內容簡介
《電路理論》是國家電工電子教學基地和省精品課程的教學成果，內容符合教育部高等學校電子信息科學與電氣信息類基礎課程教學指導委員會制定的“電路理論基礎”和“電路分析基礎”課程教學基本要求，涵蓋了理論教學的基本內容和可選內容。全書共分19章，包括電路的基本概念和基本定律、簡單電阻電路分析、電路分析的一般方法、電路定理、含運算放大器的電阻電路、動態元件與動態電路、一階電路和二階電路、正弦穩態電路分析、正弦穩態電路的頻率回響、含耦合元件的正弦穩態電路、三相正弦穩態電路、周期性非正弦穩態電路、動態電路的復頻域分析、二連線埠網路、非線性電阻電路、網路的矩陣方程、網路的狀態方程、均勻傳輸線的正弦穩態分析、無損耗均勻傳輸線的暫態分析等內容。附錄提供磁路與含鐵芯的線圈、PSpice簡介、名詞術語索引和部分習題參考答案。《電路理論》為教師提供電子課件，並配套出版《電路理論學習與考研指導》一書。
目錄
第1章 電路的基本概念和基本定律
1.1 電路與電路模型
1.1.1 電路
電流流過的迴路叫做電路，又稱導電迴路。最簡單的電路，是由電源、負載、導線、開關等元器件組成。電路導通叫做通路。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極間沒有負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元件的兩端直接接通，此時電流從直接接通處流經而不會經過該元件，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，因為電源的短路會導致電源、用電器、電流表被燒壞。
電路（英語：Electrical circuit）或稱電子迴路，是由電器設備和 元器件, 按一定方式連線起來，為電荷流通提供了路徑的總體，也叫電子線路或稱電氣迴路，簡稱網路或迴路。如電源、電阻、電容、電感、二極體、三極體、電晶體、IC和電鍵等，構成的網路、硬體。負電荷可以在其中流動。
1.1.2 理想電路元件和電路模型
電路模型是實際電路抽象而成，它近似地反映實際電路的電氣特性。電路模型由一些理想電路元件用理想導線連線而成。用不同特性的電路元件按照不同的方式連線就構成不同特性的電路。
電路模型近似地描述實際電路的電氣特性。根據實際電路的不同工作條件以及對模型精確度的不同要求，應當用不同的電路模型模擬同一實際電路。
這種抽象的電路模型中的元件均為理想元件。
1.2 電流與電壓的參考方向
1.2.1 電流
1.2.2 電壓
1.3 電功率
1.4 電阻元件
1.4.1 線性時不變電阻元件
1.4.2 非線性時不變電阻元件
1.4.3 時變電阻元件
1.4.4 電阻元件的無源性
1.5 獨立電源
1.5.1 獨立電壓源
如果一個二端元件的電流無論為何值，其電壓保持常量US或按給定的時間函式uS(t)變化，則此二端元件稱為獨立電壓源，簡稱為電壓源。另外，獨立電壓源是從實際電源抽象出來的一種模型。
如果一個二端元件的電流無論為何值，其電壓保持常量 US或按給定的時間函式 uS( t)變化，則此二端元件稱為獨立電壓源，簡稱為電壓源。電壓源的符號如圖(a)所示，圖中“+” ，“-”號表示電壓源電壓的參考極性。
電壓保持常量的電壓源，稱為恆定電壓源或直流電壓源。電壓隨時間變化的電壓源，稱為時變電壓源。電壓隨時間周期性變化且平均值為零的時變電壓源，稱為交流電壓源。
電壓源的電壓與電流採用關聯參考方向時，其吸收功率為 p=ui
當 p>0，即電壓源工作在 i- u平面的一、三象限時，電壓源實際吸收功率。
當 p<0，即電壓源工作在 i-u平面的二、四象限時，電壓源實際發出功率。
也就是說，隨著電壓源工作狀態的不同，它既可發出功率，也可吸收功率。
獨立電壓源的特點是其端電壓由其特性確定，與電壓源在電路中的位置無關。
獨立電壓源的電流則與其連線的外電路有關。由其電壓和外電路共同確定
1.5.2 獨立電流源
獨立電流源是從實際電源抽象出來的另一種電路元件。如果一個二端元件的電壓無論為何值，其電流保持常量IS或按給定時間函式iS(t)變化，則此二端元件稱為獨立電流源，簡稱電流源。
