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編輯推薦： 本书的第1版为普通高等教育“十一五”和“十二五”国家级规划教材，获教育b和北京市精品教材。第2版提供更为丰富完整的体系结构，结合互联网时代学生的认知规律提供读者友好的阅读体验，采用多种手段增进读者间和读者与作者间的交流互动。 內容簡介： 本书主要内容包括： 简单电路分析，电路的系统化分析方法和电路定理，非线性电阻电路，常规和任意激励下动态电路的时域分析，正弦激励下动态电路的稳态分析及其在频率响应、滤波器、谐振、互感、变压器、三相电路等方面的应用，动态电路的拉普拉斯变换分析和分布参数电路等。此外，还包括4个附录，分别介绍电路基本概念的引入、常系数线性常微分方程的求解、复数和正弦量以及傅里叶级数。 關於作者： 于歆杰，博士，清华大学电机系教授，博士生导师，北京市教学名师奖和清华大学首届新百年教学成就奖获得者，教育b新世纪优秀人才，中国电机工程学会电工理论与新技术专委会副主任委员，中国电工技术学会电磁发射技术专委会副主任委员，《电工技术学报》编委，CES Transactions on Electrical Machines and Systems副主编，全国电工术语标准化技术委员会（SAC/TC232）委员，高等学校电路和信号系统教学与教材研究会副理事长，中国高校电工电子在线开放课程联盟副理事长，清华大学首门慕课、国家级精品资源共享课和国家精品在线开放课程“电路原理”负责人。清华大学精品课“电路原理”课程负责人。 现任清华大学电机工程与应用电子技术系党委书记，教授 目錄： 目录 绪论 0.1电路 0.2电流和电压 0.2.1电流 0.2.2电压、电位和电动势 0.2.3电流、电压参考方向之间的关系 0.3电路用于信号处理 0.3.1信号 0.3.2利用电路处理信号的实例 0.4电路用于能量处理 0.4.1功率 0.4.2电压和电流的有效值 0.4.3利用电路处理能量的实例 0.5电路基本模型和建模 0.5.1电路基本模型 0.5.2元件建模和电路建模 0.6端口 0.7电路分析的基本观点 0.8元件和电路的分类 0.9本书的结构 习题 参考文献 第1篇 集总参数电阻电路 第1章 简单电路分析 1.1电阻 1.1.1电路中的电阻模型 1.1.2分立与集成电路中的电阻元件 1.2独立电源 1.3受控元件 1.3.1金属氧化物半导体场效应晶体管 1.3.2受控电阻 1.3.3受控电源 1.4基尔霍夫定律 1.4.1关于电路拓扑的若干名词 1.4.2基尔霍夫电流定律 1.4.3基尔霍夫电压定律 1.4.4用拓扑约束和元件约束来求解电路 1.5电路的等效变换 1.5.1电阻等效变换 1.5.2电源等效变换 1.6用MOSFET构成数字电路的基本单元——门电路 1.6.1数字系统的基本概念 1.6.2MOSFET的电路模型 1.6.3用MOSFET构成门电路 1.7用运算放大器构成模拟信号处理电路 1.7.1信号处理电路的主要性能指标 1.7.2运算放大器和理想运算放大器的电气特性 1.7.3含负反馈理想运算放大器电路的分析 1.7.4其他含理想运算放大器电路的分析 1.8二端口网络 1.8.1二端口网络的参数和方程 1.8.2二端口网络的等效电路 1.8.3二端口网络的连接 习题 参考文献 第2章 电路的系统化分析方法和电路定理 2.12b法和支路电流法 2.1.12b法 2.1.2支路电流法 2.2节点电压法 2.3回路电流法 2.4系统化分析方法的矩阵形式 2.4.1基本概念 2.4.2表示图的三个基本矩阵 2.4.3拓扑约束的矩阵形式 2.4.4典型支路及其约束的矩阵形式 2.4.5节点电压方程的矩阵形式 2.4.6回路电流方程的矩阵形式 2.4.7割集电压方程的矩阵形式 2.5叠加定理和齐性定理 2.5.1叠加定理 2.5.2齐性定理 2.6替代定理 2.7戴维南定理和诺顿定理 