本書按照教育部高等學(xué)校本科生“電路分析”課程的要求編寫而成。全書共10章，主要介紹交直流電路、動(dòng)態(tài)電路和交流穩(wěn)態(tài)電路的基本概念、基本理論、分析方法和電路仿真，涉及元件的端口特性和電路模型、線性電阻電路的分析方法和電路定理、三要素法、相量法、阻抗和導(dǎo)納、頻率響應(yīng)、磁耦合電路、三相電路和諧振電路等內(nèi)容。本書以工程應(yīng)用為背景，按學(xué)習(xí)綱要、重點(diǎn)和難點(diǎn)解析、典型例題分析和仿真實(shí)例4個(gè)部分編寫。全書框架清晰，學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，重點(diǎn)難點(diǎn)突出，例題分析詳盡，仿真實(shí)例結(jié)合實(shí)際，為電路驗(yàn)證、測試和設(shè)計(jì)提供了方法。
本書適合普通高等學(xué)校電類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)電路課程使用，可作為考研學(xué)生的輔導(dǎo)用書，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
本書為 電路 課程的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書，幫助學(xué)生掌握寄出知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)和例題講解詳盡，非常適合的學(xué)生自學(xué)。
電路理論發(fā)展至今，已有百余年的歷史。電路最早是由實(shí)際應(yīng)用的需求發(fā)展而來的。基于理想電路模型的理論分析，從本質(zhì)上說是在忽略了電磁效應(yīng)、環(huán)境問題、安全工作以及材料特性等因素的前提下對實(shí)際電路的一種近似分析。目前，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，圍繞RLC元件進(jìn)行電路分析和設(shè)計(jì)與當(dāng)前的工程技術(shù)發(fā)展已不相適應(yīng)。多端有源器件（集成運(yùn)放）可以實(shí)現(xiàn)比RLC元件更為強(qiáng)大和復(fù)雜的電路功能，它的引入可以擴(kuò)展電路元件的種類，解釋受控源電路模型的建模背景，與無源器件結(jié)合可以獲得豐富的功能電路，其與工程應(yīng)用電路的結(jié)合則更為緊密，同時(shí)也拓寬了電路理論的應(yīng)用范疇。
本書以電能轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理為背景，研究電路的基本概念、電學(xué)規(guī)律和分析方法，從端口特性、等效模型和電路應(yīng)用的角度描述元件的電氣特性，強(qiáng)調(diào)對偶性在電路分析中的應(yīng)用，注重知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在邏輯和聯(lián)系，將有源器件和無源器件、等效和替代、疊加和分解、實(shí)際電路和理想模型、時(shí)域和相量域、穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)、分析和設(shè)計(jì)相統(tǒng)一且相融合，同時(shí)結(jié)合工程案例探討其中蘊(yùn)藏的電路原理，并對其進(jìn)行理論分析，引導(dǎo)學(xué)生通過仿真實(shí)驗(yàn)研究電學(xué)規(guī)律，探討電路實(shí)際的工作狀態(tài)和電氣性能。本書在引入有源器件（集成運(yùn)放）的同時(shí)，不僅對包含集成運(yùn)放的電路提出了理論分析要求，還融入了電路設(shè)計(jì)的相關(guān)問題，通過對集成運(yùn)放電路的仿真測試，結(jié)合器件的實(shí)際特性展開理論分析和研討，以培養(yǎng)學(xué)生對應(yīng)用電路的分析能力和工科思維能力。黑箱實(shí)驗(yàn)為黑箱內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)的確定提供了測試方法，學(xué)習(xí)者可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行同類實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，為實(shí)驗(yàn)研發(fā)、理論應(yīng)用開拓了思路。
在教材編排方面，本書通過思維導(dǎo)圖建立以各章主題為核心的知識(shí)體系和框架，呈現(xiàn)出各章內(nèi)部知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在邏輯和聯(lián)系，有利于讀者全面了解各章內(nèi)容和知識(shí)脈絡(luò)，達(dá)到快速入門的效果；“學(xué)習(xí)目標(biāo)”在不同層面上為目標(biāo)的達(dá)成指明了方向；“重點(diǎn)和難點(diǎn)解析”涉及每章的基本概念、分析方法、電路定理和電路應(yīng)用中的相關(guān)問題，從不同角度對其進(jìn)行歸納、總結(jié)、解析和拓展，使重點(diǎn)凸顯，難點(diǎn)易于理解；“典型例題分析”中解題過程詳盡且通俗易懂，提倡一題多解，有利于讀者開拓思路，并熟練掌握電路的分析方法；“仿真實(shí)例”是電路分析實(shí)踐環(huán)節(jié)的一部分，通過電路搭建、測試、分析、調(diào)試等環(huán)節(jié)，使學(xué)生熟悉虛擬儀器儀表的操作，為實(shí)際電路的測試提供實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，加深其對電路理論的認(rèn)知和理解，對學(xué)生建立和培養(yǎng)電路中的抽象觀點(diǎn)、等效觀點(diǎn)和工程觀點(diǎn)具有積極作用。