1.6 受控電源
1.7 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律，是分析和計算較為複雜電路的基礎，1845年由德國物理學家G.R.基爾霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824～1887）提出。它既可以用於直流電路的分析，也可以用於交流電路的分析，還可以用於含有電子元件的非線性電路的分析。運用基爾霍夫定律進行電路分析時，僅與電路的連線方式有關，而與構成該電路的元器件具有什麼樣的性質無關。基爾霍夫定律包括電流定律（KCL)和電壓定律(KVL)，前者套用於電路中的節點而後者套用於電路中的迴路。
1.7.1 電路的圖
1.7.2 基爾霍夫電流定律
1.7.3 基爾霍夫電壓定律
習題1
第2章 簡單電阻電路分析
2.1 支路電流分析法
2.1.1 支路的基本方程
2.1.2 支路電流法
2.2 等效變換
2.2.1 等效電路的概念
2.2.2 電阻的串聯和並聯
2.2.3 星形與三角形電阻網路的等效變換
2.2.4 實際電源的兩種模型及其等效變換
2.2.5 無伴電源的等效轉移
2.3 入端電阻
習題2
第3章 電路分析的一般方法
3.1 結點分析法
3.2 迴路分析法
3.3 直流電阻電路的PSpice分析
習題3
第4章 電路定理
4.1 線性電路的線性特性與疊加定理
4.1.1 線性電路的線性特性
4.1.2 疊加定理
4.2 替代定理
4.3 戴維寧定理與諾頓定理
4.3.1 戴維寧定理
4.3.2 諾頓定理
4.4 特勒根定理與互易定理
4.4.1 特勒根功率定理
4.4.2 特勒根似功率定理
4.4.3 互易定理
4.5 對偶原理
4.6 用PSpice驗證電路定理
習題4
第5章 含運算放大器的電阻電路
5.1 運算放大器
運算放大器（簡稱“運放”）是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網路共同組成某種功能模組。由於早期套用於模擬計算機中，用以實現數學運算，故得名“運算放大器”。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現，也可以實現在半導體晶片當中。隨著半導體技術的發展，大部分的運放是以單晶片的形式存在。運放的種類繁多，廣泛套用於電子行業當中。
運算放大器最早被設計出來的目的是將電壓類比成數字，用來進行加、減、乘、除的運算，同時也成為實現模擬計算機（analog computer）的基本建構方塊。然而，理想運算放大器的在電路系統設計上的用途卻遠超過加減乘除的計算。今日的運算放大器，無論是使用電晶體（transistor）或真空管（vacuum tube）、分立式（discrete）元件或積體電路（integrated circuits）元件，運算放大器的效能都已經逐漸接近理想運算放大器的要求。早期的運算放大器是使用真空管設計，則多半是積體電路式的元件。但是如果系統對於放大器的需求超出積體電路放大器的需求時，常常會利用分立式元件來實現這些特殊規格的運算放大器。
1960年代晚期，仙童半導體（Fairchild Semiconductor）推出了第一個被廣泛使用的積體電路運算放大器，型號為μA709，設計者則是鮑伯·韋勒（Bob Widlar）。但是709很快地被隨後而來的新產品μA741取代，741有著更好的性能，更為穩定，也更容易使用。741運算放大器成了微電子工業發展歷史上一個獨一無二的象徵，歷經了數十年的演進仍然沒有被取代，很多積體電路的製造商至今仍然在生產741。直到今天μA741仍然是各大學電子工程系中講解運放原理的典型教材。
5.2 理想運算放大器
5.3 含運算放大器電路的分析
5.3.1 比例運算電路
5.3.2 加/減運算電路
5.4 用PSpice分析含運算放大器的電路
習題5
第6章 動態元件與動態電路
