內容簡介
全書共分 18 章，主要內容有：電路模型和電路定律、電阻電路的等效變換、電阻電路的一般分析、電路定理、含有運算放大器的電阻電路、儲能元件、一階電路和二階電路的時域分析、相量法、正弦穩態電路的分析、含有耦合電感的電路、電路的頻率響應、三相電路、非正弦週期電流電路和訊號的頻譜、線性動態電路的複頻域分析、電路方程的矩陣形式、二埠網路、非線性電路、均勻傳輸線，另有磁路和鐵心線圈、PSpice 簡介和 MATLAB 簡介三個附錄。
緒論
一、課程定位
"電路" 課程是高等學校電子與電氣資訊類專業的重要的基礎課，是所有強電專業和弱電專業的必修課。學習本課程要求學生具備必要的電磁學和數學基礎知識。
"電路" 課程以分析電路中的電磁現象，研究電路的基本規律及電路的分析方法為主要內容。
透過本課程的學習，使學生掌握電路的基本理論知識、電路的基本分析方法和初步的實驗技能，為進一步學習電路理論打下初步的基礎，為學習電子與電氣資訊類專業的後續課程準備必要的電路知識。因此，"電路" 課程在整個電子與電氣資訊類專業的人才培養方案和課程體系中起著承前啟後的重要作用。
二、電路理論及相關科學技術的發展簡史
人類對電磁現象的認識始於對靜電、靜磁現象的觀察。1729 年，英國人S.格雷將材料分為兩類 — 導體和絕緣體。美國科學家富蘭克林（B.Franklin，1706 — 1790）於 1749 年提出了正電和負電的概念。1785 — 1789 年，法國人庫侖（C.A.Coulomb）定量地研究了兩個帶電體間的相互作用，得出了歷史上最早的靜電學定律 — 庫侖定律。
1800 年，義大利物理學家伏特（A.Vlota，1745 — 1827）發明了伏打電池，它能夠把化學能不斷地轉變為電能，維持單一方向的持續電流。這一發明為人們深入研究電化學、電磁學以及它們的應用打下了物質基礎。以後很快發現了電流的化學效應、熱效應以及利用電來照明等。
1820 年，丹麥物理學家奧斯特（H.C.Oersted，1777 — 1851）透過實驗發現了電流的磁效應，在電與磁之間架起了一座橋樑，開啟了近代電磁學的突破口。
1825 年，法國科學家安培（A.M.Ampere，1775 — 1836）提出了著名的安培環路定律。他從 1820 年開始在測量電流的磁效應中，發現兩個載流導線可以互相吸引，又可以相互排斥。這一發現成為研究電學的基本定律，為電動機的發明作了理論上的準備。
1826 年，德國人歐姆（G.S.Ohm，1787 — 1854）在多年實驗基礎上，提出了著名的歐姆定律：在恆定溫度下，導線迴路中的電流等於迴路中的電動勢與電阻之比。歐姆又將這一定律推廣於任意一段導線上，並得出導線中的電流等於這段導線上的電壓與電阻之比。
1831 年，英國物理學家法拉第（M.Faraday，1791 — 1867）發現了電磁感應****現象。當他繼續奧斯特的實驗時，他堅信，既然電能產生磁，那麼磁也能產生電。他終於發現在磁場中運動的導體會產生感生****電動勢，並能在閉合導體迴路中產生電流。這一發現成為發電機和變壓器的基本原理，從而使機械能變為電能成為可能。
1832 年，亨利提出了表徵線圈中自感應作用的自感係數L。
1834 年，俄國人楞次提出感應電流方向的定律，即著名的楞次定律。
1838 年，畫家出身的美國人莫爾斯（S.F.Morse，1791 — 1872）發明了電報。
1845 年，德國科學家基爾霍夫（G.R.Kirchhoff，1824 — 1887）在深入研究了歐姆的工作成果之後，提出了電路的兩個基本定律 — 基爾霍夫電流定律（簡稱 KCL）和基爾霍夫電壓定律（簡稱 KVL）。它是集總引數電路中電壓、電流必須服從的規律。