2.7.1戴维南定理 2.7.2诺顿定理 2.8其他定理 2.8.1特勒根定理 2.8.2互易定理 2.8.3对偶电路和对偶原理 2.9电路的比拟——磁路 2.9.1磁场的几个基本物理量 2.9.2磁场定理/定律 2.9.3磁路定律 习题 参考文献 第3章 非线性电阻电路分析 3.1非线性电阻和非线性电阻电路 3.1.1非线性电阻 3.1.2非线性电阻电路及其解存在的唯一性 3.2非线性电阻电路的解析解法 3.3非线性电阻电路的图解法 3.4非线性电阻电路的分段线性法 3.4.1非线性电阻元件的分段线性模型 3.4.2分段线性法 3.5非线性电阻电路的小信号法 3.5.1小信号法 3.5.2小信号模型和小信号电路 3.6用MOSFET构成模拟系统的基本单元——小信号放大器 3.7非线性电阻的其他应用举例 3.7.1利用二极管的单向开关性质 3.7.2利用稳压二极管的稳压性质 3.7.3利用非线性电阻产生新的频率成分 3.8非线性电阻电路的比拟——恒定磁通的磁路计算 3.8.1B-H曲线 3.8.2恒定磁通情况下无分支磁路的计算 3.8.3恒定磁通情况下有分支磁路的计算 习题 参考文献 第2篇 集总参数动态电路 第4章 暂态分析1 4.1电容和电感 4.1.1电容 4.1.2电感 4.1.3电容、电感的串并联 4.2动态电路方程的列写 4.3动态电路方程的初始条件 4.4一阶动态电路 4.4.1一阶动态电路的经典解法 4.4.2求解一阶动态电路的直觉方法——三要素法 4.4.3几个应用实例 4.5二阶动态电路 4.5.1二阶动态电路的经典解法 4.5.2求解二阶动态电路的直觉方法 4.5.3几个应用实例 习题 参考文献 第5章 暂态分析2 5.1全响应的分解 5.1.1零输入响应 5.1.2零状态响应 5.1.3全响应 5.2单位阶跃响应和单位冲激响应 5.2.1单位阶跃函数与单位阶跃响应 5.2.2单位冲激函数与单位冲激响应 5.2.3电容电压和电感电流的跳变 5.3卷积积分 5.4状态变量法 5.4.1状态方程的列写 5.4.2状态方程的解析求解 5.5非线性动态电路简介 5.5.1非线性动态元件 5.5.2非线性动态电路状态 方程的列写 习题 参考文献 第6章 稳态分析1 6.1正弦量和相量 6.1.1正弦量 6.1.2相量 6.2用相量法分析正弦稳态电路 6.2.1元件约束与拓扑约束的相量形式 6.2.2阻抗与导纳 6.2.3相量法 6.3正弦稳态电路的功率 6.3.1正弦稳态电路中功率的定义和测量 6.3.2正弦稳态电路中的最大功率传输定理 6.4周期性非正弦激励下动态电路的稳态分析 6.4.1周期性非正弦信号的傅里叶级数分解 6.4.2周期电压、电流的有效值和平均功率 6.4.3周期性非正弦激励下电路的稳态响应 习题 参考文献 第7章 稳态分析2 7.1频率响应与滤波器 7.1.1一阶RC电路的频率响应 7.1.2低通滤波器和高通滤波器 7.1.3带通滤波器、带阻滤波器和全通滤波器 7.2谐振电路 7.2.1谐振电路及其频率响应 7.2.2谐振电路的品质因数 7.3互感和变压器 7.3.1互感和耦合系数 7.3.2有互感的电路分析 7.3.3变压器 7.4三相电路 7.4.1对称三相电源与对称三相负载的相线关系 7.4.2对称三相电路分析 7.4.3不对称三相电路分析 7.4.4三相电路的功率及其测量 习题 参考文献 第8章 拉普拉斯变换分析 8.1傅里叶级数与傅里叶变换 8.2拉普拉斯变换及其性质 8.2.1拉普拉斯变换与反变换定义式 8.2.2拉普拉斯变换的性质 8.2.3拉普拉斯反变换 8.3用拉普拉斯变换分析动态电路 8.3.1复频域中的拓扑约束与元件约束 8.3.2用拉氏变换法分析动态电路 8.4网络函数与卷积定理 8.4.1网络函数的定义 8.4.2网络函数的零极点分析 8.4.3卷积定理 习题 参考文献 第3篇 分布参数电路 第9章 分布参数电路建模与分析 