基础电路学（二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书融合作者多年任教心得与多本国外名着之优点，并经适度简化，可让电机资讯及机械自动化导向相关领域的学生，建立良好电路学之专业基础。本书着重基本观念之阐述，并以丰富的例题导引学生建立扎实的思考能力与解题技巧。

　　新版书除了增删精选的例题外，更对部分算式进行优化。针对学生需花较多时间了解的重要定理、公式亦增添更为简易的说明，相信必可大幅提升学习成效。

　　本书每章章末均收录习题，可让读者随时检视本身实力以及培养分析与运算的能力。

《电磁场与波：理论基础与应用》 第一章：绪论与基础概念 本章旨在为读者建立理解电磁现象的坚实基础。我们将从宏观的电现象和磁现象的观察入手，逐步引入场这一核心概念。首先，对电荷的基本性质及其守恒定律进行深入探讨，这是理解后续所有电磁现象的出发点。随后，我们将详细阐述电场和磁场的定义、描述方式，以及它们在物理空间中的分布特性。 1.1 电荷与库仑定律 本节详细回顾了电荷的基本属性，包括电荷的量子化、电荷守恒原理。重点讲解了点电荷之间的相互作用力——库仑定律，包括其数学表达式、矢量形式及其在不同介质中的适用性。通过实例分析，读者将掌握如何计算多个点电荷系统产生的合力。 1.2 电场强度与电场线 电场是描述电荷之间相互作用的媒介。本节定义了电场强度（E），作为衡量电场作用强弱的物理量，并探讨了其矢量特性。电场线作为一种直观的图形化工具，用于表示电场的方向和强度，我们将详细讨论电场线的绘制规则、性质及其与电势的关系。 1.3 电势与电势能 能量是物理学的核心。本节引入电势能的概念，用以描述电场对电荷做功的能力。在此基础上，定义了电势（V），它是与位置相关的标量函数，极大地简化了电场问题的分析过程。重点讲解了电势差（电压）的物理意义，并推导了电场强度与电势梯度之间的关系（$mathbf{E} = - abla V$）。 1.4 高斯定理在静电学中的应用 高斯定理是理解电荷分布与电场分布关系的基石。本章将详尽阐述高斯定理的积分形式和微分形式，并重点分析如何利用高斯定理简化具有高度对称性的电荷分布（如点电荷、均匀带电球体、无限长均匀带电线、无限大均匀带电平面）产生的电场。 第二章：静电场的深入分析 本章将深入探讨静电场的边界条件、能量存储以及电介质对电场的影响。 2.1 导体在静电场中的行为 详细分析处于静电平衡状态的导体特性：导体内部场强为零、净电荷分布在导体表面、导体表面等势等。利用这些特性，讲解静电屏蔽现象及其在工程中的应用。 2.2 静电场的能量与能量密度 探讨将一组电荷从无穷远处移动到最终位置所需做的总功，即系统的静电势能。推导出存储在电场中的能量公式 $W_e = frac{1}{2} iiint_V varepsilon E^2 dV$，引入电场能量密度概念。 2.3 电介质与极化现象 介绍电介质的微观结构——分子偶极子，并阐述在外部电场作用下发生的宏观极化现象。引入电位移矢量 $mathbf{D}$，以及介质本构方程 $mathbf{D} = varepsilon mathbf{E}$，其中 $varepsilon$ 为介质的复介电常数。讨论电介质对电容的影响及电介质的击穿现象。 2.4 静电场的边界条件 在不同介质分界面上，电场强度 $mathbf{E}$ 和电位移矢量 $mathbf{D}$ 分量必须满足的特定关系（边界条件）。这些条件是求解复合介质中静电场分布的关键工具。 第三章：稳恒电流与磁场的起源 本章从宏观电流现象过渡到磁场的产生及其基本规律。 3.1 稳恒电流与欧姆定律的微分形式 定义电流密度 $mathbf{J}$，并讨论宏观稳恒电流的特性。推导并详细分析欧姆定律的微分形式——德鲁德模型在稳恒电流密度中的体现。引入电流连续性方程的稳恒形式（$ abla cdot mathbf{J} = 0$）。 3.2 磁场的基本概念与毕奥-萨伐尔定律 介绍磁感应强度 $mathbf{B}$ 作为描述磁场的基本物理量。借鉴库仑定律的思路，详细推导毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart Law），用于计算由任意电流元产生的磁场。 3.3 安培环路定律及其应用 作为静电学中高斯定理的磁场对应物，本节详细讲解安培环路定律。重点演示如何利用该定律求解具有高对称性的稳恒电流系统（如无限长直导线、无限长螺线管、有限长通电螺旋管）产生的磁场分布。 3.4 磁场中的洛伦兹力 阐述磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力。推导洛伦兹力公式 $mathbf{F}_m = q(mathbf{v} imes mathbf{B})$，并分析其特性（如磁场不做功）。重点讨论带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹（如回旋加速器原理）。 第四章：磁场的深入分析与矢量磁位 本章关注磁介质、磁场的能量存储以及磁场的矢量描述。 4.1 磁介质与磁化强度 类比电介质，分析磁性材料（顺磁、抗磁、铁磁）在外部磁场作用下发生的磁化现象。引入磁场强度 $mathbf{H}$，并建立磁介质的本构关系 $mathbf{B} = mu mathbf{H}$，其中 $mu$ 为磁导率。 