电路原理教程（第2版）

本书第1版出版后在华中科技大学使用并被国内多所高校选为电路课程教材。教学实践表明，该教材能够适应理工科院校对基础电路课程的教学需求。根据第1版教材的使用情况并广泛征求教师和学生的意见与建议，对教材的第1版进行了修订。修订的内容主要有： ①为反映近现代电路理论的内容和成果，增加了网络图论知识的相关内容，并编为“网络图论基础与电路方程的矩阵形式”一章，通过介绍建立电路方程的系统方法，为今后学习计算机辅助电路分析和设计的相关知识打下必要的理论基础。同时这一章也是第3章的扩展与补充； ②改写了“双口网络”一章，从更一般的角度考虑，在s域中讨论双口网络，并将双口网络的内容移至暂态分析方法之后，同时增加了针对双口网络暂态分析的内容，以使学生扩展视野，从新的视角去更好地理解相关知识体系； ③对各章的习题进行了修订，适当调整了综合题并增加或删减了部分习题，使习题在难度上更富有层次感，更好地起到锻炼学生思维能力及分析解决问题能力的作用。
全书共14章，修订、编写工作由汪建和程汉湘共同完成。其中，程汉湘负责修订第3、5、7、9、10章，其余各章的编写、修订工作由汪建完成。全书由汪建统稿。
因编者水平有限，书中错误和不妥之处在所难免，敬请读者提出宝贵意见以便再版时改进。
编者2020年3月于华中科技大学广州理工学院

“电路原理”是高等学校电子类专业的学科基础课程。本课程的教学目的是使学习者深入了解和掌握电路的基础理论，能熟练地运用电路分析的基本方法，为后续课程的学习及今后从事电类各学科领域的研究和专业技术工作打下坚实的基础。毋庸置疑，在电类专业领域的学习及研究中，电路理论知识的掌握程度至关重要，因此，学好这门课程的重要性不容低估。
电路原理的内容丰富、知识点多、概念性强，学习上有一定的难度。学习者除了重视课堂教学外，还应特别注意加强课后练习。课后通过独立思考完成作业，并尽可能地多做习题是学好本课程的一个关键环节。为此，本书的各章均配有数量较丰富的习题和练习题供读者选用。可以说，各章习题的练习过程是对教材和课堂所授知识加深理解并熟练掌握、灵活运用的重要且必要的步骤和环节，而能否顺利完成各种类型的习题则是检验学习效果的一个重要标志。
学生对本课程内容的掌握，可归结为综合运用所学知识分析求解具体电路的能力。而这一能力的培养和提高，有赖于对基本概念、基本原理的准确理解，对基本方法的熟练掌握。因此，在本书的编写中，除参照高等学校电工电子基础课程教学指导委员会对“电路原理”课程教学的基本要求，兼顾电子信息类和电气类及自动控制类专业的需要，突出对基本内容的叙述外，还刻意加强了对学习方法包括解题方法的指导。具体的做法是： 
（1） 强调对基本概念的准确理解。对重点、难点内容用注释方式予以较详尽的说明和讨论； 对在理解和掌握上易出错之处给予必要的提示。
（2） 重视对基本分析方法的训练和掌握。对各种解题方法给出了具体步骤，并用实例说明这些解题方法的具体应用，且许多例题同时给出多种解法供读者比较。
（3） 注意培养学生独立思考、善于灵活运用基本概念和方法分析解决各种电路问题的能力。通过对一些典型的或综合性较强且有一定难度的例题的讲解，进一步讨论各种电路分析方法的灵活应用，以启迪思维，开阔思路，达到融会贯通、举一反三的效果。
本书内容翔实、叙述深入浅出、语言通俗易懂、例题丰富，十分便于自学。
全书共13章，汪泉负责编写第2、3、9章，其余各章由汪建编写，全书由汪建统稿。
本书的出版得到了清华大学出版社的大力支持，在此深表谢意。
由于编者的水平以及时间有限，书中的缺点和错误在所难免，敬请读者批评指正，以便今后修订完善。

