电路分析基础(电子信息学科基础课程系列教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈洪亮田社平吴雪徐雄 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302187059

商品编码：29729479315

包装：平装

出版时间：2009-01-01

基本信息

书名：电路分析基础(电子信息学科基础课程系列教材)

定价：45.00元

作者：陈洪亮田社平吴雪徐雄

出版社：清华大学出版社

出版日期：2009-01-01

ISBN：9787302187059

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.763kg

编辑推荐

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内容提要

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本书围绕电路分析方法，全面介绍了电路分析的基本概念、基本原理和基本方法，主要内容为：电路的基本概念及基尔霍夫定律、电路元件及电路基本类型、电路的基本分析方法、电路的网络拓扑分析方法、电路基本定理、一阶电路、二阶电路、相量及相量分析法、二相电路、功率和能量。书后附有部分习题答案。全书配有丰富的例题、思考与练习题、习题。本书选用通用数学分析软件MATLAB作为电路分析的辅助工具，教材中配有各种电路分析程序。附录A包含MATLAB语言简介，附录B～G对电路分析中的一些疑难问题进行厂分析。
　　本书可作为高等学校电气信息类各专业“电路分析基础”和“电路”课程教材使用，也可作为科技人员的参考书。

目录

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章　电路的基本概念及基尔霍夫定律
　1.1　电路　电路图　集中参数元件　集中参数电路　
　1.2　电路变量及其参考方向　
　1.3　基尔霍夫定律　
　习题　
第2章　电路元件及电路基本类型　
　2.1　二端电路元件　
　2.2　二端口电路元件　
　2.3　电路基本类型　
　2.4　一端口电路及其端口特性　
　2.5　二端口电路及其端口特性　
　习题　
第3章　电路的基本分析方法　
　3.1　等效电路与等效变换　
　3.2　二端电路的等效变换　
　3.3　多端电路的等效变换　
　3.4　独立电流变量和独立电压变量　
　3.5　回路分析法　
　3.6　节点分析法　
　3.7　电路的对偶性
　习题
第4章　电路的网络拓扑分析方法
　4.1　树　割集
　4.2　关联矩阵　回路矩阵　割集矩阵
　4.3　一般支路及其电压－电流关系的矩阵形式
　4.4　节点分析的矩阵方法　
　4.5　回路分析的矩阵方法　
　4.6　割集分析的矩阵方法　
　4.7　节点分析、回路分析和割集分析方法的比较　
　习题
第5章　电路的基本定理
第6章　一阶电路　
第7章　二阶电路　
第8章　相量及相量分析法
第9章　三相电路　
0章　功率和能量　
附录
部分习题答案
中英文名词索引
参考文献

作者介绍

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陈洪亮，上海交通大学电子信息与电气工程学院教授，国家工科基础课程电工电子教学基地主任，*电工电子实验教学示范中心主任。*精品课程“基本电路理论”创建负责人，上海市精品课程“电工学实验”创建负责人；曾任教育部电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导