6.1 單位階躍函式與單位衝激函式
6.1.1 單位階躍函式
6.1.2 單位衝激函式
6.2 電容元件
6.2.1 電容的特性
6.2.2 電容的儲能
6.2.3 電容的串聯與並聯
6.3 電感元件
6.3.1 電感的特性
6.3.2 電感的儲能
6.3.3 電感的串聯與並聯
6.4 動態電路
6.4.1 動態電路的微分方程
6.4.2 動態電路的初始條件
6.4.3 動態電路的時域分析
習題6
第7章 一階電路和二階電路
7.1 一階電路的零輸入回響
7.1.1 RC電路的零輸入回響
7.1.2 RL電路的零輸入回響
7.2 一階電路的零狀態回響
7.2.1 直流電源激勵下的零狀態回響
7.2.2 階躍回響
7.2.3 正弦電源激勵下的零狀態回響
7.2.4 零狀態回響的線性特性與時不變特性
7.3 一階電路的全回響
7.3.1 RC電路的全回響
7.3.2 全回響的分解
7.3.3 一階電路的三要素法
7.4 二階電路
7.4.1 RLC串聯電路的零輸入回響
7.4.2 二階電路的零狀態回響與全回響
7.5 衝激回響
7.6 零狀態回響的卷積計算
7.7 動態電路的PSpice分析
習題7
第8章 正弦穩態電路分析
8.1 正弦量
8.1.1 正弦量的三要素
8.1.2 同頻率正弦量的相位關係
8.1.3 正弦電量的有效值
8.2 相量法
8.2.1 正弦量與相量的對應關係
8.2.2 正弦量運算的相量方法
8.2.3 基爾霍夫定律的相量形式
8.2.4 電路的相量模型
8.3 阻抗與導納
8.4 正弦穩態電路分析
8.5 位形相量圖及其套用
8.6 正弦穩態電路的功率
8.6.1 有功功率與無功功率
8.6.2 視在功率及功率因數
8.6.3 復功率及功率守恆
8.7 最大功率傳輸
8.8 有功功率的測量
8.9 正弦穩態電路的PSpice分析
習題8
第9章 正弦穩態電路的頻率回響
9.1 網路函式
9.2 諧振電路的頻率回響
9.2.1 RLC串聯諧振電路
9.2.2 RLC串聯諧振電路的頻率回響
9.2.3 RLC並聯諧振電路
9.3 濾波器
9.3.1 無源濾波器
9.3.2 有源濾波器
習題9
第10章 含耦合元件的正弦穩態電路
10.1 耦合電感元件及其特性
10.1.1 耦合電感元件的互感
10.1.2 同名端
10.1.3 耦合電感元件的電壓-電流關係
10.1.4 耦合電感元件的儲能及耦合係數
10.2 含有耦合電感的電路分析
10.2.1 耦合電感的VCR套用
10.2.2 用受控源表示互感電壓
10.2.3 去耦等效電路
10.3 線性變壓器
10.3.1 空心變壓器
10.3.2 全耦合變壓器
10.4 理想變壓器
10.4.1 變壓器的理想化條件
10.4.2 理想變壓器的特性方程
10.4.3 理想變壓器的阻抗變換特性
10.5 變壓器的工程套用
10.5.1 隔離直流
10.5.2 阻抗匹配
10.5.3 電力傳輸
10.6 用PSpice分析含耦合元件的正弦穩態電路
習題10
第11章 三相正弦穩態電路
11.1 三相電路
11.2 對稱三相電路的分析
11.2.1 線電壓（電流）與相電壓（電流的關係
11.2.2 Y-Y連線的對稱三相電路分析
11.2.3 其他連線的對稱三相電路分析
11.3 不對稱三相電路分析
11.4 三相電路的功率
11.4.1 三相電路的功率計算
11.4.2 三相電路的功率測量
11.5 用PSpice分析三相正弦穩態電路
習題11
第12章 周期性非正弦穩態電路
12.1 周期性非正弦函式的傅立葉級數
12.1.1 傅立葉級數
12.1.2 對稱周期函式的諧波分析
12.2 有效值和平均功率
12.2.1 有效值
12.2.2 平均功率
12.3 線性電路在周期性非正弦電源激勵的穩態回響
12.4 周期性非正弦電源激勵下的對稱三相電路
12.4.1 周期性非正弦對稱三相電源
12.4.2 對稱三相電路中的諧波
習題12
第13章 動態電路的復頻域分析
13.1 拉普拉斯變換及逆變換
13.1.1 拉普拉斯變換的定義
