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内容简介

　　本书内容符合教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导委员会制定的“电路原理”教学大纲的要求，在全面介绍电路原理知识的基础上，适当引入了有实际应用背景的电路问题，以及与后续课程有关的电路问题的分析。本书主要内容包括：电路基本概念和基本定律，电路的一般分析方法及电路定理，正弦稳态电路分析，三相电路，互感电路与谐振电路，周期性非正弦稳态电路分析，线性动态网络时域分析和复频域分析，双口网络，非线性电路，分布参数电路及均匀传输线。附录介绍了网络图论和矩阵形式网络方程，书后附有习题参考答案。本书可作为高等学校电子与电气信息类（强电、弱电）各专业“电路原理”“电工理论基础”课程的教材，也可供有关科技人员参考。

目录

出版说明
编审委员会
第3版前言
第2版前言
第1版前言
教学建议
第1章电路模型和基本定律1
1.1电路和电路模型1
1.2电路基本变量2
1.2.1电流、电压及其参考方向2
1.2.2功率和能量4
1.3电路基本元件及伏安特性5
1.3.1电阻元件5
1.3.2电容元件6
1.3.3电感元件8
1.3.4独立电源10
1.3.5受控电源11
1.4电路定律11
1.4.1基尔霍夫电流定律12
1.4.2基尔霍夫电压定律13
1.5电阻的联结及等效变换17
1.5.1电阻串并联等效变换17
1.5.2电阻星形和三角形联结的等效变换19
1.5.3含受控源电路的等效电阻分析22
1.6电源的联结及等效变换23
1.6.1电源的串联和并联23
1.6.2实际电源及其等效变换23
1.7电路基本分析方法的应用26
1.7.1典型电路分析26
1.7.2实用电路分析 28
习题一30
第2章电路的一般分析方法及电路定理35
2.1支路电流法35
2.2回路电流法37
2.3节点电压法40
2.4替代定理44
2.5叠加定理45
2.6等效电源定理49
2.6.1戴维南定理49
2.6.2诺顿定理54
2.7特勒根定理55
2.8互易定理57
2.9对偶原理60
2.10电路分析举例61
2.10.1列写电路方程61
2.10.2电路定理的应用63
2.10.3实用电路分析64
习题二67
第3章正弦稳态电路分析73
3.1正弦稳态响应73
3.2正弦量的相量表示74
3.2.1正弦量74
3.2.2相量77
3.3R、L、C元件伏安特性的相量形式82
3.3.1电阻元件伏安特性的相量形式82
3.3.2电感元件伏安特性的相量形式83
3.3.3电容元件伏安特性的相量形式84
3.4基尔霍夫定律的相量形式及电路的相量模型86
3.5阻抗与导纳87
3.5.1阻抗87
3.5.2导纳90
3.6正弦稳态电路的计算94
3.7正弦交流电路的功率101
3.7.1R、L、C元件的功率101
3.7.2无源二端网络的功率104
3.8实用电路分析106
3.8.1功率因数的提高106
3.8.2传输最大功率108
习题三109
第4章三相电路113
4.1对称三相电路的特点113
4.2对称三相电路的计算118
4.3不对称三相电路的分析122
4.4三相电路的功率123
习题四128
第5章互感电路与谐振电路130