9.1分布参数电路模型与方程 9.1.1均匀传输线模型与方程 9.1.2无损传输线方程及其通解 9.2恒定电压源激励下无损传输线上的波过程 9.2.1半无限长无损传输线 9.2.2终端开路的无损传输线上的波过程 9.2.3终端接电阻的无损传输线上的波过程 9.2.4终端接动态元件的无损传输线上的波过程 9.2.5透射 9.3正弦激励下分布参数电路的稳态解 9.3.1均匀传输线的正弦稳态解 9.3.2均匀传输线上的行波 9.3.3无损传输线的正弦稳态解 9.3.4无损传输线上的驻波现象 习题 参考文献 附录A 电路基本概念的引入 A1电流 A2电压 A3电功率 A4电压和电流的唯一性 A5KCL A6KVL A7电阻 A8电容 A9电感 参考文献 附录B 常系数线性常微分方程的求解 B1常系数线性常微分方程的形式和名词解释 B2常系数齐次线性常微分方程的解法 B3常系数非齐次线性常微分方程的解法 参考文献 附录C 复数和正弦量 C1复数的表达 C2复数的计算 附录D 傅里叶级数 部分习题答案 索引 內容試閱： 前言 本书第1版于2007年出版，具有引入当代电路元件、体系结构清晰、注重对工程观点的介绍、强调电路分析方法的实际应用等特点，被很多学校选用为教材或参考书，得到电路课程教师和学生的普遍认可。 从第1版出版至今已有16年。在此期间，业界并没有提出全新的电路概念和分析方法，只出现了少量新元件。之所以要修订出版本书的第2版，主要有以下几个重要的原因： 其一，移动互联时代优质教育资源越来越普及。以慕课为代表的数字化学习资源自2012年以来席卷全球，有效地促进了教育公平。在我国，由于政府的支持，这一发展趋势对社会学习者的影响更为明显。清华大学的“电路原理”慕课自2013年上线以来，已经有来自158个国家和地区的50余万人学习过。纸版教材要注重数字化学习资源的应用。 其二，课程教学模式逐渐发生转变。由于逐渐解决了优质数字化学习资源的问题，致使教师得以针对本校学生特点，调整教学内容，在课堂中对重难点内容进行深入剖析和讨论，而将其余内容安排学生课外学习，因此逐渐涌现出一大批各具特色的翻转课堂并开发了混合式教学模式，课程学习成效明显提升。纸版教材要适配混合式教学模式。 其三，以学习者为中心的教育理念得到普遍认同。无论是慕课的课件制作与教学运行，还是混合式教学的设计与实现，都需要教师从关注“自己是否明白无误地讲授清楚”逐渐过渡到关注“学习者是否准确地理解和掌握”，这一基本教育教学理念的转变催生了以雨课堂和雷实验为代表的一大批智慧教学工具的开发、迭代和应用。纸版教材需要充分体现以学习者为中心的思想。 在上述宏观变化的驱使下，本书再版就成为顺理成章之举。相较第1版，本书具有如下一些鲜明特色： (1) 内容更充实完整。第2版中包括网络图论、磁路、动态非线性电路简介、拉普拉斯变换、均匀传输线等内容，可满足教育b高等学校电工电子基础课程教学指导分委员会制定的“电路理论基础”和“电路分析基础”这两门课程的教学基本要求。此外，本书也对诸如忆阻器等电路新元件进行了介绍，进一步丰富了所涵盖电路元件的范围。本书正文和脚注中介绍了国家标准、国际标准对相关内容的描述，可扩展学习视野。 (2) 体系结构更合理。除绪论介绍基本概念和观点外，本书采用篇章节小节的结构，从集总/分布、电阻/动态、线性/非线性、暂态/稳态、分析/应用等不同角度对电路课程的教学内容进行划分。 对初学者而言，这一篇章组织结构可帮助其迅速了解电路课程的全貌；对学习过本课程的读者而言，这种方式有助于其总结凝练电路最核心的内容。 (3) 有助于自定制学习。本书包括绪论和3篇，共9章、59节、122小节，介绍了众多电路概念和分析方法。为帮助学习者根据需要灵活开展学习，我们对电路知识点进行了编号。大多数知识点基于小节进行编号；如果某节没有小节，则该节也成为一个知识点，最终形成了137个知识点。使用本书的教 师或其他人员扫描左侧二维码即可看到由这137个知识点构成的知识图谱。 