本书主要内容包括：电路的基本概念和基本定律、电阻电路的分析、电路定理、动态电路的时域分析、正弦稳态电路的分析、三相电路、耦合电感和变压器的分析、电路的频率响应、动态电路的复频域分析、双口网络、非线性电路简介、仿真软件Multisim及MATLAB在电路分析中的应用。书后还附有习题答案，读者可通过扫描二维码获得。 本书是按照电路理论的教学要求精心编写而成的， 重点突出、条理清晰、论述细致、可读性强。本书适合高等院校电气类、自动化类、电子信息类、 通信工程类以及机器人等专业的学生使用，也适合其他工科专业的学生使用。本书还可作为工程技术人员以及高等院校教师的参考书。

“电路原理”课程是高等院校本科电子信息工程、电气工程、通信工程、自动化、机器人等专业的重要基础课程, 该课程以分析电路中的电磁现象、研究电路的基本规律及分析方法为主要内容, 担负着为后续的“模拟电子技术”“数字电子技术”等专业基础课和“信号与系统”“电机学”“电力电子技术”“自控原理”等专业课程提供电路理论基础知识及分析方法的重任。学习本课程, 有助于树立严肃认真的科学态度和理论联系实际的工程观点, 有助于培养科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力。但就本科电路课程的主要任务而言, 目前国内外的一致意见认为“电路原理”课程是为学生以后的学习和工作打基础的, 故该课程着重点在于电路理论的基础知识和电路分析的基本方法, 而没有过多强调电路理论学科本身的要求。对电气工程及自动化专业而言, “电路原理”课程尤为重要, 因为正是电路理论为电力系统运行分析建立了理论体系, 进而建立了电力系统分析学科。本课程要求学生先学习高等数学、大学物理中相关的数学和物理基础知识。 全书共12章, 第1章为电路的基本概念和基本定律, 主要介绍电路模型的基本概念、等效变换、基尔霍夫定律、输入电阻计算等。 第2章为电阻电路的分析, 主要介绍图论的基本概念, 以及支路电流法、网孔分析法、回路电流法、结点电压法等常用的电路分析方法。 第3章为电路定理, 主要介绍叠加定理、替代定理、戴维宁定理、最大功率传输定理等。 第4章为动态电路的时域分析, 主要介绍一阶和二阶电路的时域分析法、阶跃函数与阶跃响应、冲激函数与冲激响应等。 第5章为正弦稳态电路的分析, 主要介绍采用相量法分析正弦稳态电路。 第6章为三相电路, 主要介绍三相电源和三相负载特有的连接方式与分析方法等。 第7章为耦合电感和变压器的分析, 主要介绍含有耦合电感的去耦等效电路和理想变压器等。 第8章为电路的频率响应, 主要介绍常用RC一阶电路的频率特性和常用RLC串联谐振电路的频率响应等。 第9章为动态电路的复频域分析, 主要介绍拉普拉斯变换及其逆变换、运算法分析动态电路等。 第10章为双口网络, 主要介绍双口网络的概念、等效电路、转移函数等。 第11章为非线性电路简介, 主要介绍非线性元件的伏安特性及非线性电路的分析方法等。 第12章为仿真软件Multisim及MATLAB在电路分析中的应用。 本书基于Multisim和MATLAB软件的仿真电路图与仿真结果中的部分变量、单位以及器件同国标不一致, 请读者留意。 本书主编是吴园, 副主编有陈海洋、康涛、刘娟花、马丽萍、袁洪琳。马丽萍编写第1章和第3章, 刘娟花编写第2章和第10章, 陈海洋编写第4章、第6章和第8章, 吴园编写第5章, 康涛编写第7章和第9章, 袁洪琳编写第11章和第12章。 本书的编者都是长期从事电路理论教学的一线教师。在我国针对教学体系与教学实践改革的现状与要求的前提下, 他们本着知识体系完备、循序渐进、深入浅出、内容贴近工程实际、注重电路分析的原则精心编写了此书。 限于编者的水平, 书中难免有疏误之处, 热切期待各位读者赐教指正, 以便再版时更正完善。 编 者 2021年4月

