極點(diǎn)和零點(diǎn)

習(xí)題15

部分習(xí)題參考答案

附錄MATLAB在電路分析中的應(yīng)

用

參考文獻(xiàn)

電路分析（第3版）配套教材

《電路分析（第3版）》有配套的教學(xué)指導(dǎo)書——《電路分析（第3版）學(xué)習(xí)指導(dǎo)書》 。

電路分析（第3版）課程資源

《電路分析（第3版）》配備有教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)解題系統(tǒng)，并提供數(shù)字化資源課件供教師教學(xué)下載使用 ；該書還配有電子教材《電路分析教學(xué)輔助系統(tǒng)》，內(nèi)容由電路分析電子教案、電路分析演示解答系統(tǒng)、電路分析實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)和考試題自測系統(tǒng)等幾部分組成，置于隨書DVD光盤中 。

電路（第5版）修訂情況

該書為普通高等教育“十五”國家級(jí)規(guī)劃教材，是《電路（第4版）》的修訂版。

該教材的修訂由羅先覺主持，參加修訂工作的有羅先覺、江慰德、劉正興、陳燕、劉崇新，全書經(jīng)羅先覺修改、補(bǔ)充和定稿。

電路（第5版）出版工作

2006年6月22日，《電路（第5版）》由高等教育出版社出版。

電路分析（第3版）修訂情況

2014年，編者依據(jù)中華人民共和國教育部電子電氣基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的“電路分析基礎(chǔ)”課程教學(xué)基本要求對《電路分析（第2版）》進(jìn)行修訂，編寫了《電路分析（第3版）》。

該教材的章節(jié)安排與《電路分析（第2版）》的安排相同，在第一章中增加了特勒根定理以及相關(guān)習(xí)題，在每一章最后一小節(jié)增加了有關(guān)電路設(shè)計(jì)、理論結(jié)合實(shí)際和計(jì)算機(jī)輔助電路分析等內(nèi)容。該書由胡翔駿擔(dān)任主編，吳錫龍對全書進(jìn)行了審閱。

電路分析（第3版）出版工作

2018年12月25日，《電路分析（第3版）》由高等教育出版社出版發(fā)行。