电路学原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书为大学课程「电路学」之专用教科书，前六章主要阐述电路的基本原理与分析技术，接着介绍两种重要的应用，包括第七章的相量法及第八章的频率响应，其中相量法可用来分析交流电力系统或单频电路，频率响应则是泸波器设计的基本概念，熟悉这两种应用技术后，便可轻松地衔接与电子学相关的专业课程。 本书除了各种原理的详细介绍外，还加入相关的范例，并利用详解来说明所使用的分析技巧，也在范例之后附加练习题，让学生有机会经由自我训练去体验各种重要的分析方法。在各章后面都附有习题，可做为学生作业之用。

本书特色

　　1.本书前六章主要阐述电路的基本原理与分析技术，接着介绍两种重要的应用，包括第七章的相量法及第八章的频率响应。
　　2.本书除了各种原理的详细介绍外，还加入相关的范例，并利用详解来说明所使用的分析技巧，也在范例之后附加练习题，让学生有机会经由自我训练去体验各种重要的分析方法。
　　3.本书在各章后面都附有习题，可做为学生作业之用。

《电磁场与波：理论基础与工程实践》 前言：穿越时空的连接——电磁学的宏伟叙事 自迈克尔·法拉第发现电与磁的深刻联系，再到詹姆斯·克拉克·麦克斯韦将其提升至统一的数学框架，电磁学便以其无与伦比的普适性，成为了现代物理学和信息技术基石。本书《电磁场与波：理论基础与工程实践》旨在为读者构建一个扎实、严谨且具有强烈应用导向的电磁学知识体系。我们深知，电磁现象的复杂性往往使初学者望而却步，因此，本书采用了一种“由简入繁，由理论到实践”的递进式教学策略，确保读者不仅能掌握麦克斯韦方程组的深奥内涵，更能熟练运用这些原理解决实际工程问题。 本书内容涵盖了静电场、静磁场理论的严格推导，以及时变场中电磁波的产生、传播与接收的全过程。我们聚焦于经典理论的精确性，并辅以大量的工程实例和前沿技术背景介绍，以期培养出具备深厚理论功底和强大问题解决能力的工程师与科研工作者。 --- 第一部分：静电场的精确描绘 (Static Electric Fields) 本部分是理解所有电磁现象的起点。我们从最基本的电荷概念和库仑定律出发，系统地构建静电场的分析工具箱。 第一章：电荷、场强与电位 库仑定律的向量形式与叠加原理： 详细阐述了点电荷间相互作用的定量关系，并引入了电场强度的概念，强调其作为矢量场的特性。 连续电荷的计算： 针对线电荷、面电荷和体电荷分布，系统地推导了电场强度积分公式，并使用实例（如均匀带电环、无限长带电线）演示如何运用高斯定律进行简化计算。 电势的概念与性质： 引入标量电势，解释了电势与电场强度之间的微分关系（$mathbf{E} = - abla V$），并讨论了等势面的物理意义。 第二章：高斯定律与静电场的约束条件 高斯定律的深入解读： 不仅仅停留在公式层面，更深入探讨了电通量在封闭曲面上的物理含义，并将其作为求解具有高度对称性电场问题的核心工具。 静电场的环路积分定理： 阐述了保守场的性质，证明了静电场是保守场，即 $oint_L mathbf{E} cdot dmathbf{l} = 0$。 导体在静电场中的行为： 详尽分析了平衡状态下导体内部电场为零、电荷分布于表面的现象，并推导了导体表面电荷密度与表面电场强度的关系。 第三章：静电场的边界条件与应用 电介质与极化现象： 引入电介质材料，详细解释了宏观上的电极化强度 $mathbf{P}$ 和电位移矢量 $mathbf{D}$。 静电场的两个基本边界条件： 严格推导出电场切向分量连续和电位移正交分量连续的边界条件，这是分析多层介质结构（如电容器）的关键。 拉普拉斯与泊松方程： 在无源区域，电势满足泊松方程（$ abla^2 V = - ho/epsilon$）；在无电荷区域，则满足拉普拉斯方程（$ abla^2 V = 0$）。本书通过求解二维拉普拉斯方程的实例，介绍分离变量法和共形映射法在解决复杂几何电场问题中的应用。 --- 第二部分：稳恒电流与静磁场 (Steady Currents and Magnetostatics) 本部分将引入电流的概念，并分析稳定电流所产生的磁场。 第四章：稳恒电流与欧姆定律的微观基础 电流密度与连续性方程： 定义了电流密度 $mathbf{J}$，并从电荷守恒的角度推导出稳恒电流的连续性方程 $ abla cdot mathbf{J} = 0$。 欧姆定律的微分形式： 探讨了材料的本构关系，如 $mathbf{J} = sigma mathbf{E}$，并引入电导率 $sigma$ 和电阻率 $ ho$ 的概念。 焦耳热效应与能量： 分析了电流通过导体时产生的热耗散功率密度 $mathbf{J} cdot mathbf{E}$。 