标题：电路与电子线路基础：电路部分
图书信息
书名：电路与电子线路基础：电路部分
出版社: 高等教育出版社; 第1版 (2012年1月1日)
外文书名: fundamental electric and electronic circuits part i:electric circuits
丛书名: 教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会推荐教材
平装: 432页
正文语种: 简体中文
开本: 16
isbn: 9787040325034
条形码: 9787040325034
商品尺寸: 23.2 x 16.8 x 2.4 cm 
商品重量: 581 g
内容简介
《电路与电子线路基础:电路部分》在讲述电路与电子学的发展历史和电路工程的基本任务与方法之后，按照：（1）从电源、电阻、电容、电感、互感、变压器到互连及传输线；（2）从集总参数到分布参数；（3）从单端口、二端口到多端口网络；（4）从直流静态、交流稳态到瞬态；（5）从线性到简单的非线性；（6）从理论分析到初步设计的顺序相互穿插，讲述由基本元器件。特别是无源线性器件构成的基本电路的规律、模型与分析方法。《电路与电子线路基础:电路部分》适合于高等学校电子电气信息类专业本科生电路课程的教学，并强烈建议与《电路与电子线路基础电子线路部分》联合使用。
作者简介
王志功，1973年9月至1981年12月先后在南京工学院(现东南大学)无线电工程系学习、任助教和攻读硕士；1982年1月赴同济大学任教；1984年12月至1990年8月先后在德国波鸿鲁尔大学电子系进修和攻读博士；1990年10月至1997年9月先后在德国弗朗霍夫协会所属的应用固体物理研究所做博士后和任客座研究员；1997年10月作为国务院归国定居专家回国工作，受聘为东南大学无线电系教授，博士生导师，电路与系统学科带头人，领导建立了东南大学射频与光电集成电路研究所，担任所长。迄今为止已在国际和国家级重要会议和核心期刊上发表论文近500篇，其中SCI/El收录论文350多篇，获得德国、中国和国际发明专利25项。出版专著1部、译著6部和教材7本。1998年获得“国家杰出青年科学基金”。1998-2004年担任国家“863”计划光电子主题专家组专家。2000年荣获教育部长江学者特聘教授。2001年以来担任教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会主任委员。2009年受聘为国务院学位委员会第六届学科评议组电子科学与技术组成员。2003年9月获科技部和教育部等6部联合授予的“留学回国人员成就奖”。2004年6月荣获国务院侨务办公室和全国归国华侨联合会授予的“全国归侨十杰”称号。2006年获“全国五一劳动奖章”和“全国师德标兵”。系复旦大学、华中科技大学、大连理工大学等20多所中国大学以及加拿大Carleton大学和澳大利亚EdithCowan大学兼职教授。目前的研究方向包括本专业领域内的数字无线电、数字电视、移动通信和互联网无线接入等系统的射频集成电路、微波毫米波集成电路、光通信用超高速集成电路，以及以受损脊髓神经功能恢复为目标、跨学科的“微电子神经桥”系统研究与动物实验及经络机理和针灸效应研究。
目录
第1章 绪论
1.1 电路的故事
1.1.1 电是神秘的
1.1.2 金属是特殊的
1.1.3 伽尔伐尼的意外发现
1.1.4 伏打电池建立了第一个电路，将静电学推进到了动电学
1.1.5 磁——又一个神秘的世界
1.1.6 奥斯特实验
1.1.7 法拉第电磁感应定律
概述
1820年H.C.奥斯特发现电流磁效应后，有许多物理学家便试图寻找它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题。研究1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在测量地磁强度时，偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。
1824年，阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验，发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转，但磁针的旋转与铜盘不同步。稍滞后，电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象，但由于没有直接表现为感应电流，当时未能予以说明。定律的提出1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈，其一为闭合回路，在导线下端附近平行放置一磁针，另一与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。实验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验，把产生感应电流的情形概括为5 类：变化的电流 ，变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为电磁感应。进而，法拉第发现，在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的，即使没有回路没有感应电流，感应电动势依然存在。
后来，给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉第电磁感应定律。并按产生原因的不同，把感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种，前者起源于洛伦兹力，后者起源于变化磁场产生的有旋电场。
