电路分析基础课程是成为电子设计工程师的入门必修课，本书正是为培养应用型电子工程技术人员而设计的教学用书。全书分为电阻电路分析、动态电路分析和正弦稳态电路分析三部分，内容简洁易懂，由浅入深，注重基础知识。每章包含大量实例和练习，其中，设计题与工程实践联系紧密，学生可结合计算机软件进行仿真，提高电路设计能力。此外，本书还穿插介绍了相关科学家的历史故事，颇具趣味性。
本书重点介绍在集总假设条件下，电路的基本规律、基本定理以及基本的分析计算方法。主要分三大部分，分别介绍电阻电路、动态电路和正弦稳态电路的分析方法。为了增强读者阅读兴趣，还在相应知识点介绍过程中穿插了该领域的科学家故事。本书可作为电类专业“电路分析”这门专业基础课的教材，亦可作为电子工程师的入门读物。
本书特色
简洁易懂，由浅入深，注重基础知识，包含大量实例和练习。
设计题与工程实践联系紧密，读者可结合计算机软件进行仿真，提高电路设计能力。
穿插介绍了相关科学家的历史故事，颇具趣味性。
电路分析课程是电气和电子信息类专业学生入门的专业基础课。本书主要介绍在集总假设条件下，电路的基本规律、基本定理以及基本的分析计算方法。该课程的先修课程为《微积分》、《线性代数》、《大学物理》等，同时为后续课程《模拟电路基础》、《数字电路》等提供基础理论和分析方法。因此，学好本课程的内容对于学好后续专业课有重要意义。
19世纪40年代以来，人类逐步了解电的运动规律，由麦克斯韦总结并用数学公式予以表达，其数学描述对理论要求比较高，在工程上难以分析计算。后来人们发现金属导线的导电特性，在电流波动频率相对比较低的情况下，99.9%以上的电能集中在金属导体中传播。在这种条件下，麦克斯韦的数学模型大幅度简化，这就是集总假设条件。在此条件下，导出基尔霍夫电流、电压定律（第1类约束），以及元件的电压、电流约束关系（第2类约束）。利用这两类约束，建立电路模型及方程，其入门理论要求相对不高，理解相对容易，且分析结论可满足工程设计需要。经过100多年的探索和实践，最终形成了经典的电路分析理论。
电路分析经典理论促进了电子技术的广泛应用，由于数学模型的简化，带来的最大优点是让越来越多的人了解电的特性，并能够参与电子技术的设计，不断利用电的特性设计出各种工具、设备，为人类所用。人类利用电子技术创造了前所未有的奇迹，包括计算机、通信系统、探测与检测系统、互联网等。这些大型系统无一不是利用电路基本模块构建的，所以基本电路（包括基本元件）是电子信息系统的单元，或者称为大系统的“细胞”。而电路分析课程则是成为电子设计工程师的入门必修课。
本书正是基于这种思路，为培养应用型电子工程技术人员设计的教学用书，力求简洁实用、容易理解。本书分三部分，第一部分介绍电阻电路分析，第二部分介绍动态电路分析，第三部分介绍正弦稳态电路分析及功率分析和网络函数。由于后两部分涉及内容较多，本书作了一定的简化处理，通过简洁的介绍，让读者尽可能容易地理解电路的基本特性。
为了便于读者学习，本书配有习题（包括答案），还给出了思考题和设计题，供不同需求的读者参考。
为了增加学习的趣味性，本书还穿插介绍了与本课程内容相关的科学家的故事。
由于编者的学术水平有限，所以书中肯定存在不足与错误，敬请读者不吝指出，谢谢!