第五章：静磁场的基本定律 毕奥-萨伐尔定律 (Biot-Savart Law)： 作为产生磁场的源项，详细推导了电流元产生磁感应强度 $mathbf{B}$ 的积分形式。 安培环路定律 (Ampère's Circuital Law)： 类似于高斯定律，是求解具有较高对称性磁场分布的强大工具。本书重点分析了长直导线、无限长螺线管和有限电流片的磁场分布。 磁矢量位 $mathbf{A}$： 引入磁矢量位，使得磁场可以表示为 $mathbf{B} = abla imes mathbf{A}$，从而简化了复杂的磁场计算，尤其是在处理复杂电流分布时。 第六章：磁性材料与磁场的边界条件 磁场强度 $mathbf{H}$ 与磁感应强度 $mathbf{B}$： 引入磁场强度 $mathbf{H}$，解释其与磁化强度 $mathbf{M}$ 的关系。 磁性材料的分类： 详述抗磁性、顺磁性和铁磁性的微观机理及其宏观磁导率 $mu$ 的性质。 磁场的边界条件： 导出磁场中的两个基本边界条件：磁感应强度的法向分量连续和磁场强度的切向分量不连续（由表面电流决定）。 --- 第三部分：时变电磁场与麦克斯韦方程组 (Time-Varying Fields & Maxwell’s Equations) 这是本书的核心与高潮部分，将静电学和静磁学统一到动态的、随时间变化的电磁场框架中。 第七章：法拉第电磁感应定律与麦克斯韦引入 法拉第定律的积分与微分形式： 深入分析感应电动势的产生机理，解释了时变磁通量如何产生涡旋电场（$oint mathbf{E} cdot dmathbf{l} = -frac{partial}{partial t} iint mathbf{B} cdot dmathbf{S}$）。 麦克斯韦的位移电流： 详细阐述了麦克斯韦为修正安培定律、保证电荷守恒在时变场中的一致性，所引入的“位移电流”概念 ($mathbf{J}_D = epsilon frac{partial mathbf{E}}{partial t}$)。 麦克斯韦方程组的完整形式： 汇集前述所有定律，形成描述整个电磁现象的四组偏微分方程。 第八章：电磁波的产生与传播 无源均匀介质中的波动方程： 基于麦克斯韦方程组，推导出电场 $mathbf{E}$ 和磁场 $mathbf{H}$ 的齐次波动方程。 平面电磁波的特性： 分析了在理想导体、无损耗介质（如真空）中传播的平面波，重点讨论了波速、波长、波数、传播常数、相位常数和本征阻抗等关键参数。 坡印廷矢量与能量流： 引入坡印廷矢量 $mathbf{S} = mathbf{E} imes mathbf{H}$，定量描述电磁场的能量传输密度和方向，并推导了平均功率的计算方法。 第九章：电磁波的边界反射与透射 平面波在两种介质界面上的行为： 系统分析了电磁波垂直入射和斜入射时，在不同边界条件下的反射系数和透射系数。 菲涅耳公式： 详细推导了横电（TE）波和横磁（TM）波在界面上的精确反射与透射关系，讨论了布儒斯特角、全内反射等重要现象。 --- 第四部分：导引波与辐射基础 (Guided Waves and Radiation Fundamentals) 本部分将理论应用于实际的传输系统和辐射器件中。 第十章：传输线理论基础与导引波 集总电路与分布电路的过渡： 从集总参数模型过渡到分布参数模型，引入传输线的单位长度电容 $C'$ 和电感 $L'$。 特勒根（Telegrapher's）方程： 基于分布参数模型，推导描述电压和电流沿线传播的波动方程。 特性阻抗与功率匹配： 深入讨论特性阻抗 $Z_0$ 的概念，以及如何利用史密斯圆图（作为辅助工具）实现阻抗匹配，最大化功率传输。 第十一章：简单辐射体与天线基础 矢量磁位与辐射场： 利用矢量磁位，分析了远场（辐射区）的电磁场分布，阐明了电磁波是如何从振荡源向外辐射的。 理想偶极子天线： 详细分析了半波长偶极子天线（$lambda/2$）的电流分布、远场辐射方向图和输入阻抗，作为所有天线设计的基石。 有效面积与增益： 引入天线的重要性能指标，如有效接收面积 $A_{eff}$ 和天线增益 $G$，解释了这些参数在通信系统中的实际意义。 --- 总结：电磁学的工程哲学 本书强调，电磁学不仅仅是物理定律的集合，更是一套强大的工程设计范式。从微观粒子间的静电力，到宏观的无线通信，电磁场与波的理论无处不在。通过对麦克斯韦方程组的深入掌握和对边界值问题的熟练求解，读者将能够自信地应对从高频电路设计、微波器件开发到电磁兼容性分析等各类挑战。我们希望本书能成为读者通往电磁学殿堂的坚实阶梯，激发对电磁世界更深层次的探索欲望。

第一章 电路基本概念
第二章 电阻电路分析
第三章 电路基本原理
第四章 一阶电路分析
第五章 二阶电路分析
第六章 一般电路分析─拉氏转换
第七章 交流电路分析─相量法
第八章 频率响应─泸波器