概念
因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。这种现象叫电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象，不能全面概括电磁感现象：闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下： 因磁通量变化产生感应电动势的现象。 
1.1.8 欧姆定律的出现是历史的必然
1.1.9 用电流或电压表达信号——电报的兴起
1.1.10 电话问世与连续信号响应
1.1.11 电灯是电气工程应用中的一个重要里程碑
1.1.12 场的概念与麦克斯韦方程
1.1.13 赫兹实验与无线电的发明
1.1.14 调谐电路与矿石检波器
1.2 电子学的故事
1.2.1 布劳恩开辟了一个新领域，电子器件登场
1.2.2 电子管开创了电子学时代
1.2.3 半导体器件登场迅速成为电子学的主角
1.2.4 器件电路合一引起的革命
1.3 电路学面临的问题和任务
1.4 电路与电子线路的关系
1.5 本教材的特点与结构
第2章 电路工程的基本任务与方法
2.1 电路的描述和表达
2.1.1 电路示意图
2.1.2 电路元件与电路符号
2.1.3 电原理图
2.1.4 电路拓扑图
2.1.5 电流与电压的参考方向
2.1.6 电路三视图
2.2 电路模型
2.2.1 元件、器件与电路
2.2.2 器件的物理模型
2.2.3 电路的抽象
2.2.4 抽象的其他作用
2.3 电路的语句描述
2.3.1 电路的SPICE语句描述
2.3.2 电路的硬件语言描述
第3章 电源与电信号源
3.1 直流电源
3.1.1 电池——化学直流电源
3.1.2 太阳能电池
3.1.3 电池的伏安特性与电路模型
3.2 正弦波交流电源
3.2.1 电力电源——重要的正弦渡交流电源
3.2.2 正弦渡交流电源与电路工程
3.2.3 正弦波形的模型与表达
3.2.4 正弦波形的重要性质
3.3 三相交流电源与三相电路
3.3.l.三相交流电的产生
3.3.2.三相电源的接法
3.3.3 三相负载的接法
3.3.4.三相电路连接
3.3.5 三相电路的功率
3.4 信号源
3.4.1 能量、信息与信号
能量这个词是T.杨 1801 年在伦敦国王学院讲自然哲学时引入的，他针对当时把质量与速度二次方之积称为活力或上升力的观点，提出用能量这个词表示上述乘积是妥当的，并和物体所作的功相联系。但并未引起重视，人们仍认为不同的运动中蕴藏着不同的力。直到能量守恒定律被确认后 ，才认识能量概念的重要意义。定义能量是物质运动的量化转换，简称“能”。 世界万物是不断运动着的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动属性的具体表现。例如：空间属性是物质运动的广延性体现；时间属性是物质运动的持续性体现；引力属性是物质在运动过程由于质量分布不均所引起的相互作用的体现；电磁属性是带电粒子在运动和变化过程中的外部表现；等等。物质的运动形式是多种多样的，对于每一个具体的物质运动形式存在相应的能量形式，例如：与宏观物体的机械运动对应的能量形式是动能；与分子运动对应的能量形式是热能；与原子运动对应的能量形式是化学能；与带电粒子的定向运动对应的能量形式是电能；与光子运动对应的能量形式是光能除了这些，还有风能潮汐能等当运动形式相同时，两个物体的运动特性可以采用某些物理量或化学量来描述和比较。例如，两个作机械运动的物体可以用速度、加速度、动量等物理量来描述和比较；两股作定向运动的电流可以用电流强度、电压、功率等物理量来描述和比较。但是，当运动形式不相同时，两个物质的运动特性唯一可以相互描述和比较的物理量就是能量，即能量特性是一切运动着的物质的共同特性，能量尺度是衡量一切运动形式的通用尺度。因此，可以对能量做出全新的哲学定义。
在物理学中，能量（古希腊语中 νργεια energeia 意指“活动、操作”[1]）是一个间接观察到的物理量。它往往被视为某一个物理系统对其他的物理系统做功的能力。由于功被定义为力作用一段距离，因此能量总是等同于沿着一定的长度阻挡大自然基本力量的能力。
一个物体所含的总能量奠基于其质量，能量如同质量一般不会无中生有或无原因的消失。能量就像质量一样，是一个标量。在国际单位制（SI）中，能量的单位是焦耳，但是在有些领域中会习惯使用其他单位如千瓦·时和千卡，这些也是功的单位。
A系统可以借由简单的物质转移将能量传输到B系统（因为物质的质量同等于能量）。然而，如果能量不是借由物质转移而传输能量，而是由其他方法转移能量，这会使B系统产生变化，因为A系统对B系统作了功。这功表现的效果如同于一个力以一定的距离作用在接收能量的系统里。举例来说，A系统可以借由转移（辐射）电磁能量到B系统，而这会在吸收辐射能量的粒子上产生力。同样的，一个系统可能借由碰撞转移能量，而这种情况下被碰撞的物体会在一段距离内受力并获得运动的能量，称为动能。热能的转移则可以借由以上两个方法：热可以借由辐射能转移，或者直接借由系统间粒子的碰撞而转移动能。
能量可以不用表现为物质、动能或是电磁能的方式而储存在一个系统中。当粒子在与其有相互作用的一个场中移动一段距离（需借由一个外力来移动），此粒子移动到这个场的新的位置所需的能量便如此的被储存了。当然粒子必须借由外力才能保持在新位置上，否则其所处在的场会借由推或者是拉的方式让粒子回到原来的状态。这种借由粒子在力场中改变位置而储存的能量就称为位能。一个简单的例子就是在重力场中往上提升一个物体到某一高度所需要做的功就是位能。