钟洪声
2014年5月
电路基础
本书重点介绍在集总假设条件下，电路的基本规律、基本定理以及基本的分析计算方法。主要分三大部分，分别介绍电阻电路、动态电路和正弦稳态电路的分析方法。为了增强读者阅读兴趣，还在相应知识点介绍过程中穿插了该领域的科学家故事。本书可作为电类专业“电路分析”这门专业基础课的教材，亦可作为电子工程师的入门读物。
本书特点
·简洁易懂，由浅入深，注重基础知识，包含大量实例和练习。
·设计题与工程实践联系紧密，读者可结合计算机软件进行仿真，提高电路设计能力。
·穿插介绍了相关科学家的历史故事，颇具趣味性。
前 言
教学建议
第一部分 电阻电路分析1
第1章 电路基本约束关系2
1.1 电路与电路模型2
1.1.1 电路模型4
1.1.2 集总假设5
1.1.3 导体及电阻特性5
1.2 电学主要参数6
1.2.1 电荷6
1.2.2 电流7
1.2.3 电压9
1.2.4 电功率与能量11
1.2.5 磁场12
1.3 电源13
1.3.1 电源简介13
1.3.2 独立电压源13
1.3.3 独立电流源14
1.4 电阻与电阻器16
1.4.1 电阻器16
1.4.2 电阻与欧姆定律17
1.4.3 电阻的伏安关系17
1.4.4 电位器19
1.4.5 分压和分流公式20
1.4.6 非线性电阻简介22
1.5 电路网络的约束关系23
1.5.1 电路网络基本术语23
1.5.2 基尔霍夫电流定律23
1.5.3 基尔霍夫电压定律26
1.5.4 功率守恒定理28
1.6 简单电路分析实例30
1.7 本章小结31
习题132
第2章 单口网络37
2.1 单口网络与单口网络等效37
2.1.1 单口网络特性37
2.1.2 等效概念37
2.1.3 线性单口网络的VCR38
2.1.4 单口网络的应用40
2.2 纯电阻单口网络40
2.2.1 纯电阻单口网络特性40
2.2.2 纯电阻单口网络的等效电路40
2.2.3 单口网络电路分析实例42
2.3 含源单口网络43
2.3.1 实际电源的等效模型43
2.3.2 线性含源单口网络特性45
2.3.3 含源单口网络的等效与简化46
2.4 单口网络简化分析实例48
2.5 本章小结49
习题250
第3章 含受控源电路分析53
3.1 受控源53
3.1.1 受控源简介53
3.1.2 晶体管简化参数简介55
3.1.3 放大器简化模型55
3.2 运算放大器模型56
3.2.1 运算放大器简介57
3.2.2 理想运算放大器58
3.2.3 基于运算放大器的放大电路58
3.2.4 基于运算放大器的加法电路60
3.3 含受控源电路分析61
3.3.1 电路分析实例62
3.3.2 受控源功率分析64
3.4 开关模式电路65
3.4.1 开关器件模型65
3.4.2 信号赋值65
3.5 本章小结67
习题367
第4章 电路网络分析方法69
4.1 线性方程复习69
4.1.1 线性方程组表达69
4.1.2 线性方程组独立性70
4.1.3 线性方程组求解71
4.2 电路求解问题71
4.2.1 电路方程独立性72
4.2.2 电路方程2b法73
4.2.3 电路方程稀疏性75
4.3 1b法76
4.3.1 支路电流法76
4.3.2 支路电压法76
4.4 网孔分析法78
4.4.1 网孔电流79
4.4.2 网孔方程规则80
4.4.3 含电流源的网孔方程规则81
4.4.4 含受控源的网孔方程规则83
4.5 节点分析法85
4.5.1 节点电压85
4.5.2 节点方程规则86
4.5.3 含电压源的节点方程规则87
4.5.4 含受控源的节点方程规则89
4.6 综合分析实例91
4.7 计算机辅助分析94
4.7.1 电路分析软件95
4.7.2 电路分析实例95
4.8 本章小结97
习题498
第5章 电路基本定理102
5.1 叠加定理102
5.1.1 线性电路定义102
5.1.2 线性电路特性102
5.1.3 线性特性分析实例103
5.1.4 叠加定理分析实例103
5.2 含源单口网络等效定理106
5.2.1 线性含源单口网络特性分析106
5.2.2 戴维南定理106
5.2.3 诺顿定理108
5.2.4 含源单口网络的简化等效参数提取111
5.2.5 分析实例112
5.3 最大功率传输定理114
5.3.1 最大功率传输问题114
5.3.2 最大功率传输定理证明114
5.3.3 简单电路功率传输问题讨论115
5.3.4 实例分析115
5.4 替代定理116
5.4.1 替代定理116
5.4.2 替代定理证明118
5.4.3 替代定理应用实例119
5.5 本章小结120
习题5121
第6章 双口网络与双口元件125
6.1 双口网络电路模型125
6.1.1 双口网络特性125
6.1.2 双口网络电路实例126
6.2 Z参数126
6.2.1 Z参数表达126
6.2.2 Z参数求取126
6.2.3 利用Z参数分析电路实例129
6.2.4 Z参数标准模型129
6.3 Y参数130
6.3.1 Y参数表达130
6.3.2 Y参数求取130
6.3.3 利用Y参数分析电路实例133
6.3.4 Y参数标准模型133
6.4 H参数134
6.4.1 H参数表达134
6.4.2 H参数求取135
6.4.3 利用H参数分析电路实例136
6.4.4 H参数标准模型137
6.5 其他参数简介138
6.5.1 G参数138
6.5.2 T参数138
6.5.3 T-1参数139
6.5.4 双口网络参数关系139