1853年，湯姆遜（W.Thomson，1824 — 1907，即開爾文勳爵）採用電阻、電感和電容的電路模型，分析了萊頓瓶的放電過程，得出電振盪的頻率。
同年，亥姆霍茲提出電路中的等效發電機定理。
1854 年，湯姆遜發表了電纜傳輸理論，分析了訊號的衰減、延遲、失真等現象。
1857 年，基爾霍夫考慮到架空傳輸線與電纜不同，得出了包括自感係數在內的完整的傳輸線上電壓及電流方程式，稱之為電報員方程或基爾霍夫方程。至此，包括傳輸線在內的電路理論就基本建立起來了。
1864 年，英國物理學家麥克斯韋（J.C.Maxwell，1831 — 1879）總結了當時所發現的種種電磁現象的規律，將它表達為麥克斯韋方程組，預言了電磁波的存在，為電路理論奠定了堅實的基礎。
1887 年，德國物理學家赫茲（H.R.Hertz，1857 — 1894）經過艱苦的反覆實驗，證明麥克斯韋所預言的電磁波確實存在。
1866 年，德國工程師西門子（E.W.Siemens，1823 — 1883）發現了電動機原理並用在了發電機的改進上。
1881 年，直流高壓輸電試驗成功。但由於直流高壓不便於使用者直接使用，同年在發明變壓器的基礎上又實現了遠距離交流高壓輸電。從此，電氣化時代開始了。
1876 年，美國科學家貝爾（A.G.Bell，1847 — — 1922）發明了電話。當時電報已很發達，貝爾在多路電報通訊實驗中，萌發了在電報線上通話的設想。在T.A.沃森的協助下，經過不懈的努力終於試驗成功。
1879 年，美國人愛迪生（T.A.Edison，1847 — 1931）發明了炭絲燈泡。1912 年美國人W.D.庫利奇發明了鎢絲燈泡，成為最普及的照明用具。
1880 年，英國人J.霍普金森提出了形式上與歐姆定律相似的計算磁路用的定律。
19 世紀末，交流電技術的迅速發展，促進交流電路理論的建立。1893 年，C.P.施泰因梅茨提出分析交流電路的複數符號法（相量法），採用複數表示正弦式的交流電，簡化了交流電路的計算。
瑞士數學家J.R.阿爾甘提出的向量圖，也成為分析交流電路的有力工具。
1894 年，義大利人馬可尼（G.Marconi，1874 — — 1937）和俄國的波波夫分別發明了無線電。從此開始了無線電通訊的時代。
電真空器件的發明使電子工程的發展推進了一大步。英國科學家湯姆遜（J.J.Thomson，1856 — 1940）在 1895~1897 年間反覆測試，證明了電子確實存在。
隨後，英國科學家弗萊明（J.A.Fleming）在愛迪生發明的熱二極體的基礎上發明了實用的真空二極體。它具有單向導電特性，能用來整流或檢波。
1906 年，美國人德福雷斯特（L.DeForest）發明了真空三極體，它對微弱電訊號有放大作用。
1914 年，德福雷斯特用真空三極體又構成了振盪電路，使無線電通訊系統更加先進。
應用的需要導致了大規模發電及輸配電的出現和發展。在 19 世紀末還發生過一場 "交、直流之爭"。以愛迪生為代表的一方主張應用直流電，而另一方以G.威斯汀豪斯及其建立的西屋公司為代表，主張應用交流電。直到交流發電機、感應電動機、變壓器等發明之後，充分顯示了交流制的優點，交流制才得到廣泛的應用。
進入 20 世紀，1911 年英國工程師O.亥維賽提出阻抗的概念，還提出了求解電路瞬態過程的運演算法。1918 年，福臺克提出的對稱分量法，簡化了不對稱三相電路的分析。這一方法至今仍為分析三相交流電機、電力系統不對稱執行的常用方法。1920 年，G.A.坎貝爾、K.瓦格納研究了梯形結構的濾波電路。1924 年，R.M.福斯特提出電感電容二端網路的電抗定理。此後便建立了由給定頻率特性設計電路的網路綜合理論。