杭州電子科技大學(xué)將本書作為“電路與電子線路1”（浙江省精品在線開放課程）翻轉(zhuǎn)課堂的課內(nèi)教學(xué)資料，面向電子信息類專業(yè)的本科生進(jìn)行了3輪教學(xué)模式改革。其中的課堂練習(xí)主要取自本書中的經(jīng)典例題，課堂討論主題來源于本書的重點(diǎn)和難點(diǎn)解析，課堂演示取材于本書中的仿真實(shí)例。實(shí)踐證明，課堂教學(xué)的內(nèi)容和形式能夠激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氛圍，引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的資料檢索能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，具有明顯提升教學(xué)效果的作用。
本書共10章，具體內(nèi)容包括電路的基礎(chǔ)知識(shí)、電路結(jié)構(gòu)及等效規(guī)律、電路的分析方法、電路性質(zhì)和定理、動(dòng)態(tài)電路的基本概念、動(dòng)態(tài)電路響應(yīng)分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率、磁耦合電路和三相電路分析、頻率響應(yīng)。杭州電子科技大學(xué)“電路與電子線路1”課程負(fù)責(zé)人顧梅園負(fù)責(zé)編寫第1、2、5、6、9和10章，并負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿工作，呂偉鋒負(fù)責(zé)編寫第3、4章，杜鐵鈞負(fù)責(zé)編寫第7、8章。
在此感謝杭州電子科技大學(xué)教務(wù)處、電子信息學(xué)院及西安電子科技大學(xué)出版社對作者在教學(xué)改革和教材編寫方面提供的幫助。感謝王光義教授和陳龍教授在教材編寫過程中的指導(dǎo)和大力支持。感謝課程組全體教師的辛勤勞動(dòng)和付出。本書融入了作者多年來從事電路教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，是杭州電子科技大學(xué)電路課程教學(xué)改革的成果之一。
由于作者水平有限，不妥之處在所難免，熱忱期待廣大同行和讀者批評指正。
作 者
2021年10月
第1章 電路的基礎(chǔ)知識(shí) 1
1.1 學(xué)習(xí)綱要 1
1.1.1 思維導(dǎo)圖 1
1.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1
1.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 2
1.2.1 電路及電路模型 2
1.2.2 電路變量 3
1.2.3 基爾霍夫定律 4
1.2.4 電路元件及其電路應(yīng)用 5
1.3 典型例題分析 7
1.4 仿真軟件 13
1.4.1 Multisim14.0仿真軟件簡介 13
1.4.2 仿真的目的和意義 23
1.5 仿真實(shí)例 23
1.5.1 基爾霍夫定律的驗(yàn)證 23
1.5.2 受控源的仿真 26
1.5.3 電源的端口特性測試 28
1.5.4 電壓跟隨器的阻抗匹配功能仿真測試 29
1.5.5 集成運(yùn)放運(yùn)算電路的仿真分析和設(shè)計(jì) 30
第2章 電路結(jié)構(gòu)及等效規(guī)律 33
2.1 學(xué)習(xí)綱要 33
2.1.1 思維導(dǎo)圖 33
2.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 33
2.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 34
2.2.1 單口網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)及等效規(guī)律 34
2.2.2 電阻的串并聯(lián)等效規(guī)律 36
2.2.3 電源的等效變換規(guī)律 37
2.2.4 雙口網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)及等效規(guī)律 37
2.3 典型例題分析 38
2.4 仿真實(shí)例 46
2.4.1 外加電源法的驗(yàn)證 46
2.4.2 驗(yàn)證端口VCR相同的兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)對外完全等效 47
第3章 電路的分析方法 49
3.1 學(xué)習(xí)綱要 49
3.1.1 思維導(dǎo)圖 49
3.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 50
3.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 50
3.2.1 電路約束與電路方程 50
3.2.2 支路分析法 50
3.2.3 節(jié)點(diǎn)電壓法 51
3.2.4 網(wǎng)孔電流法 52
3.2.5 回路分析法 53
3.3 典型例題分析 53
3.4 仿真實(shí)例 62
3.4.1 例3.3中的各支路響應(yīng)的仿真分析 62
3.4.2 節(jié)點(diǎn)電壓和網(wǎng)孔電流的仿真測試 63
第4章 電路性質(zhì)和定理 64
4.1 學(xué)習(xí)綱要 64
4.1.1 思維導(dǎo)圖 64
4.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 65