编者2017年5月于华中科技大学

本书旨在解决互联网时代新零售和电商运营工作中无所适从，想努力而又不知道努力方向，抑或每天忙碌却看不到改变和进步和改变的问题，助读者一臂之力，帮助成长为电商达人。书中的全方位运营教程能帮助读者找到店铺从无到有到壮大所经历的每个阶段的发展要领。书中所阐明的电商行业的运营逻辑，即思考和分析运营者的自我定位和发展模式，旨在启发运营者摸索出运营现象背后的逻辑，从而获得巨大流量并掌握运营逻辑，以启发运营工作者对提高和完善微观店铺的经营能力。

汪建，男，教授，本科及研究生均毕业于华中科技大学，在华中科技大学电气与电子工程学院从事电工理论与新技术、电力系统信息检测及其自动化、智能仪器仪表等方向的教学与研究二十多年。湖北省精品课程《电路理论》课程负责人。现担任中国南方九省电工理论学会理事长、武汉电工理论学会理事长。作为主编出版著作7部，发表学术论文50余篇。

第1章 电路定律和电路元件

1.1 电路的基本概念

1.1.1 电路

1.1.2 电路模型

1.1.3 集中参数电路和分布参数电路

1.1.4 电路理论的研究内容

1.1.5 电路中的几个术语

1.2 电流、电压及其参考方向

1.2.1 电流

1.2.2 电压和电位

1.2.3 电流和电压的参考方向

1.3 功率和能量

1.3.1 电功率的定义

1.3.2 电功率的计算

1.3.3 能量及电路的无源性、有源性

1.4 电路的基本定律——基尔霍夫定律

1.4.1 基尔霍夫电流定律

1.4.2 基尔霍夫电压定律

1.4.3 关于基尔霍夫定律的说明

1.5 电路元件的分类

1.6 电阻元件

1.6.1 电阻元件的定义及分类

1.6.2 线性时不变电阻元件

1.6.3 线性时不变电阻元件的功率和能量

1.6.4 线性时变电阻元件

1.6.5 非线性电阻元件

1.7 独立电源

1.7.1 独立电压源

1.7.2 独立电流源

1.8 受控电源

1.8.1 四种形式的受控电源

1.8.2 受控源的相关说明

习题

第2章 电路分析方法之一——等效变换法

2.1 等效电路和等效变换的概念

2.1.1 二端电路及端口的概念

2.1.2 等效电路

2.1.3 等效变换

2.2 电阻元件的串联和并联

2.2.1 电阻元件的串联

2.2.2 电阻元件的并联

2.3 电阻元件的混联

2.3.1 混联电阻电路的等效电阻

2.3.2 求混联电路入端电阻的方法要点

2.3.3 混联电路中电压、电流的计算

2.4 线性电阻的形连接和△形连接的等效变换

2.4.1 元件的形连接和△形连接

2.4.2 电阻电路的△等效变换

2.5 电源的等效变换

2.5.1 实际电源的电路模型

2.5.2 实际电源的两种电路模型的等效变换

2.5.3 任意支路与理想电源连接时的等效电路

2.6 无伴电源的转移

2.6.1 无伴电源的概念

2.6.2 无伴电压源的转移

2.6.3 无伴电流源的转移

2.7 受控电源的等效变换

2.7.1 受控电源的戴维宁诺顿等效变换

2.7.2 其他连接形式的受控源的等效变换

2.7.3 含受控源电路的去耦等效变换

2.8 求入端等效电阻的几种特殊方法

2.8.1 入端电阻的定义

2.8.2 电位的相关特性

2.8.3 电桥平衡法

2.8.4 对称法

习题

第3章 电路分析方法之二——电路方程法

3.1 概述

3.2 典型支路及其支路特性

3.2.1 典型支路及其支路特性方程

3.2.2 电路含有受控源时的支路特性方程

3.3 2b变量分析法

3.4 支路电流分析法

3.4.1 支路法方程的导出

3.4.2 视察法建立支路法方程