5.1互感电压130
5.2有互感电路的分析133
5.3空心变压器136
5.4理想变压器138
5.5串联谐振电路141
5.6并联谐振电路145
习题五148
第6章周期性非正弦稳态电路分析152
6.1非正弦周期量的傅里叶级数分解152
6.2非正弦周期量的有效值和平均功率156
6.3非正弦周期电流电路的计算158
6.4滤波器160
6.5周期性非正弦对称三相电路的计算163
6.6实用电路分析167
习题六167
第7章线性动态网络时域分析171
7.1电路动态过程和初始条件171
7.1.1电路的动态过程171
7.1.2初始条件的确定172
7.2一阶电路的零输入响应175
7.2.1RC电路的零输入响应175
7.2.2RL电路的零输入响应177
7.3一阶电路的零状态响应180
7.3.1RC电路的零状态响应180
7.3.2RL电路的零状态响应181
7.4一阶电路的全响应183
7.4.1一阶电路全响应的两种分解形式183
7.4.2求解一阶电路的三要素法184
7.5一阶电路的阶跃响应190
7.6一阶电路的冲激响应192
7.6.1单位脉冲函数和单位冲激函数193
7.6.2冲激响应194
7.6.3电容电压、电感电流的跃变197
7.7一阶电路对正弦激励的响应200
7.7.1RL串联电路对正弦电压激励的响应200
7.7.2RC并联电路对正弦电流激励的响应201
7.8线性动态网络对任意激励的响应203
7.9二阶电路的零输入响应205
7.10二阶电路的阶跃响应212
7.11状态方程215
习题七218
第8章线性动态网络复频域分析223
8.1拉普拉斯变换及其重要性质223
8.2拉普拉斯反变换的部分分式法228
8.3两类约束的复频域形式232
8.4复频域分析法234
8.5网络函数及其应用240
8.5.1网络函数的定义240
8.5.2网络函数与冲激响应242
8.5.3卷积定理242
8.6实用电路分析244
习题八246
第9章双口网络250
9.1双口网络的端口条件250
9.2双口网络的Y参数和Z参数250
9.3双口网络的A参数和H参数254
9.4双口网络的转移函数257
9.5双口网络的特性阻抗 260
9.5.1双口网络的输入阻抗与输出阻抗260
9.5.2双口网络的特性阻抗261
9.5.3固有传输常数262
9.6双口网络的等效电路264
9.7双口网络的联结267
9.8实用电路分析270
9.8.1回转器270
9.8.2运算放大器271
9.8.3负阻抗变换器273
习题九274
第10章非线性电路278
10.1非线性电阻元件特性278
10.2解析分析法279
10.3图解分析法280
10.3.1曲线相交法280
10.3.2曲线相加法282
10.4分段线性化分析法284
10.5小信号分析法286
10.6实用电路分析289
习题十292
第11章分布参数电路及均匀传输线295
11.1分布参数电路及均匀传输线的概念295
11.2均匀传输线的微分方程295
11.3均匀传输线的正弦稳态解297
11.4行波301
11.5波的反射与终端匹配的传输线304
11.6无损耗线的正弦稳态解306
习题十一314
附录A网络图论和矩阵形式网络方程316
部分习题参考答案326
参考文献335

