作者：左全生
出版社：电子工业出版社
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电路分析教程(第２版)试读：
前言
《电路分析教程（第1版）》自2006年出版以来，已经过了4年的教学实践。为适应当前教学改革形势的需求，我们在《电路分析教程（第1版）》的基础上，重新编写了《电路分析教程（第2版）》。本教材修订的主要目的是为了适应应用型本科高校的电子信息、计算机、电气控制、自动化等本科专业的人才培养方案的改革对电路或电路基础课程教学内容的要求。本教材的修订保持了简单易学、通俗易懂的特色。
考虑到现在许多学校都压缩了《电路分析》课程的课时，而非线性电路的内容基本上在后续的《模拟电子技术》课程都有讲述。为保证在有限的课时内获得更好的教学效果，《电路分析教程（第2版）》删去了第1版中第13章“非线性电路”的内容。
考虑到有些学校有些专业不开设《信号与系统》课程，《电路分析教程（第2版）》新增加了第12章“阶跃响应、冲激响应与动态电路的复频域分析”内容，以供选用。
第2版对第6章“含耦合电感的电路分析”、第8章“非正弦周期性电流电路”、第10章“网络函数和频率特性”的内容全部更新，进行了重新编写。同时，对其他各章的内容都进行了适当修改。正弦交流电路分析用的相量符号采用了国内教材使用的通用符号。
本教材由左全生主编，参加编写工作的还有包蕾、王桂星、于海平、彭颖、张立臣等，最后由左全生统稿。
本教材在修订过程中，参考了国内许多优秀教材，我们对这些教材的所有作者表示衷心的感谢。
由于编者水平和能力有限，修改后的教材中可能还会有不足和错误之处，敬请使用本书的教师和读者批评指正。
编 者
序言
随着世界经济一体化的进程，我国已成为世界上最大的加工基地和制造基地，尤其是长三角地区更为突出，已有近百家名列世界五百强的企业落户该地区，带动了该地区经济突飞猛进的发展，同时也为就业创造了广阔的前景。企事业单位对应用型本科人才的需求多了，但要求也提高了。这就对工程教育的发展提出了新的挑战，同时也提供了新的发展机遇。
在此形势下，国家教育部近年来批准组建了一批以培养应用型本科人才为宗旨的高等学校，同时举办了多次“应用型本科人才培养模式研讨会”，对应用型本科教育的办学思想和发展定位进行初步探讨。并于2002年在全国高等院校教学研究中心立项，成立了21世纪中国高等院校应用型人才培养体系的创新与实践课题组，有十几所应用型本科院校参加了课题组的研究，取得了多项研究成果，并于2004年结题验收。我们就是在这种形势下，组织了多所应用型本科院校编写本系列教材，以适应国家对工程教育的新要求，满足培养素质高、能力强的应用型本科人才的需要。
工程强调知识的应用和综合，强调方案优缺点的比较并做出论证和合理应用。这就要求我们对应用型本科人才的培养需实施与之相配套的培养方案和培养模式，采用具有自身特点的教材。同时，避免重理论、轻实践、工程教育“学术化”的倾向；避免在工程实践能力的培养中，轻视学生个性及创新精神的培养；避免工程教育在实践中与社会经济、产业的发展脱节。为使我国应用型人才培养适应社会发展的新形势，我们必须开拓进取，努力改革。
组织编写本系列教材，目的在于建设富有特色的、有利于应用型人才培养的本科教材，本系列教材的编写原则如下。
1.确保基础
在内容安排上，本系列教材确保学生掌握基本的理论基础，满足本科教学的基本要求。2.富有特色