绪论 1 第1章 电路的基本概念和基本定律 3 1.1 电路与电路模型 3 1.1.1 实际电路的组成和功能 3 1.1.2 电路模型 4 1.2 电路的基本变量 4 1.2.1 电流及其参考方向 4 1.2.2 电压及其参考方向 5 1.2.3 功率和电能 6 1.3 电阻元件 7 1.4 理想电压源和理想电流源 8 1.4.1 理想电压源 8 1.4.2 理想电流源 8 1.5 受控源 9 1.6 基尔霍夫定律 10 1.6.1 基尔霍夫电流定律 11 1.6.2 基尔霍夫电压定律 11 1.7 电路的等效变换 12 1.7.1 电路等效的概念 12 1.7.2 电阻的串联、并联和混联等效 13 1.7.3 电阻的Y-△连接等效变换 16 1.7.4 理想电源的串联与并联等效 19 1.7.5 实际电源的两种模型及等效变换 21 1.7.6 输入电阻 23 本章小结 24 习题 25 第2章 电阻电路的分析 28 2.1 电路的图 28 2.1.1 图的概念 28 2.1.2 树的概念 30 2.1.3 回路有关的概念 30 2.2 支路电流法 32 2.2.1 支路电流法的基本思想 32 2.2.2 方程的列写 33 2.2.3 支路电流法的步骤和特点 34 2.2.4 支路电流法求解电路举例 34 2.3 网孔分析法 36 2.3.1 网孔分析法的基本思想 36 2.3.2 方程的列写 36 2.3.3 网孔分析法的步骤和特点 37 2.3.4 网孔分析法求解电路举例 37 2.4 回路电流法 40 2.4.1 回路电流法的基本思想 40 2.4.2 方程的列写 40 2.4.3 回路电流法的步骤和特点 41 2.4.4 回路电流法求解电路举例 41 2.5 结点电压法 42 2.5.1 结点电压法的基本思想 42 2.5.2 方程的列写 43 2.5.3 结点电压法的步骤和特点 44 2.5.4 结点电压法求解电路举例 44 本章小结 47 习题 48 第3章 电路定理 50 3.1 叠加定理、齐次定理和替代定理 50 3.1.1 叠加定理 50 3.1.2 齐次定理 53 3.1.3 替代定理 53 3.2 戴维宁定理和诺顿定理 54 3.2.1 戴维宁定理 54 3.2.2 诺顿定理 57 3.3 最大功率传输定理 58 3.4 对偶定理 60 本章小结 62 习题 63 第4章 动态电路的时域分析 65 4.1 动态元件 65 4.1.1 电容元件 65 4.1.2 电感元件 67 4.1.3 电容、电感元件的串联、并联 69 4.2 动态电路方程及其初始值的计算 71 4.2.1 动态电路方程 71 4.2.2 换路定律及初始值的计算 72 4.3 一阶电路的时域分析 74 4.3.1 一阶电路的零输入响应 74 4.3.2 一阶电路的零状态响应 79 4.3.3 一阶电路的全响应及三要素法 83 4.4 一阶电路的阶跃响应 87 4.4.1 阶跃函数 87 4.4.2 阶跃响应 89 4.5 一阶电路的冲激响应 90 4.5.1 冲激函数 90 4.5.2 冲激响应 91 4.6 二阶电路的时域分析 94 4.6.1 线性二阶电路的微分方程 94 4.6.2 二阶电路的零输入响应 95 4.6.3 二阶电路的零状态响应 100 4.6.4 二阶电路的全响应 104 本章小结 106 习题 108 第5章 正弦稳态电路的分析 112 5.1 正弦量的基本概念 112 5.1.1 正弦波的特性 112 5.1.2 正弦波的有效值 113 5.1.3 正弦波的相位关系 114 5.2 相量基础知识 116 5.2.1 复数的表示及运算 117 5.2.2 正弦量的相量表示 119 5.3 电路定律的相量形式 123 5.3.1 基尔霍夫定律的相量形式 123 5.3.2 基本元件伏安关系的相量形式 123 5.4 阻抗和导纳 129 5.4.1 阻抗 130 5.4.2 导纳 131 5.4.3 阻抗串联模型与导纳并联模型的等效互换 133 5.5 正弦稳态电路相量法分析 134 5.5.1 串联、并联、混联电路的分析 134 5.5.2 网孔分析法、结点电压法用于正弦稳态电路的分析 137 5.5.3 戴维宁定理用于正弦稳态电路的分析 139 5.5.4 相量图法 140 5.6 正弦稳态电路的功率 142 5.6.1 单口网络的功率 142 5.6.2 功率因数的提高 145 5.6.3 最大功率传输 147 本章小结 150 习题 151 第6章 三相电路 158 6.1 三相电源的基本概念 158 6.2 三相电路的连接 159 6.2.1 三相电源的连接 159 6.2.2 三相负载的连接 