4.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 65
4.2.1 線性電路的比例性和疊加性 65
4.2.2 戴維南定理和諾頓定理 66
4.2.3 最大功率傳遞定理 67
4.2.4 置換定理 68
4.2.5 互易定理 68
4.3 典型例題分析 69
4.4 仿真實(shí)例 79
4.4.1 疊加性的驗(yàn)證 79
4.4.2 戴維南定理的驗(yàn)證 81
第5章 動(dòng)態(tài)電路的基本概念 84
5.1 學(xué)習(xí)綱要 84
5.1.1 思維導(dǎo)圖 84
5.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 84
5.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 85
5.2.1 四個(gè)基本電路變量 85
5.2.2 電容元件和電感元件及其性質(zhì) 86
5.2.3 一階動(dòng)態(tài)電路 87
5.2.4 二階動(dòng)態(tài)電路 88
5.2.5 初始條件的確定 88
5.3 典型例題分析 88
5.4 仿真實(shí)例——反相積分器的電路仿真 98
第6章 動(dòng)態(tài)電路響應(yīng)分析 101
6.1 學(xué)習(xí)綱要 101
6.1.1 思維導(dǎo)圖 101
6.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 102
6.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 102
6.2.1 一階動(dòng)態(tài)電路分析 103
6.2.2 二階動(dòng)態(tài)電路分析 105
6.3 典型例題分析 105
6.4 仿真實(shí)例 117
6.4.1 時(shí)間常數(shù)τ的測量 117
6.4.2 積分電路仿真實(shí)例 118
6.4.3 微分電路仿真實(shí)例 119
6.4.4 二階動(dòng)態(tài)電路仿真實(shí)例 119
第7章 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析 121
7.1 學(xué)習(xí)綱要 121
7.1.1 思維導(dǎo)圖 121
7.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 122
7.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 123
7.2.1 正弦量的相量表示及相量運(yùn)算 123
7.2.2 元件約束和基爾霍夫定律的相量形式 124
7.2.3 阻抗與導(dǎo)納 124
7.2.4 相量法的應(yīng)用 125
7.2.5 相量圖法的應(yīng)用 125
7.3 典型例題分析 125
7.4 仿真實(shí)例 132
7.4.1 交流電激勵(lì)下RLC元件的電壓電流波形測試 132
7.4.2 不同頻率下RC網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性測試 135
7.4.3 “黑箱”模塊的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)測試 137
第8章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率 140
8.1 學(xué)習(xí)綱要 140
8.1.1 思維導(dǎo)圖 140
8.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 140
8.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 141
8.3 典型例題分析 144
8.4 仿真實(shí)例 151
8.4.1 感性負(fù)載的交流仿真分析 151
8.4.2 提高感性負(fù)載功率因數(shù)的仿真分析 152
第9章 磁耦合電路和三相電路分析 154
9.1 學(xué)習(xí)綱要 154
9.1.1 思維導(dǎo)圖 154
9.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 155
9.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 155
9.2.1 互感及磁耦合電路 155
9.2.2 變壓器 158
9.2.3 三相電路概況 159
9.2.4 負(fù)載Y連接的三相電路分析 160
9.2.5 負(fù)載△連接的三相電路分析 161
9.3 典型例題分析 162
9.4 仿真實(shí)例 170
9.4.1 耦合電感的串聯(lián)仿真測試 170
9.4.2 理想變壓器的仿真測試 171
9.4.3 三相電路的仿真測試 172
第10章 頻率響應(yīng) 174
10.1 學(xué)習(xí)綱要 174
10.1.1 思維導(dǎo)圖 174
10.1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 175
10.2 重點(diǎn)和難點(diǎn)解析 175
10.2.1 傳遞函數(shù) 175
10.2.2 RLC串并聯(lián)諧振 178
10.2.3 濾波器 179
10.2.4 波特圖 181
10.3 典型例題分析 181
10.4 仿真實(shí)例 188
10.4.1 諧振電路的仿真分析和設(shè)計(jì)實(shí)例1 188
10.4.2 諧振電路的仿真分析和設(shè)計(jì)實(shí)例2 190
參考文獻(xiàn) 192
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