13.1.2 拉普拉斯變換的基本性質
13.1.3 拉普拉斯逆變換
13.2 動態電路的復頻域分析法
13.2.1 基爾霍夫定律的復頻域模型
13.2.2 電路元件的復頻域模型
13.2.3 動態電路的復頻域分析法
13.3 網路函式
13.3.1 網路函式的定義
13.3.2 網路函式與單位衝激回響
13.3.3 網路函式的極點與網路的穩定性
13.3.4 網路函式與頻率回響
習題13
第14章 二連線埠網路
14.1 概述
14.1.1 二連線埠網路的定義
14.1.2 二連線埠網路的連線埠特性方程
14.2 二連線埠網路的參數
14.2.1 阻抗參數
14.2.2 導納參數
14.2.3 混合參數
14.2.4 傳輸參數
14.3 二連線埠網路各參數之間的關係
14.3.1 參數之間的互換關係
14.3.2 互易及對稱二連線埠網路的參數特點
14.4 二連線埠網路的等效電路
14.5 二連線埠網路的相互連線
14.5.1 級聯
14.5.2 串聯
14.5.3 並聯
14.6 有載二連線埠網路
14.6.1 輸入阻抗和輸出阻抗
14.6.2 轉移函式
14.7 迴轉器和負阻抗變換器
第15章 非線性電阻電路
第16章 網路的矩陣方程
第17章 網路的狀態方程
第18章 均勻傳輸線的正弦穩態分析
第19章 無損耗均勻傳輸線的暫態分析
附錄A 磁路與含鐵芯的線圈
附錄B PSpice簡介
附錄C 名詞術語索引
附錄D 部分習題參考答案
參考文獻
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前言
電路理論是高等學校電子與電氣信息類專業的重要基礎課，電路理論知識是電子與電氣信息類人才專業素質的重要組成部分。在廣泛信息化、電子化、電氣化的工業背景下，電路理論的基礎作用更顯突出。隨著我們對人才素質認識的深入，以能力培養、創新教育、自主學習為教學目標的教育理念已成為共識，教材作為服務於上述目標的載體之一，應儘可能方便於學生自主學習，同時又能引導學生創新能力的發展。
本書繼承了已連續使用10年的模組式教材《電路理論——電阻性網路》、《電路理論——時域與頻域分析》、《電路理論——連線埠網路與均勻傳輸線》的優點，並融入作者4年使用美國原版教材的教學經驗編寫而成，力求服務於自主學習、能力培養、創新教育的教學理念。《電路理論——電阻性網路》、《電路理論——時域與頻域分析》、《電路理論——連線埠網路與均勻傳輸線》於1998年初版，2006年再版，它是國家電工電子教學基地建設的成果之一，也是省精品課程教材。
在本書的編寫過程中，作者有以下幾方面的考慮。
繼續保持內容體系完整、廣度和深度兼有的特色。在內容銜接上，充分考慮教學方法的改革趨勢，服務於自主式、討論式教學方法，在內容銜接和論述上力求循序漸進，符合初學者認知規律。論述強調精練、準確，而不刻意減少篇幅。
在內容的深度與廣度、傳統內容與現代內容的關係上，合理取捨，強調概念內涵的發掘及其套用。適當濃縮傳統內容，增加現代內容，擴大知識面，注重知識的工程套用。在仍然明確電路分析的三大類方法（等效變換、電路方程、電路定理）的基本框架下，將等效的概念貫穿始終，而精簡等效變換方法及其套用的篇幅；突出電路方程的套用；適當降低電路定理的綜合套用難度；大量例題結合工程套用；加強動態電路分析、正弦穩態電路分析等與工程實踐聯繫緊密的問題的討論。仿真軟體PSpice的套用不僅只在附錄中介紹，而且通過例題，有機地融合於相關章節中。計算機是科技人員從事研究的必備工具，也是學生在課程學習時進行創新、實踐研究的工具，掌握Pspice，將有利於提高學生創新研究的興趣和效率。
加強電路理論與工程實際的結合。含運算放大器電路的分析貫穿於全書；增加了正弦穩態電路的頻率回響分析一章，討論了與工程套用聯繫緊密的濾波器概念。
編寫適量的節後練習題並附答案，加強學生對基本內容的掌握；術語英文對照，引導學生閱讀英文參考資料。
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