3.4.3 电路中含受控源时的支路电流法方程

3.4.4 应用支路电流法时对无伴电流源支路的处理方法

3.5 节点分析法

3.5.1 节点法方程的导出

3.5.2 视察法建立节点法方程

3.5.3 电路中含受控源时的节点法方程

3.5.4 电路中含无伴电压源时的节点法方程

3.5.5 节点分析法的相关说明

3.6 回路分析法

3.6.1 回路电流的概念

3.6.2 回路法方程的导出

3.6.3 视察法建立回路法方程

3.6.4 电路中含受控源时的回路法方程

3.6.5 电路中含无伴电流源时的回路法方程

3.6.6 网孔电流分析法

习题

第4章 电路分析方法之三——运用电路定理法

4.1 叠加定理

4.1.1 线性电路叠加性的示例

4.1.2 叠加定理的内容

4.1.3 叠加定理的证明

4.1.4 关于叠加定理的说明

4.1.5 运用叠加定理求解电路的步骤

4.1.6 运用叠加定理求解电路示例

4.1.7 线性电路中的线性关系

4.2 替代定理

4.2.1 替代定理的内容

4.2.2 替代定理的证明

4.2.3 关于替代定理的说明

4.3 戴维宁定理和诺顿定理

4.3.1 等效电源定理的内容

4.3.2 戴维宁定理的证明

4.3.3 关于等效电源定理的说明

4.3.4 戴维宁电路和诺顿电路的互换

4.3.5 求戴维宁电路和诺顿电路的方法

4.3.6 用等效电源定理求解电路的方法和步骤

4.3.7 关于含受控源电路的戴维宁（或诺顿）等效电路的非*性

4.4 *功率传输定理

4.4.1 *功率传输定理的内容

4.4.2 *功率传输定理的证明

4.4.3 关于*功率传输定理的说明

4.4.4 运用*功率传输定理求解电路的步骤

4.5 特勒根定理

4.5.1 特勒根定理的内容

4.5.2 关于特勒根定理的说明

4.6 互易定理

4.6.1 互易电路

4.6.2 互易定理的内容

4.6.3 互易定理的证明

4.6.4 关于互易定理的说明

4.6.5 运用互易定理求解电路示例

4.7 对偶原理和对偶电路

4.7.1 电路中的对偶现象

4.7.2 对偶原理

4.7.3 对偶电路的做法

习题

第5章 含运算放大器的电阻电路

5.1 运算放大器及其特性

5.1.1 实际运算放大器及其特性

5.1.2 理想运算放大器及其特性

5.2 含运算放大器的电阻电路分析

习题

第6章 动态元件

6.1 奇异函数

6.1.1 阶跃函数

6.1.2 单位脉冲函数

6.1.3 冲激函数

6.2 波形的奇异函数表示法

6.2.1 闸门函数及其表达式

6.2.2 用闸门函数表示分段连续的波形

6.3 电容元件

6.3.1 电容元件的定义及线性时不变电容元件

6.3.2 线性时不变电容元件的伏安关系

6.3.3 电容电压的连续性原理

6.3.4 电容元件的能量

6.4 电感元件

6.4.1 电感线圈的磁链和感应电压

6.4.2 电感元件的定义及线性时不变电感元件

6.4.3 线性时不变电感元件的伏安关系

6.4.4 电感电流的连续性原理

6.4.5 电感元件的能量

6.5 动态元件的串联和并联

6.5.1 电容元件的串联和并联

6.5.2 电感元件的串联和并联

习题

第7章 正弦稳态电路分析

7.1 正弦交流电的基本概念

7.1.1 正弦交流电

7.1.2 正弦量的三要素

7.1.3 同频率正弦量的相位差

7.1.4 周期性电量的有效值

7.2 正弦量的相量表示

7.2.1 复数和复数的四则运算

7.2.2 用相量表示正弦量

7.3 基尔霍夫定律的相量形式

7.3.1 KCL的相量形式

7.3.2 KVL的相量形式