文摘

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序言

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《电子工程的脉络：从原理到实践的探索》 引言 在现代科技飞速发展的浪潮中，电子技术已成为推动社会进步的核心驱动力之一。从我们日常使用的智能手机、电脑，到尖端的航空航天、医疗器械，无不闪耀着电子工程的智慧结晶。而要深入理解这些令人惊叹的科技成就，其根基便是对电子世界基本运作规律的深刻把握。本书旨在带领读者走进电子工程的宏观图景，系统地阐述构成这一庞大体系的核心要素，揭示其从基础原理到实际应用的完整脉络。我们将一同探索构成电子器件的微观粒子如何协同工作，如何构建出能够承载信息、处理数据、实现控制的复杂系统。本书并非仅仅罗列概念，更注重引导读者建立一种理解和分析电子系统的方法论，培养具备解决实际工程问题能力的思维模式。 第一章：信息时代的基石——电荷的奥秘 电荷是宇宙中最基本的物理量之一，它们的存在和运动构成了电现象的源头，也是一切电子设备工作的根本。本章将从微观层面出发，深入剖析电荷的本质，了解其正负属性、电荷守恒定律以及电荷的传递方式。我们将探讨电子、质子等基本粒子的特性，以及它们如何在物质中分布和移动。随后，本章将引出“电场”这一概念，它是电荷周围的空间性质，能够对其他电荷产生力的作用。我们将学习电场的叠加原理，理解均匀电场和非均匀电场在实际中的表现，并介绍描述电场强弱和方向的矢量工具。通过对电荷及其场的深入理解，读者将为后续学习电流、电压等概念奠定坚实的基础，认识到电荷是信息传递和能量转换的载体。 第二章：流动的能量——电流与电压的深刻理解 如果说电荷是电子世界的“粒子”，那么电流就是这些粒子在导体内定向移动形成的“洪流”。本章将聚焦于电流的概念，详细阐述其定义、单位（安培）以及不同类型的电流，包括直流电和交流电。我们将探讨电流的产生机制，例如金属导体中的自由电子运动，以及半导体和离子导电的差异。紧接着，我们将引入“电压”这一至关重要的概念。电压是驱动电荷定向移动的“动力”，它代表了单位电荷在电场中获得的能量。本章将深入剖析电压的本质，讨论其与电势能的关系，并学习如何测量和表示电压。通过理解电流和电压之间的相互作用，例如欧姆定律所揭示的线性关系，读者将能够初步分析简单的电路行为，为理解更复杂的电路元件和系统打下基础。 第三章：电阻的本质与导体的多样性 在电流的流动过程中，并非所有材料都能够畅通无阻地传递电荷。材料的“电阻”特性是影响电流大小的关键因素。本章将详细阐述电阻的概念，介绍其定义、单位（欧姆）以及影响电阻大小的因素，如材料的性质、导体的长度和截面积，以及温度的影响。我们将深入探讨不同材料的导电特性，区分导体、绝缘体和半导体。特别是对半导体的特性进行初步介绍，为理解后续电子元器件的工作原理埋下伏笔。本章还将介绍几种常见的电阻元件，如固定电阻、可变电阻（电位器）以及传感电阻，并探讨它们在电路设计中的应用。通过对电阻的深入理解，读者将能够预测电流在不同材料和形状的导体中的行为，并学会如何选择合适的导电材料和电阻元件。 第四章：储存能量的容器——电容与电感的物理内涵 除了电阻，电容和电感是电子电路中另外两种至关重要的基本元件，它们都具备储存能量的能力，但储存形式和工作原理却截然不同。本章将首先聚焦于“电容”。我们将剖析电容的构成，通常由两个导体板与绝缘电介质组成，并解释其储存电荷的能力。学习电容的定义、单位（法拉），以及影响电容大小的因素，如极板面积、极板间距离和电介质的介电常数。我们将探讨电容在直流电路和交流电路中的不同表现，了解其“隔直通交”的特性，并介绍不同种类的电容器，如陶瓷电容、电解电容等。 接着，本章将转入“电感”的探讨。我们将介绍电感的物理基础，通常由导线绕制的线圈构成，并解释其储存磁场能量的特性。学习电感的定义、单位（亨利），以及影响电感大小的因素，如线圈的匝数、截面积、长度和铁芯的磁导率。我们将分析电感在直流电路和交流电路中的行为，理解其“阻碍电流变化”的特性，并介绍不同形式的电感器。通过对电容和电感的深入理解，读者将能够掌握它们在储存和释放能量方面的作用，以及它们在滤波器、振荡器等电路中的关键应用。 第五章：电路的构成与分析的基本法则 在前几章对基本元件有了充分认识后，本章将引导读者将这些元件组合起来，构建出功能各异的电路，并学习如何分析这些电路的行为。我们将详细介绍串联电路和并联电路的特点，以及它们在电压、电流和总电阻方面的计算法则。随后，本章将隆重推出“基尔霍夫定律”，包括电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。基尔霍夫定律是分析任意复杂电路的基石，我们将通过详细的算例，演示如何运用这两个定律来求解电路中的未知电压和电流。此外，本章还将介绍一些常用的电路分析方法，如节点电压法、网孔电流法等，这些方法能够系统地处理复杂的电路网络。通过本章的学习，读者将掌握分析电路的基本工具和方法，能够独立地分析和设计各种简单的电路。 第六章：交流电的魅力——周期性信号的分析 在现实世界中，我们日常接触到的电力几乎都是交流电。本章将深入探讨交流电的特性及其分析方法。我们将从正弦交流电出发，详细介绍其波形、幅值、频率、周期、相位等基本概念。学习如何用相量（phasor）来表示交流电压和电流，以及相量在分析交流电路中的便利性。我们将重点分析交流电路中电阻、电容和电感元件的阻抗特性，理解它们在频率变化时对电流的响应差异。本章还将介绍交流电路中功率的概念，包括有功功率、无功功率和视在功率，以及功率因数的意义。通过对交流电的深入理解，读者将能够分析和设计包括滤波器、谐振电路等在内的更广泛的电子系统，理解广播、通信等领域的工作原理。 第七章：半导体器件的黎明——二极管的特性与应用 半导体材料的出现，是电子技术发展史上的一个里程碑。本章将聚焦于半导体中最基础也最重要的器件——二极管。我们将从半导体材料的能带理论出发，简要介绍P型和N型半导体的形成及其载流子特性。然后，我们将深入剖析PN结的形成过程，以及在外加电压作用下二极管的正向导通和反向截止特性。学习二极管的伏安特性曲线，理解其单向导电的原理。