161 6.3 对称三相电路的计算 162 6.4 不对称三相电路的计算 164 6.5 三相电路功率的计算 167 6.5.1 三相电路的瞬时功率 167 6.5.2 三相电路的有功功率和无功功率 168 6.5.3 三相电路的视在功率和复功率 168 6.5.4 三相电路功率的测量 170 本章小结 172 习题 172 第7章 耦合电感和变压器的分析 175 7.1 耦合电感 175 7.1.1 耦合电感 175 7.1.2 耦合电感的同名端 178 7.2 耦合电感的计算 181 7.2.1 耦合电感的串联 182 7.2.2 耦合电感的并联 183 7.2.3 耦合电感的T形等效 184 7.2.4 耦合电感的受控源等效 186 7.2.5 含耦合电感的电路计算 186 7.3 空芯变压器 188 7.3.1 直接去耦合分析法 188 7.3.2 反映阻抗及等效电路分析法 190 7.4 理想变压器 193 7.4.1 理想变压器的理想极限条件 193 7.4.2 理想变压器的伏安关系 194 7.4.3 理想变压器的阻抗变换作用 195 本章小结 198 习题 199 第8章 电路的频率响应 204 8.1 网络函数与频率响应 204 8.1.1 网络函数 204 8.1.2 网络频率响应 206 8.2 常用RC一阶电路的频率响应 207 8.2.1 RC一阶低通电路的频率响应 207 8.2.2 RC一阶高通电路的频率响应 208 8.3 RLC串联谐振电路 209 8.4 RLC串联电路频率响应 213 8.5 RLC并联谐振电路 217 8.5.1 非工程型RLC并联谐振电路 217 8.5.2 工程型RLC并联谐振电路 219 本章小结 222 习题 222 第9章 动态电路的复频域分析 226 9.1 拉普拉斯变换 226 9.1.1 拉普拉斯变换的定义 226 9.1.2 拉普拉斯变换的性质 227 9.2 拉普拉斯逆变换的部分分式展开 230 9.3 运算电路 233 9.3.1 基尔霍夫定律的运算电路 233 9.3.2 电路元件的运算电路 234 9.3.3 RLC串联电路的运算电路 235 9.4 应用拉普拉斯变换分析线性电路 236 9.5 网络函数 239 9.5.1 网络函数的定义 239 9.5.2 网络函数的极点和零点 242 9.5.3 网络函数的极点与冲激响应的关系 243 9.5.4 网络函数的零极点与频率响应的关系 245 本章小结 246 习题 247 第10章 双口网络 250 10.1 双口网络的概念 250 10.2 双口网络的方程和参数 252 10.2.1 Y参数和方程 252 10.2.2 Z参数和方程 255 10.2.3 T参数和方程 258 10.2.4 H参数和方程 261 10.3 双口网络的等效电路 262 10.3.1 Z参数表示的等效电路 262 10.3.2 Y参数表示的等效电路 263 10.4 双口网络的转移函数 265 10.5 双口网络的连接 267 本章小结 272 习题 272 第11章 非线性电路简介 277 11.1 非线性电阻元件 277 11.1.1 非线性电阻元件的伏安特性 277 11.1.2 非线性电阻元件的串联和并联 279 11.2 非线性电容元件和电感元件 280 11.2.1 非线性电容元件 280 11.2.2 非线性电感元件 281 11.3 非线性电阻电路的分析 282 11.3.1 非线性电阻电路方程的列写 282 11.3.2 非线性电阻电路常用的分析方法 283 本章小结 287 习题 288 第12章 仿真软件Multisim及MATLAB在电路分析中的应用 290 12.1 Multisim 10.0在电路分析中的应用 290 12.1.1 Multisim 10.0概述 290 12.1.2 Multisim 10.0的仿真方法 292 12.1.3 Multisim 10.0在电路分析中的应用 294 12.2 MATLAB在电路分析中的应用 297 12.2.1 MATLAB简介 297 12.2.2 MATLAB在电路分析中的应用 298 本章小结 307 习题 308 附录 习题答案 310 参考文献 311