评分☆☆☆☆☆

我原本以为《电路学原理与应用》会是一本偏重理论、学习起来略显吃力的书，没想到它给我的感受完全是另一回事。它更像是为那些想要“上手”的学生量身打造的。书中的实例分析非常到位，从简单的电阻分压器到稍微复杂的放大电路，每一个例题都讲解得十分透彻，而且提供了详细的计算过程和结果分析。我尤其欣赏的是，书中不仅讲解了“如何做”，还深入探讨了“为什么这么做”，解释了每一个设计决策背后的原理和权衡。例如，在讲解晶体管放大电路时，作者详细分析了不同偏置方式对电路性能的影响，以及如何通过调整元件参数来优化输出信号。这对于我这个喜欢刨根问底的学生来说，简直是福音。此外，书中的实践环节也设计得相当巧妙，提供了许多可以动手验证的实验，让我能够将理论知识与实际操作相结合，加深理解。这本书让我感觉自己不再是被动地接受知识，而是主动地探索和解决问题，这种学习方式非常有成就感。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我只能说，它是一本“有料”的书！“有料”在我看来，不仅仅是包含大量知识点，更是指这些知识点是如何被组织和呈现出来的。它让我对“电路”这个曾经遥不可及的学科，产生了一种全新的认识。《电路学原理与应用》这本书，它非常擅长将那些复杂的概念，比如“瞬态响应”、“频率特性”之类的，用一种极其简洁明了的方式表达出来。我不喜欢那种堆砌公式、不给解释的书，而这本书就恰恰相反，它会在引入每一个公式之前，先解释清楚这个公式的意义和它所描述的物理现象。我特别喜欢书中的“故障排除”部分，作者列举了一些常见的电路故障，并详细分析了可能的原因和解决方法。这对于我们在实际操作中遇到问题时，提供了非常宝贵的指导。这本书的深度和广度都让我感到惊叹，它既有扎实的理论基础，又有贴近实际的应用案例，而且信息量巨大，阅读过程中我常常会发现一些之前从未考虑过的角度。

评分☆☆☆☆☆

我之前对电路这门学科的印象，就是各种枯燥乏味的公式和抽象的图表，直到我读了《电路学原理与应用》。这本书，它真的颠覆了我对电路学习的认知。首先，它的语言风格非常活泼，不像很多教科书那样严肃呆板。作者在讲解原理的时候，常常会穿插一些生动有趣的例子，甚至是一些生活中的小窍门，让我觉得电路并不是那么遥不可及。我特别喜欢书中关于“非线性元件”的章节，作者用一种非常通俗易懂的方式解释了二极管和三极管的工作原理，还举了很多实际应用，比如LED灯的设计、开关电源的原理等等。这些内容让我觉得，电路不仅仅是学问，更是实实在在解决问题的工具。这本书的篇幅也不算短，但阅读起来一点也不枯燥，因为作者总是能巧妙地将知识点串联起来，形成一个完整的知识体系。读完这本书，我感觉自己对电路的理解，已经上升到了一个新的高度，不仅仅是知道“是什么”，更是懂得“为什么”和“怎么用”。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是我近期阅读体验中的一股清流！作为一名工程领域的研究生，我接触过不少技术书籍，但《电路学原理与应用》给我带来的惊喜是显而易见的。首先，它的编排逻辑非常清晰，从最基础的电荷、电流概念入手，循序渐进地讲解了欧姆定律、基尔霍夫定律等核心原理。我尤其欣赏的是，书中并没有止步于理论的罗列，而是花了相当大的篇幅来阐述这些原理在实际电路设计中的应用。例如，在讲到串并联电路时，作者不仅给出了清晰的公式推导，还配以了非常生动的图示和实际案例，像是分析家用电器的功率分配，或者介绍如何设计简单的稳压电路。这一点对于我这种需要将理论知识转化为实践技能的学生来说，简直太有帮助了！阅读过程中，我感觉自己就像是在与一位经验丰富的导师对话，他耐心细致地引导我理解每一个概念，并告诉我如何在实际操作中运用它们。这本书的语言风格也很接地气，不会使用过于晦涩难懂的术语，即使是初学者也能轻松理解。总而言之，这本书不仅巩固了我的理论基础，更重要的是点燃了我对电路设计的热情，让我对未来的学习和研究充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我对《电路学原理与应用》这本书的期待并没有很高，毕竟电路这门学科听起来就有点枯燥乏味。然而，当我翻开它的时候，就被书中丰富的内容和巧妙的讲解方式深深吸引了。它不像我之前看过的很多教材那样，上来就是一大堆公式和定理，而是以一种更具故事性的方式来展开。比如，在介绍电感和电容的特性时，作者用了几个非常形象的比喻，将抽象的概念变得生动有趣。我尤其喜欢其中关于“动态电路”的章节，作者通过分析不同类型的滤波器和振荡电路，让我对电路在时间和频率上的响应有了更深刻的理解。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些关于电路设计历史上重要里程碑的介绍，比如电子管的出现、集成电路的革命等等，这些内容不仅增长了我的见识，也让我感受到了电路技术发展的魅力。这本书的排版也非常用心，大量的插图和图表清晰明了，大大降低了阅读难度。我甚至觉得，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本关于电路世界的百科全书，让人爱不释手。