前言/序言

　　本书第1版和第2版先后于2009年和2013年出版。通过几年教学实践的探索，为适应高等学校人才培养的多元化和教学质量工程建设的实践要求，决定对教材进行第3版修订。
　　本科电路原理课是电子和电气信息类学生的专业技术基础课，基本内容和范围已趋于稳定。教材的修订目标是为学生后续专业课程的学习和未来工作准备必要的基础知识。新版保持了原有教材的重视基本概念、基本原理和基本分析方法的特色。与前两版对比，做了如下调整：（1）强调电路理论基础，加强了与后续课程相关的电路实例，以拓展学生分析实际问题的能力。在直流、交流和动态部分都增加了实例。（2）保持理论知识的连贯性和系统性，调整了部分内容的先后顺序。如，将上版853节“网络函数的零极点分布与动态响应”内容后移，保持85节“网络函数及其应用”的完整性，后移的内容并入86节并加入实例单独讨论，为后续课程做铺垫。（3）重视电路概念，淡化电路与电子内容的界线，实现与后续课程的有效衔接。第9章将运算放大器、回转器作为电路双口的实例进行学习。（4）考虑电路实验单独设课，电路的计算机仿真是电路实验的主要内容之一，本次修订删除附录B。
　　新版教材共11章和1个附录。第1～4章由贺立红修订，第6～8章和附录由李华修订，第5章和第9～11章由王安娜修订。全书由李华统筹和协调。
　　对于书中的不足和错误，诚请读者指正、批评。
　　编者2016年7月第2版前言本书自第1版出版以来，经过了几年的教学实践检验。为了进一步提高教材质量，决定在保持原有特色的基础上对教材予以修订。
　　本次修订主要体现在以下方面：在教材内容的选取上，考虑到需加强非线性电路分析方法的学习，增加了分段线性化方法的内容，考虑到各章节内容的紧密联系及后续课程的教学安排，取消了磁路部分内容；在章节内容的安排上，对部分章节的内容和标题进行了调整，使内容安排更紧凑、更系统，便于了解电路理论的整体脉络；在例题的选取上，适当地增加了有实际应用背景的例题，并突出了部分内容的实际应用背景及与后续课程的联系，如将功率因素提高的内容放在实例分析中，以强调其实际应用意义；在教材内容的叙述上，有了进一步改进，以便于读者理解、掌握；订正了第1版教材版面上的多处错误。
　　本书的第1、2章由贺立红修订，第3、4、5、6章及附录A由吴建华修订，第7、8章由李华修订，第9、10、11章由王安娜修订，附录B由鲍喜荣修订。吴建华负责全书的统筹与协调。
　　本书虽经修订，但疏漏、欠缺乃至错误之处仍在所难免，欢迎读者提出宝贵意见。
　　第1版前言本书是按照教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会制定的“电路原理”教学大纲的要求编写的，适合作为普通高等学校电子信息与电气学科各专业“电路原理”或“电工理论基础”课程的教材。
　　本书以提高师生教与学的有效性，培养学生分析问题与解决问题的能力为目标编写而成。
　　在教材内容的选取上，本书合理安排经典内容、传统内容与新内容的关系。对于经典内容，本书以电路的基本概念、基本理论和基本分析方法及应用为主线，贯穿全书；在传统内容的编排上，本书删繁就简，力求突出理论与方法中所体现的从“物理现象”到“数学模型及算法”，再到“工程应用”的电路问题的解决过程；本书还适当增加了新内容，如有源滤波器、计算机仿真分析等，以体现教材的时代特点。本书各章节的安排遵循由简到繁、循序渐进、难点分散的原则，采用先“静态”（直流电路分析），后“稳态”，再“动态”的教学体系，便于教学。本书力求做到论述严密、深入浅出，各章节的引言也力求突出问题驱动及前后呼应，并配有丰富的例题及习题，便于读者自学。
　　在编写过程中，本书重点强调了以下三个方面。
　　适当强调建立电路模型的研究方法。在分析各类元器件（如受控源、互感、理想变压器、双口网络和传输线等）时，都突出从实际器件的物理概念到建立电路模型的过程，适当体现或重现电路理论解决实际问题的过程。
　　强调应用电路的基本原理（基本定律和理想元件的电路模型）分析电路。从第1章引出电路的基本原理后，其后的各章都突出电路基本原理的应用，使学生牢固掌握电路基本原理及基本分析方法。
　　强调在应用电路的基本原理分析电路问题时，可通过演绎、归纳等手段，得到便于实际应用的分析方法，如一般分析方法（如节点方程和回路方程的系统编写法、一阶电路的三要素解法等），简化的分析方法（如互感消去法、三相化单相分析法等），以及等效的分析方法（等效电阻法、戴维南等效电路法等）等，使学生对电路理论有全面、系统的掌握。
　　本书加强了理论联系实际的内容，适当引入了有实际应用背景或与后续课程相关的电路实例，开阔学生分析实际问题的视野，实现了与后续课程有效衔接。
　　.关于各章的课时安排，本书给出了教学建议，供师生参考。
　　本书的第1、2章由贺立红执笔，第3～6章及附录A由吴建华执笔，第7、8、12章由李华执笔，第9～11章由王安娜执笔，附录B由鲍喜荣执笔，吴建华负责全书的统筹与协调。
　　本书大纲承蒙清华大学的陆文娟教授审阅，得到了许多宝贵意见，谨致衷心的感谢。本书承继了东北大学“电路原理”课程教研组多年积累的教学经验，感谢郝蕴卿、殷洪义、陈绍林、孙玉琴等老师在编写教材方面提供的工作基础和经验。感谢机械工业出版社和东北大学教务处给予本书出版的支持。
　　由于作者的水平有限，书中难免有错误和不当之处，恳请读者提出宝贵意见。作者联系方式如下：
　　吴建华作者2009年5月于东北大学

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