4.2 磁场的边界条件 讨论在不同磁介质分界面上，磁感应强度 $mathbf{B}$ 的法向分量和磁场强度 $mathbf{H}$ 的切向分量所必须满足的边界条件。 4.3 磁场的能量与能量密度 推导磁场中存储的能量 $W_m = frac{1}{2} iiint_V frac{1}{mu} B^2 dV$，并定义磁能密度。 4.4 矢量磁位（A） 由于磁场的无源性（$ abla cdot mathbf{B} = 0$），引入矢量磁位 $mathbf{A}$，使得 $mathbf{B} = abla imes mathbf{A}$。详细讨论选择合适的规范（如库仑规范 $ abla cdot mathbf{A} = 0$）后，由毕奥-萨伐尔定律导出的泊松方程的矢量形式：$ abla^2 mathbf{A} = -mu mathbf{J}$。 第五章：电磁感应与变化的场 本章引入时间变量，阐述电磁感应现象、法拉第定律以及麦克斯韦方程组的建立。 5.1 法拉第电磁感应定律 详细描述磁通量 $Phi_B$ 的概念。深入讲解法拉第电磁感应定律，包括其积分形式 $mathcal{E} = -frac{dPhi_B}{dt}$，并明确感应电动势的物理来源。 5.2 楞次定律与涡旋场 阐述楞次定律，即感应电流的方向总是阻碍引起感应的磁通量变化。重点分析法拉第定律导出的感应电场 $mathbf{E}$ 是一种旋度不为零的“涡旋场”，与静电场的无旋场性质形成对比。 5.3 动生电动势与感应电动势 区分由于导体切割磁感线产生的动生电动势（导体运动引起）和由于磁场随时间变化产生的感应电动势（磁场变化引起）。 5.4 麦克斯韦引入的修正与麦克斯韦方程组的完整形式 分析静电学和稳恒电流中安培定律在变化电路中的不完备性。麦克斯韦引入“位移电流”的概念 $mathbf{J}_D = varepsilon frac{partial mathbf{E}}{partial t}$，从而修正安培定律。最终，系统地给出描述所有经典电磁现象的麦克斯韦方程组的四个微分形式（含时间变化项），这是整个经典电磁学的核心。 第六章：电磁波的产生与传播 本章基于麦克斯韦方程组，推导出电磁波的存在性，并分析其基本性质。 6.1 波动方程的推导 在无源、无损耗的自由空间中，利用麦克斯韦方程组通过旋度运算，成功推导出描述电场 $mathbf{E}$ 和磁场 $mathbf{B}$ 传播的波动方程：$ abla^2 mathbf{E} - mu_0 varepsilon_0 frac{partial^2 mathbf{E}}{partial t^2} = 0$ 及相应的磁场波动方程。 6.2 平面电磁波的性质 分析波动方程的平面波解。得出电磁波在自由空间中的传播速度 $c = 1/sqrt{mu_0 varepsilon_0}$。详细论证在自由空间平面电磁波中，电场 $mathbf{E}$、磁场 $mathbf{B}$ 和传播方向 $mathbf{k}$ 之间存在相互垂直的矢量关系（$mathbf{E} perp mathbf{B} perp mathbf{k}$），并证明电磁波是横波。 6.3 波的能量、动量与波阻抗 计算电磁波携带的能量流——坡印廷矢量（Poynting Vector）$mathbf{S} = frac{1}{mu_0}(mathbf{E} imes mathbf{B})$，并讨论其物理意义。定义自由空间波阻抗 $eta_0 = sqrt{mu_0 / varepsilon_0}$。 第七章：电磁波在介质中的传播与反射/折射 本章研究电磁波穿过不同介质界面时的行为。 7.1 导电介质中的电磁波传播 分析电磁波在具有有限电导率 $sigma$ 的介质中传播时的衰减特性。引入集肤深度（Skin Depth）的概念，解释高频交流信号在导体中如何集中在表面传播。 7.2 介质的复介电常数与复磁导率 对于吸收损耗的介质，引入复介电常数和复磁导率来描述传播常数（包含衰减常数和相位常数），分析电磁波在实际材料中的传播特性。 7.3 平面电磁波在理想电导体上的反射 研究平面波垂直入射到理想导体表面时的反射现象。分析此时电场和磁场的边界条件，得出全反射的条件：表面电场为零。 7.4 菲涅耳公式与电磁波的折射与反射 详细推导平面电磁波以任意角度入射到两种理想电介质界面上的反射和折射规律。全面应用边界条件导出菲涅耳公式，计算反射系数和透射系数，并讨论全反射现象。 第八章：辐射与天线基础 本章介绍非均匀变化的电流如何产生电磁波辐射。 8.1 迟滞势 在处理时变场问题时，由于场的传播需要时间，引入迟滞矢量磁位 $mathbf{A}(mathbf{r}, t)$ 和迟滞标量电位 $V(mathbf{r}, t)$ 的概念，精确描述了由时变源产生的场。 8.2 辐射场的产生：振荡电偶极子 重点分析最基本的辐射源——振荡电偶极子（如短天线）。推导出其远区辐射场的表达式，并计算其辐射功率和辐射方向图，展示能量如何以电磁波的形式向空间发射。 附录 A. 矢量分析回顾： 梯度、散度、旋度、拉普拉斯算子在直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的表示。 B. 物理常数表： 真空介电常数 $varepsilon_0$、真空磁导率 $mu_0$、光速 $c$ 等。 C. 傅里叶变换基础： 介绍时域信号与频域表示之间的联系，为理解频域分析奠定基础。