读者可点击其中某个知识点，图谱会自动显示该知识点的学习路径。这意味着如果读者只对某个/某些知识点感兴趣，就可以根据知识图谱的提示开展自定制学习。 (4) 正文页边二维码可拓展学习内容。编写教材过程中，在对各部分篇幅的统筹和对某些内容的细致介绍之间始终存在一定的矛盾。本书提出了一种解决方案，即将主体核心内容放在正文中，把拓展内容放在云端，对此感兴趣的读者扫描页边相应位置的二维码，即可观看相应的视频或阅读相应的文档。这样的处理方式较好地解决了篇幅、各部分内容比例和深入介绍某些内容之间的矛盾，也为开展混合式教学提供了基础。本书共提供了21份补充阅读材料和21个视频。 (5) 循序渐进的知识点练习题和讨论区便于读者随时掌握学习成效和交流。在每个知识点结束之处，均以二维码的方式提供了本知识点练习的入口。针对每个知识点至少提供了两道循序渐进的练习题。如果读者对第1道基本练习题回答正确，则进入第2道稍有提高的练习题；如果回答错误，则需要正确回答另外一道与第1道题类似的基本题后，再进入第2层级的练习题。此外，这些二维码也提供了关于各个知识点内容的讨论区，读者可以在其中交流学习心得。 (6) 正文的叙述重视建模过程和对高观点的总结。传统意义上，电路原理课程的核心任务是帮助读者学会如何从模型化电路中列写独立方程，进而选择合理的数学方法对其进行求解。在这个意义上，电路的理论体系是自包容的、完美的。但是，从实际电路到模型化电路的抽象建模过程是有一定经验性的、需要取舍的，相对列写并求解方程来说是困难的。本书有意在这方面进行了强化，力图展现实际元件到电路模型的建模过程，以帮助读者熟悉这一过程，从而提升对实际电路的建模分析能力。此外，作者力图用更高的观点来介绍和讨论电路的基本内容，尝试帮助读者“既见树木又见森林”。 本书第2版的编写工作由于歆杰、朱桂萍和陆文娟完成。于歆杰负责对第1版内容进行修订、补充和完善，朱桂萍负责新增部分内容的撰写，陆文娟负责统稿。每个知识点的练习题由孙浩、刘宸宇、任意、路宏远等博士研究生完成，任意负责知识图谱的制作，在此一并致谢。清华大学电路原理教学组近年来开展的混合式教学改革对本书前述修订内容颇有助益，感谢赵伟、刘秀成、丁青青、黄松岭、谢小荣、刘瑛岩、杨颖、吴锦鹏等教师的贡献。2021年以来电路原理虚拟教研室开展的教学研讨和示范课对于作者对本书部分内容的修订也有所启发。 清华大学电路原理教学组于2013年推出电路原理慕课，从2014年起开始混合式教学改革，2016年起用雨课堂和雷实验工具加强课内外交互与学习成效反馈，主动将信息技术与教育教学进行深度融合。这些改革经过清华大学几年来的实践取得了一些成果，本书就是对这些成果的总结。由于作者水平有限，其中难免有不完善甚至错漏之处，恳请读者不吝赐教。电子邮箱为： yuxj@tsinghua．edu．cn。 伴随着人工智能和大数据等新技术的成熟和应用，以电路原理为代表的工科基础课程可能会迎来比数字化资源建设和由此产生的线上线下混合式教学方法改革更大的变化。这有可能成为本书未来再次更新的重要原因。我们期待着这种变化的到来，并且会主动融入这场变革，因为这些技术进步和与之配套的教学模式的改变都有可能促使学生学习成效的进一步提升，而这正是教师最核心的使命。 于歆杰朱桂萍陆文娟 2023年5月于清华大学 自2023年5月交稿以来，由于各种机缘巧合，直到2025年1月，作者才得以完成稿件的初校工作。这个过程如此之漫长，导致作者曾经一度产生放弃的想法。但在仔细阅读初校稿的过程中，我们也重新审视了前言中提到的6点特色，感觉这6点依然是站得住的，衬得起版本修订所需的内容，其时代性也依然鲜明。因此最终下定决心将本书的第二版付梓。作者在此诚挚地恳请读者谅解再版一拖再拖，并期待着第二版中的新变化能够给大家带来更好的阅读和学习体验。 于歆杰朱桂萍陆文娟 2025年1月于清华大学

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