7.4 RLC元件伏安关系式的相量形式

7.4.1 正弦稳态电路中的电阻元件

7.4.2 正弦稳态电路中的电感元件

7.4.3 正弦稳态电路中的电容元件

7.4.4 RLC元件在正弦稳态下的特性小结

7.5 复阻抗和复导纳

7.5.1 复阻抗

7.5.2 复导纳

7.6 用相量法求解电路的正弦稳态响应

7.6.1 正弦稳态分析方法之一——等效变换法

7.6.2 正弦稳态分析方法之二——电路方程法

7.6.3 正弦稳态分析方法之三——运用电路定理法

7.7 相量图与位形图

7.7.1 相量图

7.7.2 位形图

7.8 正弦稳态电路中的功率

7.8.1 瞬时功率

7.8.2 平均功率（有功功率）

7.8.3 无功功率

7.8.4 视在功率和功率三角形

7.8.5 复功率守恒定理

7.8.6 *功率传输定理

7.9 功率因数的提高

7.9.1 提高功率因数的意义

7.9.2 提高功率因数的方法

7.9.3 提高功率因数的计算方法及示例

7.9.4 关于提高功率因数计算的说明

习题

第8章 谐振电路与互感耦合电路

8.1 串联谐振电路

8.1.1 电路频率响应的概念

8.1.2 谐振及其定义

8.1.3 串联谐振的条件

8.1.4 实现串联谐振的方法

8.1.5 串联谐振时的电压和电流相量

8.1.6 串联谐振电路中的能量

8.1.7 串联谐振电路的品质因数

8.1.8 串联谐振电路的频率特性

8.2 并联谐振电路

8.2.1 并联谐振的条件

8.2.2 并联谐振时的电压相量和电流相量

8.2.3 并联谐振电路中的能量

8.2.4 并联谐振电路的品质因数

8.2.5 并联谐振电路的频率特性及通频带

8.2.6 实用并联谐振电路的分析

8.3 一般谐振电路及其计算

8.3.1 由LC元件构成的电路

8.3.2 由RLC元件构成的一般谐振电路

8.4 耦合电感与电感矩阵

8.4.1 互感现象和耦合电感器

8.4.2 互感系数和耦合系数

8.4.3 电感矩阵

8.4.4 耦合电感元件的电压方程

8.4.5 耦合电感元件的含受控源的等效电路

8.4.6 耦合电感元件中的磁场能量

8.5 互感耦合电路的分析

8.5.1 用视察法列写互感耦合电路的方程

8.5.2 用电感矩阵法列写互感耦合电路的电路方程

8.6 耦合电感元件的去耦等效电路

8.6.1 耦合电感元件的串联

8.6.2 耦合电感元件的并联

8.6.3 多绕组耦合电感元件的混联

8.6.4 有一公共连接点的两绕组耦合电感元件

8.7 空心变压器电路

8.7.1 空心变压器电路的去耦等效电路

8.7.2 空心变压器电路的含受控源的等效电路

8.7.3 反射阻抗的概念及初级回路的去耦等效电路

8.8 全耦合变压器与理想变压器

8.8.1 全耦合变压器

8.8.2 理想变压器

8.9 理想变压器电路的计算

8.9.1 分析理想变压器电路时应注意的问题

8.9.2 理想变压器电路的分析方法

习题

第9章 三相电路

9.1 三相电路的基本概念

9.1.1 对称三相电源

9.1.2 对称三相电源的相序

9.1.3 三相电路中电源和负载的连接方式

9.2 三相电路的两种基本连接方式

9.2.1 三相电路的星形连接

9.2.2 三相电路的三角形连接

9.3 对称三相电路的计算

9.3.1 对称星形三相电路的计算

9.3.2 对称三角形三相电路的计算

9.3.3 其他形式的对称三相电路的计算

9.3.4 复杂对称三相电路的计算

9.4 不对称三相电路的计算

9.4.1 不对称三相电路的一般计算方法

9.4.2 简单不对称三相电路的计算示例