围绕培养目标，以工程应用为背景，通过理论与实践相结合，构建应用型本科教育系列教材特色。在融会贯通本科教学内容的基础上，挑选最基本的内容、方法和典型应用；将有关技术进步的新成果、新应用纳入教学内容，妥善处理传统内容的继承与现代内容的引进；在保持本科教学基本体系的前提下，处理好与交叉学科的关系，并按新的教学系统重新组织；在注重理论与实践相结合的基础上，注入工程概念，包括质量、环境等诸多因素对工程的影响，突出特色、强化应用。
3.精选编者，保证质量
参编院校根据编委会要求推荐了一批具有丰富工程实践经验和教学经验的教师参加编写工作。本系列教材的许多内容都是在优秀教案、讲义的基础上推敲编写而成的，并由主编全文统稿，以确保教材质量。
本系列教材的编写得到了电子工业出版社的大力支持。他们为编好这套教材做了大量认真细致的工作，为教材的出版提供了许多有利条件，在此深表感谢！
编 委 会
主任委员 过 军
副主任委员 张建生 堵 俊 范剑波 吴晓渊 邬正义
潘毅
委 员（以姓氏笔画为序）
万国庆 王其红 冯泽民 史建平 左全生何一鸣 余辉晴 吴志祥 吴建国 吴 晓吴雪芬 张立臣 杨 奕 羌予践 肖闽进陆国平 陈丽兰 荣大龙 徐 维 蒋渭忠鲍吉龙 赵泓扬
第1章 电路概述
【本章要点】本章首先简单介绍电路发展简史，让大家了解一下对电路发展起过重要作用的科学家和一些重要事件，然后介绍电路分析中常用的物理量，接着阐述电路模型和电路元件，最后讨论基尔霍夫定律。1.1 电路的基本概念
1.1.1 电路和电路模型1.电路发展简史
1800年，意大利物理学家伏特（A.Vloti，1745—1827年）发明了伏特电堆（即铜锌电池，一种化学电源），伏特电堆能够把化学能不断地转变为电能，维持电荷朝单一方向持续流动，形成电流。要产生电流，除了能提供电压（或电动势）的电池外，还必须要有其他电气器件与电池相互连接所构成的闭合的电流的通路（即电路）。这一发明具有划时代的意义，从此人们对电的研究从静电领域进入电路和系统。
1820年，丹麦物理学家奥斯特（H.C.Oersted，1777—1851年）发表了电流磁效应的论文，很快在科学界产生了巨大反响。他在电与磁之间架起了一座桥梁。
1825年，法国科学家安培（A.M.Ampere，1775—1836年）发表了安培定律。他定义了电流并研究出测量电流的方法。他在测量电流的磁效应的实验研究中，发现了右手螺旋定则及两条平行通电导线的相互作用。安培定律成为研究电学的基本定律，并为电能转换为机械能（即电动机）的发明指明了方向。
1826年，德国科学家欧姆（G.S.Ohm，1787—1854年）发表了欧姆定律，用数学方程表示了电阻上电压与电流的定量关系。
1833年，英国物理学家法拉第（M.Faraday，1791—1867年）发现电磁感应现象，这一发现为机械能转换为电能（即发电机）和变压器的发明指明了方向。
1838年，美国画家莫尔斯（S.F.B.Morse，1792—1872年）发明了用点和长线两种信号组成的“莫尔斯电码”。从此人们可以利用电线通信。1844年美国政府资助建成“华盛顿—巴尔的摩”全长40英里的电报线。
1847年，德国科学家基尔霍夫（G.R.Kirchhoff，1824—1887年）发表了基尔霍夫定律。这一定律成为电路分析的基本定律。
1876年，美国语音学家贝尔（A.G.Bell，1847—1922年）制成最早的实用电话机。从此人们可以利用电线通话。
1880 年 5 月，美国发明家爱迪生（T.A.Edison，1847—1931 年）发明了世界上第一个实用的白炽灯泡。从此人们开始用清洁、干净的电灯作为照明光源。1882 年秋天，爱迪生在纽约华尔街创建发电所，正式向用户商业供电。
1891年，在法国的劳芬到德国的法兰克福架起了第一条三相输电线路。
综上所述，人们对于电路的研究已经200年了，特别是最近的50年，关于电路研究的理论成果和发明创造呈指数增长。