1925 年，英國人貝爾德（J.L.Baird）首先發明電視。幾乎在同時，美國無線電公司（R.C.A）的工程師茲沃雷金（V.K.Zworykin）發明了電視映象管。1933 年，他利用真空二極體、真空三極體和映象管，最早發明了電視機。1936 年，黑白電視機正式問世了。
在電子管被發明後，電子電路的技術迅速發展。1932 年瑞典人H.奈奎斯特提出了由反饋電路的開環傳遞函式的頻率特性判斷閉環系統穩定性的判據。1945 年美國人H.W.伯德出版了《網路分析和反饋放大器》一書，總結了負反饋放大器的原理，由此形成了分析線性電路和控制系統的頻域分析方法，並得到廣泛的應用。
1947 年 12 月 24 日，貝爾實驗室的布拉頓（W.H. Brattain）、巴丁（J.Bardeen）和肖克利（W.B.Shockley）發明了一種點接觸電晶體。這項發明自從1948年公佈於世起，很快就應用於通訊、電視、計算機等領域，電子技術進入了半導體時代。
1958 年發明了積體電路，它將構成電子電路的電阻、電容、二極體、電晶體和導線都製造在一塊幾平方毫米的半導體晶片上，從而使體積大大縮小。現在積體電路已從含幾十個電晶體的小規模積體電路發展到含上下百萬個電晶體的超大規模積體電路，電子技術進入了積體電路時代。
從 20 世紀 30 年代開始，電路理論已形成為一門獨立的學科。建立了各種元器件的電路模型。成功地運用電阻、電容、電感、電壓源、電流源等幾種理想元件，近似地表徵成千上萬種實際電氣裝置。到 20 世紀 50 年代末，電路理論在學術體系上基本完善，這一發展階段稱為經典電路理論階段。
在 20 世紀60 年代以後，電路理論又經歷了一次重大的變革，這一變革的主要起源是新型電路元件的出現和計算機的衝擊，電路理論無論在深度和廣度方面均得到巨大的發展。因此又稱 20 世紀 60 年代以後的電路理論為近代電路理論。
近代電路理論的主要特點之一是吉爾曼（Guillemin）將圖論引入電路理論之中。它為應用計算機進行電路分析和積體電路佈線與板圖設計等研究提供了有力的工具。特點之二是出現大量新的電路元件、有源器件，如使用低電壓的MOS電路，摒棄電感元件的電路，進一步摒棄電阻的開關電容電路等。當前，有源電路的綜合設計正在迅速發展之中。特點之三是在電路分析和設計中應用計算機後，使得對電路的最佳化設計和故障診斷成為可能，大大地提高了電子產品的質量並降低了成本。
三、電路理論的應用
電路理論是高等學校電子與電氣資訊類專業的技術基礎課，為該類專業的後續許多課程提供理論支援，例如類比電子技術、數位電子技術、訊號與系統、電機學、電力系統分析、積體電路設計、自動控制、電力電子技術等課程都用到電路理論。
四、電路理論和 "電路" 課程
電路理論是電氣工程和電子科學技術的主要理論基礎，是一門研究電路分析和網路綜合與設計基本規律的基礎工程學科。所謂電路分析是在電路給定、引數已知的條件下，透過求解電路中的電壓、電流而瞭解電網路具有的特性；而網路綜合是在給定電路技術指標的情況下，設計出電路並確定定元件引數，使電路的效能符合設計要求。因此電路分析是電路理論中最基本的部分，是學習電路理論的人門課程，被列為電類各專業共同需要的技術基礎課。
第一章 電路模型和電路定律
本草介紹電路模型、電路元件的概念，電壓、電流參考方向的概念，元件、電路吸收或發出功率的表示式和計算；還介紹電阻、獨立電源和受控電源等電路元件。
電路中的電壓、電流之間具有兩種約束，一種是由電路元件決定的元件約束；另一種是元件間連線而引入的幾何約束（又稱拓撲約束），後者由基爾霍夫定律來表達。基爾霍夫定律是集總引數電路的基本定律。
集總引數電路和分佈引數電路。