9.5 三相电路的功率及测量

9.5.1 对称三相电路的功率

9.5.2 不对称三相电路的功率

9.5.3 三相电路功率的测量

习题

第10章 周期性非正弦稳态电路分析

10.1 周期性非正弦稳态电路的基本概念

10.1.1 周期性非正弦电压、电流

10.1.2 周期性非正弦稳态电路

10.1.3 非正弦电路的稳态分析方法

10.2 周期性非正弦函数的谐波分析

10.2.1 周期性非正弦函数的傅里叶展开式

10.2.2 几种对称的周期函数

10.3 周期性非正弦函数的频谱图

10.3.1 周期性非正弦函数的频谱和频谱图

10.3.2 作频谱图的方法

10.4 周期性非正弦电压、电流的有效值与平均值

10.4.1 周期电压、电流的有效值

10.4.2 周期电压、电流的平均值和均绝值

10.5 周期性非正弦稳态电路的功率

10.5.1 周期性非正弦稳态电路的瞬时功率

10.5.2 周期性非正弦稳态电路的有功功率（平均功率）

10.5.3 周期性非正弦稳态电路的视在功率和功率因数

10.6 周期性非正弦电源激励下的稳态电路分析

10.6.1 计算非正弦稳态电路的基本思路

10.6.2 谐波阻抗

10.6.3 计算非正弦稳态电路的步骤

10.6.4 非正弦稳态电路计算举例

10.6.5 滤波器的概念

10.7 周期性非正弦电源激励下的对称三相电路

10.7.1 对称三相周期性非正弦电路

10.7.2 对称三相非正弦电路的谐波分析

10.7.3 对称三相非正弦电路的若干特点

10.7.4 高次谐波的危害

10.7.5 非正弦对称三相电路的计算举例

习题

第11章 暂态分析方法之一——时域分析法

11.1 动态电路暂态过程的基本概念

11.1.1 动态电路的暂态过程

11.1.2 动态电路的阶数及其确定方法

11.1.3 暂态过程的分析方法

11.1.4 建立动态电路微积分方程的方法

11.2 动态电路初始值的确定

11.2.1 电量的初始值和原始值的概念

11.2.2 动态电路的初始状态

11.2.3 初始值y（0 ）的计算方法

11.2.4 各阶导数初始值diy（0 ）dti的求法

11.3 关于动态电路初始状态的突变

11.3.1 产生突变现象的电路形式

11.3.2 确定电容电压突变量的“割集（节点）电荷守恒原则”

11.3.3 确定电感电流突变量的“回路磁链守恒原则”

11.3.4 初始状态突变量的计算方法

11.4 一阶电路的响应

11.4.1 一阶电路的零输入响应

11.4.2 一阶电路的零状态响应

11.4.3 一阶电路的全响应

11.4.4 三要素法

11.5 二阶电路

11.5.1 二阶电路的零输入响应

11.5.2 二阶电路的全响应

11.6 阶跃响应和冲激响应

11.6.1 阶跃响应

11.6.2 冲激响应

11.7 线性时不变网络零状态响应的基本特性

11.7.1 线性特性

11.7.2 微分与积分特性

11.7.3 时不变特性

11.8 卷积

11.8.1 卷积积分及其基本性质

11.8.2 卷积积分的计算方法

习题

第12章 暂态分析方法之二——复频域分析法

12.1 拉普拉斯变换

12.1.1 拉普拉斯变换对

12.1.2 几种常用函数的象函数

12.1.3 拉氏反变换

12.2 拉氏变换的基本性质

12.3 用部分分式展开法求拉氏反变换

12.3.1 F（s）只有简单极点时的拉氏反变换

12.3.2 F（s）含有多重极点时的拉氏反变换

12.4 用运算法求解暂态过程

12.4.1 运算法

12.4.2 基尔霍夫定律及元件伏安关系式的运算形式

12.