任何形式的能量可以转换成另一种形式。举例来说，当物体在力场中自由移动到不同的位置时，位能可以转化成动能。当能量是属于非热能的形式时，它转化成其他种类的能量的效率可以很高甚至是完美的转换，包括电力或者新的物质粒子的产生。然而如果是热能的话，则在转换成另一种型态时，就如同热力学第二定律所描述的，总会有转换效率的限制。
在所有能量转换的过程中，总能量保持不变，原因在于总系统的能量是在各系统间做能量的转移，当从某个系统间损失能量，必定会有另一个系统得到这损失的能量，导致失去和获得达成平衡，所以总能量不改变。这个能量守恒的定律，是在十九世纪初所提出，并应用于任何一个孤立系统。根据诺特定理，能量守恒是由于物理定律不会随时间而改变所得到的自然结果。
3.4.2 有用信号与干扰信号
3.4.3 产生语音信息的信号源——话筒
3.4.4 监测温度变化的信号源——热电偶
3.4.5 探测磁场变化的信号源——磁头
3.5 理想电源
3.5.1 理想电压源
1．理想电压源的端电压只按其自身规律变化。
若uS(t)是不随时间变化的常数，即是直流理想电压源。
若uS(t)是一定的时间函数（如正弦交流电），则将随时间t而发生变化。
2．理想电压源的端电压与流经它的电流方向、大小无关。
即使流经它的电流为无穷大，其两端电压仍按原来的规律变化 （为常数或为时间的函数）。
若理想电压源uS(t)=0，则它相当于短路。
3．理想电压源的端电压由自身决定，与外电路无关，而流经它的电流是由它及外电路所共同决定的。
流过理想电压源的电流是随外电路变化的。
理论上讲，这个电流可在-∞~∞范围内变化。
4．理论上讲，理想电压源可以供给无穷大能量，也可以吸收无穷大能量。
1、电源两端电压由电源本身决定，与外电路以及流经它的电流的大小方向均无关，有U=Us；
2、通过电压源的电流由电压源以及外电路共同决定；
3、既可以向外电路供能，也可以从外电路接受能量。
3.5.2 理想电流源
理想电流源是“电路分析”学科中的一个重要概念，它是一个“理想化”了的电路有源元件，能够以大小和波形都不变的电流向外部电路供出电功率而不随负载(或外部电路)的变化而变化。实际电源（如各种电池，220伏的交流电源等）当串联一个电阻值远大于负载电阻的电阻器时，它所供出的电流几乎与外电路无关，其特性就接近于一个理想电流源。进行电路分析时，与理想电流源串联的任何元件都可以把它移去而不影响对电路其余部分的计算。
……
第4章 电阻与电阻电路分析
电阻（Resistance，通常用“R”表示），在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然
第5章 电路方程与电路定理
第6章 电容与电容模型
电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。因电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，所以广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。
第7章 电阻电容电路
第8章 电感
电感（inductance of an ideal inductor）是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”。自感当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势（感生电动势）（电动势用以表示有源元件理想电源的端电压），这就是自感。互感两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度，利用此原理制成的元件叫做互感器。
第9章 电阻电感电路
第10章 电阻电感电容电路
第11章 互感与变压器
变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。
第12章 互连线与传输线
以横电磁 (TEM)模的方式传送电能和（或）电信号的导波结构。传输线的特点是其横向尺寸远小于工作波长。主要结构型式有平行双导线、平行多导线、同轴线、带状线，以及工作于准TEM模的微带线等，它们都可借助简单的双导线模型进行电路分析。各种传输TE模、TM模，或其混合模的波导都可认为是广义的传输线。波导中电磁场沿传播方向的分布规律与传输线上的电压、电流情形相似，可用等效传输线的观点分析。
第13章 二端口与多端口网络
二端口网络有无源和有源、线性和非线性、时不变和时变之分，它既可能是一个异常复杂的网络，也可能是相当简单的网络。变压器、放大器等的电路模型都可归结为双口网络。在电路图上，二端口网络可统一表达成图中所示形式。表达4个端口变量之间关系的方程称为二端口网络方程。同一个二端口网络可以有6组不同形式的方程。其矩阵形式与多端网络的约束关系类似。6组方程右端变量前的4个系数称为二端口网络的参数，共6组，分别称为短路导纳参数 、开路阻抗参数、第一类混合参数、第二类混合参数、传输参数和反向传输参数。6组参数都可用来表征二端口网络。对于一个网络究竟选用哪一组参数，视具体情况而定。
电子电路中会经常遇到二端口网络的相互连接。它们之间的连接有5种方式，分别为串联、并联、串-并联、并-串联和级联。这样连接而成的网络仍为二端口网络。例如，电力系统中用于模拟远距离输电线的链型电路就是一些二端口网络级联而成的。
第14章 电路功能的实现与滤波器设计
第15章 附录一二阶线性微分方程式之解
第16章 附录二专业术语中英文对照
第17章 参考文献