本章还将介绍不同类型的二极管，如整流二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、发光二极管（LED）和光电二极管等，并阐述它们各自的工作原理和广泛的应用，例如在电源电路中的整流、在稳压电路中的恒压以及在显示和光电检测中的作用。 第八章：控制的艺术——晶体管的原理与放大功能 晶体管的出现，彻底改变了电子信息技术的发展轨迹，它使得电子信号的放大和开关成为可能，为集成电路的发展奠定了基础。本章将详细介绍两种最主要的晶体管类型：双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。我们将深入剖析BJT的结构和工作原理，包括发射区、基区和集电区的作用，以及其放大作用和开关特性。学习BJT的输出特性曲线和输入特性曲线，理解共射、共基、共集三种基本放大电路的特点。 随后，本章将转向FET，重点介绍MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的结构和工作原理。我们将分析其栅极、漏极和源极的作用，以及其电流控制电压的特性。学习MOSFET的跨导特性和各种工作模式。本章还将探讨晶体管在各种电路中的应用，例如作为信号放大器、开关元件，以及在数字逻辑电路中的基础作用。通过对晶体管的深入理解，读者将能够掌握电子信号处理和控制的核心技术。 第九章：信息处理的核心——集成电路的奥秘 集成电路（IC），又称芯片，是现代电子设备的大脑和心脏，它将大量的晶体管、电阻、电容等元件集成在一块小小的半导体芯片上。本章将揭示集成电路的构成原理和发展历程。我们将介绍集成电路的制造工艺，包括光刻、蚀刻、掺杂等关键步骤，以及不同类型的集成电路，如模拟集成电路和数字集成电路。 重点将放在数字集成电路上，介绍逻辑门（AND、OR、NOT、XOR等）的概念，以及它们如何构成更复杂的组合逻辑电路和时序逻辑电路（触发器、寄存器、计数器等）。本章还将探讨运算放大器（Op-amp）这一重要的模拟集成电路，学习其基本构成、工作原理以及在信号放大、滤波、积分、微分等方面的广泛应用。通过本章的学习，读者将能够理解现代电子设备中信息处理和控制系统的基本构成和工作方式，认识到集成电路在 miniaturization（微型化）和 functionality（功能化）方面的巨大贡献。 第十章：从原理到实践——电子电路的设计与测量 理论知识的学习最终需要回归实践。本章将聚焦于电子电路的设计与测量，将前面所学的知识融会贯通。我们将介绍电路设计的基本流程，包括需求分析、原理图设计、元件选型、仿真验证以及PCB（印刷电路板）设计。学习如何使用电路仿真软件（如LTspice、Multisim等）来验证电路的设计，预测其性能。 在测量方面，本章将介绍常用的电子测量仪器，如万用表（用于测量电压、电流、电阻）、示波器（用于观察信号波形）、信号发生器（用于产生测试信号）等。学习如何正确使用这些仪器来测量电路中的关键参数，诊断电路故障。本章还将通过一些具体的应用实例，例如简单的电源电路、放大电路或滤波器电路的设计和调试，来巩固读者所学知识，培养实际动手能力。通过本章的学习，读者将能够将抽象的电路理论转化为实际可用的电子产品。 结语 电子工程是一个不断发展和创新的领域，它深深地影响着我们生活的方方面面。本书从最基本的电荷和电流概念出发，逐步深入到复杂的电路分析、半导体器件以及集成电路的设计和应用。我们希望通过对这些基础知识的系统阐述，能够帮助读者构建起对电子世界坚实的认知框架，激发他们对这一迷人领域的持续探索热情。理解电子的脉络，就是理解现代科技的驱动力。愿本书能成为您探索电子工程奥秘的得力助手，开启您精彩的电子工程之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格可以说是教科书式的典范——精确、严谨，但又保持着必要的清晰度。作者似乎非常注重概念的引入和过渡，从最基础的电荷、电流、电压讲起，层层递进地构建起整个电路分析的知识体系。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的类比手法，虽然是严谨的理工科教材，但作者似乎在努力拉近与读者的距离，比如在解释电阻的欧姆定律时，可能会用流体模型进行简单的类比，这极大地降低了抽象概念的理解门槛。对于那些理论基础稍弱的同学来说，这种循序渐进的讲解方式无疑是雪中送炭。同时，书中对一些历史背景和实验发现的穿插描述也恰到好处，它让冰冷的公式背后有了一丝“人情味”，不至于让读者感觉只是在机械地记忆规则。整体阅读下来，感觉作者是一位经验丰富的老师，他知道学生会在哪里卡住，并提前布置好了“路标”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的例题和习题设置简直是太棒了，这是区分一本好教材和平庸教材的关键所在。例题的难度梯度设置得极其科学合理，从最简单的串并联计算，到复杂的节点电压法、网孔电流法应用，再到后续的暂态分析和交流稳态分析，每一步的例题都精准地对应了刚刚讲解的理论知识点，而且例题的解答过程详细到了每一步的数值计算和单位转换，几乎没有让读者产生“下一步怎么算”的困惑。习题部分的选择也体现了出题者的深思熟虑，它不仅覆盖了书本上的所有核心概念，还巧妙地设置了一些需要综合运用多个知识点才能解决的“陷阱题”，这些题目恰恰是检验和巩固学习成果的最佳材料。我发现，仅仅是认真地把书中的所有例题独立演算一遍，就已经能对电路分析产生非常扎实的直觉判断能力了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很朴实，采用了比较传统的教材风格，蓝白相间的色调给人一种严谨、可靠的感觉。书脊上的字体清晰易读，放在书架上很容易找到。拿到手里感觉分量十足，纸张质量不错，拿在手里有种厚重感，这点对于经常翻阅和做笔记的学习者来说非常重要。整体来看，这是一本非常经典的工科教材外观，没有过多花哨的设计，一切以实用为主。排版上，作者对公式和图表的处理很到位，关键的定义和定理都用粗体或者不同的背景色突出显示，阅读起来逻辑性很强，不容易让人在复杂的分析过程中迷失方向。而且，书中的插图和示意图都非常清晰，这对于理解电路的物理概念至关重要。比如，在讲解基尔霍夫定律时，图示的电流和电压方向标示得非常明确，初学者可以很快把握住核心要点。整体的视觉体验是沉稳而不失条理，非常适合需要长时间专注学习的读者。

