電路原理

本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，內容符合教育部高等學校電子信息科學與電氣信息類基礎課程教學指導委員會於2004年制定的電路分析基礎教學基本要求。本書適合普通高等學校電類專業師生使用，也可供科技人員參考。

第1章緒論

1.1電路

1.2電流和電壓

1.2.1電流

1.2.2電壓

1.2.3埠

1.3電路模型的建立和電路分析的基本觀點

1.4電路用於信號處理

1.4.1信號

1.4.2利用電路處理信號的實例

1.5電路用於能量處理

1.5.1功率

1.5.2電壓和電流的有效值

1.5.3利用電路處理能量的實例

1.6電路的分類

習題

參考文獻

第2章簡單電阻電路分析

2.1電阻

2.1.1電路中的電阻模型

2.1.2分立與集成電路中的電阻元件

2.2電源

2.2.1獨立電源

2.2.2受控電源

2.3金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）

2.4基爾霍夫定律

2.4.1基爾霍夫電流定律（KCL）

2.4.2基爾霍夫電壓定律（KVL）

2.4.3用KCL、KVL和元件約束來求解電路

2.5電路的等效變換

2.5.1電阻等效變換

2.5.2電源等效變換

2.6運算放大器

2.6.1運算放大器及其電氣特性

2.6.2含負反饋理想運算放大器電路的分析

2.6.3其他含理想運算放大器電路的分析

2.7二埠網路

2.7.1二埠網路的參數和方程

2.7.2二埠網路的等效電路

2.7.3二埠網路的聯接

2.8數字系統的基本概念

2.9用MOSFET構成數字系統的基本單元——門電路

習題

參考文獻

第3章線性電阻電路的分析方法和電路定理

3.1支路電流法

3.2節點電壓法

3.3迴路電流法

3.4疊加定理和齊性定理

3.4.1疊加定理

3.4.2齊性定理

3.5替代定理

3.6戴維南定理和諾頓定理

3.6.1戴維南定理

3.6.2諾頓定理

3.7特勒根定理

3.7.1具有相同拓撲結構的電路

3.7.2特勒根定理

3.8互易定理

3.9對偶電路和對偶原理

習題

參考文獻

第4章非線性電阻電路分析

4.1非線性電阻和非線性電阻電路

4.1.1非線性電阻

4.1.2非線性電阻電路及其解存在唯一性

4.2直接列方程求解非線性電阻電路

4.3非線性電阻電路的圖解法

4.4非線性電阻電路的分段線性法

4.5非線性電阻電路的小信號法

4.6用MOSFET構成模擬系統的基本單元——放大器

4.7非線性電阻應用舉例

4.7.1利用二極體的單向開關性質

4.7.2利用穩壓二極體的穩壓性質

4.7.3利用非線性電阻產生新的頻率成分

習題

參考文獻

第5章動態電路的時域分析

5.1電容和電感

5.1.1電容

5.1.2電感

5.1.3電容、電感的串並聯

5.2動態電路方程的列寫

5.3動態電路方程的初始條件

5.4一階動態電路

5.4.1一階動態電路的經典解法

5.4.2求解一階動態電路的直覺方法——三要素法

5.4.3幾個應用實例

5.5二階動態電路

5.5.1二階動態電路的經典解法

5.5.2求解二階動態電路的直覺方法

5.6全響應的分解

5.6.1電路的零輸入響應

5.6.2電路的零狀態響應

5.6.3電路的全響應

5.7單位階躍響應和單位衝激響應

5.7.1電路的單位階躍響應

5.7.2電路的單位衝激響應

5.8卷積積分

5.9狀態變數法

習題

參考文獻

第6章正弦激勵下動態電路的穩態分析

6.1概述

6.2用相量法分析正弦穩態電路

6.2.1相量

6.2.2元件約束與KCL、KVL的相量形式

6.2.3阻抗與導納

6.2.4相量法分析舉例

6.3頻率響應與濾波器

6.3.1一階RC電路的頻率響應

6.3.2低通濾波和高通濾波

6.3.3帶通濾波和全通濾波

6.4LC諧振電路

6.4.1LC諧振電路的頻率響應

6.4.2品質因數

6.5互感和變壓器

6.5.1互感和互感電壓

6.5.2有互感的電路分析

6.5.3變壓器

6.6正弦穩態電路的功率

6.6.1正弦穩態電路的功率

6.6.2最大功率傳輸

6.7三相電路

6.7.1對稱三相電路分析

6.7.2不對稱三相電路分析

6.7.3三相電路的功率及其測量

6.8周期性非正弦激勵下電路的穩態分析

6.8.1周期性非正弦信號的傅里葉級數分解

6.8.2周期電壓、電流的有效值和平均功率

6.8.3周期性非正弦激勵下電路的穩態響應

習題

參考文獻

附錄A電路基本概念的引入

附錄B電路圖論的基礎知識及其在電路分析中的應用

附錄C常係數線性常微分方程的求解

附錄D複數和正弦量

附錄E傅里葉級數

部分習題答案

索引

該教材是作者在三屆授課講稿的基礎上，經整理補充而寫成。

該教材的編寫工作由於歆傑、朱桂萍和陸文娟完成。具體編寫分工如下：於歆傑編寫了第1、2、4章，朱桂萍編寫了第5、6章，陸文娟編寫了第3章，全書由於歆傑統稿。清華大學電路原理教學組堅持的教學討論對該教材框架的形成起到了作用，學生反饋也是作者編寫工作中的信息來源。該書由清華大學肖達川教授作序。全書由清華大學鄭君里教授和北京理工大學龔紹文教授審閱，對該書初稿提出了修改意見。汪蕙教授、鄧麗曼副教授和鄒開顏編輯。在新模式教學實施階段和該書的編寫過程中得到了教學組全體同仁的幫助，博士生唱亮、許軍、楊鈺和邵沖對書稿進行了校讀。

該教材於2007年3月1日由清華大學出版社出版。

配套教材

該教材有配套教材《電路原理導學導教及習題解答》。

該教材特色如下。

（1）含MOSFET電路分析貫穿全書。

（2）含運算放大器電路的分析也滲透於全書許多章節。

（3）注意到該課程具有從數學、物理向工程實踐過渡的特點，引導學生樹立和訓練工程觀點。以Y-Δ變換、電源等效變換以及互感去耦等問題為載體，加強等效觀點的訓練；以二極體多種分段線性模型和各類變壓器模型為例，介紹近似簡化的分析方法；從MOSFET到運算放大器以及二埠網路的討論充分體現了模塊化的抽象觀點。

（4）認識到構成電路的目的是解決信號處理與能量處理中的實際問題，努力加強應用實例分析。選擇以通信、信號處理、電力系統等領域為背景的應用例子展開討論，激發讀者的學習興趣和熱情。兼顧分立與集成、模擬與數字、無源與有源元件、二端與多端元件、受控源與開關、線性與非線性、能量處理與信號處理等多種矛盾，試圖從對比中認識事物的規律，以統一的理念來觀察問題，從而適應當代電氣工程與信息科學技術發展的需要。

於歆傑，北京市清華大學電機系教師。

朱桂萍，北京市清華大學電機系教師。

陸文娟，北京市清華大學電機系教師。