2.电路的组成及其分类
电路是各种电气设备按一定方式连接起来的整体，它提供了电流流通的路径。电路种类繁多，形式和结构各不相同，但就其功能来说可分为两类。
一类用于进行能量的传输、分配与转换。典型的例子是电力系统中的输电线路。发电厂的发电机组将其他形式的能量（热能、水的势能、原子能等）转换成电能，通过变压器、输电线等输送给各用户负载。电动机、电灯、电热设备等是用户负载，是取用电能的设备，它们把电能转换成机械能、光能、热能，为人们生产、生活所利用。变压器、输电线、开关、保护装置等是中间环节，用于连接电源和负载，起传输和分配电能、保证安全供电的作用。
这类电路电压比较高，电流比较大，有时称为“强电”电路。由于电能是二次能源，工程上一般要求这类电路在电能的输送和转换过程中，电能损耗尽可能小，效率尽可能高。
另一类是实现信息的传递与处理。这方面典型的例子有移动电话机、收音机、电视机电路。接收天线把载有语言、音乐、图像信息的电磁波接收后，通过电路把输入信号（又称激励）变换或处理为人们所需要的输出信号（又称响应），送到扬声器或显像管，再还原为语言、音乐或图像。信息处理系统中的负载也是各种各样的。针对各种负载的不同要求，需要对信号作不同的处理，如放大、整形、计数等，因而有各种不同的中间环节。
这类电路电压比较低，电流比较小，有时称为“弱电”电路。工程上一般要求这类电路在信息的传递与处理过程中，尽可能减小信号的失真，提高电路工作的稳定性等。
当然，有时这两类电路在结构上并无区别。如指挥交通的红绿灯电路是传递信号的；街道上的照明灯电路是转换能量的。它们的功能不同，但电路结构相同。
实际的电路器件、连接导线及由它们连接成的实际电路都有一定的外形尺寸，占有一定的空间。如果实际电路（器件）的几何尺寸远小于电路最高工作频率所对应的波长，可以认为电流传送到实际电路（器件）各处是同时到达的。这时，电路（器件）尺寸可以忽略不计。整个实际电路（器件）可看做是电磁空间的一个点。这种电路（器件）称为集总参数电路。与其相反的则就称为分布参数电路（器件）。
值得注意的是：区别一个电路是否是集总参数电路，并不是由电路的外形尺寸决定的。
电力输电线，其工作频率为50Hz，而电磁能量的传播速度为c=38×10m/s，相应的波长为6000km，因而30km长的输电线只有波长的1/200，可以看做是集总参数电路。
假定低频放大电路所放大信号的最高频率为30kHz，信号的传播8速度为c=3×10m/s，相应的波长为10km，该波长远大于低频放大电路的外形尺寸，所以低频放大电路都可以看做是集总参数电路。
对于集总参数电路的研究是最基本的电路研究，本书所讨论的电路都是集总参数电路。
3.电路模型
实际电路工作时，各个电路器件的电磁性能是多种多样、相当复杂的，要从数学上精确描述这些电磁性能相当困难。例如，电阻器中电流变化时，周围就有电磁场的变化；电容器中既要储存电场能量，也要消耗能量；线圈中既要储存磁场能量，也要消耗能量。
工程上将实际电路抽象为电路模型，用数学方法分析计算出电路的实际特性。
电路模型是由理想电路元件组成的。每一种理想电路元件都只表示一种电磁性能，如：
电压源是一种表示提供电能（把机械能或其他能量转换为电能）的元件；
电阻元件是一种表示消耗电能（转换为热能或其他形式能量）的元件；
电感元件是一种反映电路周围存在磁场而可以储存磁场能量的元件；
电容元件是一种反映电路及其附近存在电场而可以储存电场能量的元件。
这样的电路元件实际上并不存在，但工程上有些器件在一定条件
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]