评分☆☆☆☆☆

深入阅读这本书后，我发现它不仅仅停留在“解题技巧”的层面，它更注重培养读者的“分析思维”。作者在很多章节的末尾，都会设置一些“思考题”或者“探讨”部分，这些内容往往不直接提供标准答案，而是引导读者去思考电路行为的本质，比如为什么某些拓扑结构会导致特定的响应，或者在非理想元件模型下，理论计算会发生什么偏差。这种引导对于培养工程思维至关重要。它迫使读者从“代入公式求解”的初级阶段，提升到“理解并预测系统行为”的高级阶段。在我看来，一本优秀的教材，应该是一块磨砺思维的磨刀石，而这本书无疑做到了这一点。它让我开始习惯于在计算之前，先对结果的大致范围和物理意义做一个粗略的判断，而不是盲目地相信计算器输出的数字。

评分☆☆☆☆☆

这本书在后续章节中对于高级分析工具的引入处理得非常流畅和自然。例如，当讲解到拉普拉斯变换在暂态分析中的应用时，作者没有直接将复杂的数学工具砸向读者，而是先用一小节内容回顾了傅里叶级数和积分的局限性，从而自然而然地引出拉普拉斯变换作为更强大、更普适的工具的必要性。这种“提出问题—分析不足—引入新工具—解决问题”的逻辑链条，使得读者对新工具的学习目的性非常明确，学习的内驱力也更强。再比如，书中在处理二端口网络时，对Z参数、Y参数、H参数等不同描述方式的转换和适用场景的对比分析，清晰明了，避免了初学者在面对大量参数矩阵时产生的混乱感。整本书的知识架构是纵深感和广度兼备的，对后续学习如系统控制、信号与系统等课程打下了极其坚实的基础。