6.6 理想变压器139
6.6.1 变压器139
6.6.2 理想变压器模型140
6.6.3 含理想变压器电路分析141
6.6.4 变压器的电阻变换特性144
6.6.5 负载匹配问题144
6.6.6 理想变压器双口参数表达146
6.7 综合分析实例147
6.8 本章小结149
习题6149
第7章 非线性电路分析简介153
7.1 简单非线性电路分析153
7.1.1 解析法153
7.1.2 图解法155
7.2 开关器件模型157
7.2.1 二极管157
7.2.2 理想二极管158
7.2.3 开关模式实例分析159
7.3 分段线性工作模式161
7.4 本章小结163
习题163
第二部分 动态电路分析165
第8章 电容与电感166
8.1 电容166
8.1.1 电容效应166
8.1.2 电容的伏安关系167
8.1.3 电容电压特性168
8.1.4 电容的储能169
8.1.5 电荷守恒170
8.1.6 纯电容单口网络的简化170
8.1.7 可变电容171
8.1.8 非线性电容172
8.2 电感172
8.2.1 电感效应172
8.2.2 电感的伏安关系173
8.2.3 电感储能174
8.2.4 纯电感单口网络的简化175
8.2.5 非线性电感176
8.3 动态电路方程176
8.3.1 动态电路数学描述177
8.3.2 微分方程177
8.3.3 初始条件178
8.3.4 初始条件的求取179
8.4 本章小结181
习题8182
第9章 一阶电路186
9.1 RC电路186
9.1.1 RC放电过程描述186
9.1.2 RC充电过程描述188
9.1.3 时间常数189
9.1.4 RC电路的全响应190
9.1.5 实例分析191
9.2 RL电路192
9.2.1 RL放电过程描述192
9.2.2 RL充电过程描述193
9.2.3 全响应195
9.3 三要素法196
9.4 脉冲信号的RC电路响应200
9.5 阶跃响应202
9.6 本章小结205
习题9206
第10章 二阶电路210
10.1 RLC串联电路分析210
10.1.1 二阶微分方程特征根问题210
10.1.2 过阻尼情况211
10.1.3 临界阻尼情况214
10.1.4 欠阻尼情况215
10.1.5 三种情况对比分析218
10.1.6 RLC串联电路的全响应219
10.2 RLC并联电路分析221
10.3 LC振荡电路222
10.3.1 无阻尼电路222
10.3.2 LC振荡电路工作原理223
10.3.3 固有频率224
10.4 本章小结225
习题10226
第三部分 正弦稳态电路分析231
第11章 正弦稳态电路分析232
11.1 正弦信号232
11.1.1 正弦信号时域描述232
11.1.2 正弦交流电的相量表示法234
11.1.3 利用相量求微分方程特解238
11.2 阻抗241
11.2.1 两类约束的相量形式241
11.2.2 阻抗定义242
11.2.3 电路相量模型247
11.3 正弦稳态电路分析249
11.3.1 相量分析法简介249
11.3.2 无源单口网络模型简化250
11.3.3 简单电路分析251
11.3.4 节点分析法和网孔分析法253
11.3.5 含源单口网络分析255
11.4 有效值256
11.4.1 有效值的定义256
11.4.2 正弦信号有效值257
11.5 双频和多频信号的电路分析258
11.5.1 正弦稳态响应的叠加258
11.5.2 实例分析258
11.6 本章小结260
习题11262
第12章 耦合电感265
12.1 磁路简介265
12.2 电感与耦合电感266
12.2.1 电感元件结构与原理266
12.2.2 耦合电感结构与原理267
12.2.3 耦合电感的等效模型269
12.2.4 含耦合电感电路分析270
12.3 耦合系数272
12.3.1 耦合电感的串联272
12.3.2 耦合电感的并联273
12.3.3 耦合系数k275
12.3.4 实例分析275
12.4 耦合电感的等效模型276
12.4.1 去耦等效276
12.4.2 理想变压器模型等效278
12.4.3 实例分析279
12.5 本章小结281
习题12281
第13章 交流功率284
13.1 功率与功率因数284
13.1.1 瞬时功率284
13.1.2 平均功率285
13.1.3 功率因数285
13.1.4 无功功率和视在功率285
13.1.5 实例分析286
13.2 复功率287
13.2.1 复功率定义287
13.2.2 复功率守恒288
13.2.3 功率守恒实例分析288
13.2.4 功率因数及其提高290
13.3 共轭匹配问题293
13.3.1 最大传输功率293
13.3.2 匹配问题293
13.3.3 阻抗变换方法294
13.3.4 匹配电路实例分析296
13.4 非单一频率电路功率问题297
13.5 非正弦周期信号电路的平均功率298
13.6 本章小结300
习题13301
第14章 电路网络函数与滤波器305
14.1 网络函数305
14.1.1 正弦稳态下网络函数的基本概念305
14.1.2 网络函数的幅频特性与相频特性307
14.2 滤波器310
14.2.1 低通滤波器310
14.2.2 高通滤波器312
14.3 RLC谐振电路314
14.3.1 串联谐振电路特性314
14.3.2 谐振频率与品质因数316
14.4 本章小结320
习题14321
练习题答案324