第1章 电路元件与基本定律
第2章 电路分析方法
第3章 网路定理
第4章 储能元件：电感器与电容器
第5章 一阶电路：RC与RL电路
第6章 二阶电路
第7章 正弦激励和相量
第8章 正弦稳态分析
第9章 多相电路分析
第10章 复频率与网路函数
第11章 频率响应
第12章 拉普拉斯转换 ( 拉氏转换 )
附录A 常用直角三角形在各象限的角度
附录B 矩 阵
附录C 复数和复指数
附录D 三角等式
附录E 基本函数的拉普拉斯转换
附录F 拉普拉斯转换之性质
参考文献

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坦白說，我對電路學一直抱持著敬畏之心，覺得它是理工科系中非常「硬」的學科。但這本《基礎電路學（二版）》的出現，徹底顛覆了我的想法。我是在一位補習班老師的推薦下購買的，他當時說這本書的講解方式非常適合初學者，能夠幫助我們建立正確的觀念。我必須說，老師的推薦非常精準！書中對於「戴維寧定理」和「諾頓定理」的講解，我以前在其他書上看總是一頭霧水，但這本書透過循序漸進的方式，先從簡單的電路開始，逐步引入這兩個定理的應用，並且強調了它們在簡化複雜電路時的重要性。我最欣賞的是，作者並沒有只停留在理論層面，而是非常注重實際應用。例如，在講解「互感」和「耦合」時，書中就搭配了變壓器和線圈的實際圖示，讓我們能更直觀地理解這些概念。此外，關於「功率」的討論，作者也區分了直流和交流功率，以及有功功率、無功功率、視在功率等，並且詳細解釋了它們的計算和意義，這對我理解電能的消耗和傳輸非常有幫助。書中的插圖和圖表設計也非常專業，讓複雜的電路圖變得清晰易懂。總而言之，這本書是一本非常紮實且實用的電路學入門教材，推薦給所有想在電路學領域打好基礎的讀者。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我對電路學的恐懼感，幾乎是從大學一年級剛接觸時就開始了。各種符號、公式、定理，總讓我感到無所適從，也因此，我對這類書籍一直抱持著一種「能不碰就不碰」的心態。直到最近，因為工作上需要接觸一些電子設備的基礎知識，我才不得不硬著頭皮找了這本《基礎電路學（二版）》來翻閱。然而，這次的經驗卻出乎意料地好！書中對於「電路暫態響應」的講解，尤其讓我印象深刻。以往我只知道電容和電感會儲存能量，但對於它們在電路中如何隨著時間變化，進而影響電壓和電流的「動態」過程，總是感到模糊。這本書卻用非常清晰的圖形和詳細的數學推導，一步步地引導我理解RC、RL、RLC電路的充放電現象，甚至還提到了如何計算時間常數。這讓我對於電路在不同時間點的行為有了更為具體的概念。另外，書中關於「濾波器」和「振盪器」的介紹，也讓我感到非常驚喜。作者不僅介紹了這些電路的原理，還透過實際的電路圖和波形圖，展示了它們在信號處理中的作用。這讓我感覺，電路學不再只是枯燥的理論，而是有著實際應用價值的工具。這本書的內容編排，就像是一個優秀的嚮導，帶領我在電路學的迷宮中找到清晰的路徑。

评分☆☆☆☆☆

這本《基礎電路學（二版）》真的是一本非常難得的教科書，尤其是在我這種對電子學領域感到既好奇又有些卻步的讀者眼中。我不是科班出身，但因為對智慧家電和物聯網技術的濃厚興趣，希望能深入了解其背後的電路原理。這本書恰好滿足了我的需求。作者在講解「二極體」和「電晶體」這些電子元件時，不像有些書那樣直接拋出複雜的特性曲線，而是從最基本的PN接面開始，一步步解釋它們如何產生整流、放大等功能，並且輔以大量淺顯易懂的圖示，像是水龍頭比喻開關、水車比喻放大器，讓我這個門外漢也能快速掌握核心概念。特別是「BJT」和「MOSFET」的介紹，書中不僅分析了它們的兩種主要工作模式（主動區、飽和區），還探討了不同偏壓下的電壓電流特性。更棒的是，書末的「實用電路範例」部分，像是一些簡單的穩壓電路、LED驅動電路等，都提供了實際的電路圖和工作原理說明，這讓我對課本知識有了更強的實踐感。我認為這本書的優勢在於，它不僅能讓你理解「是什麼」，更能讓你理解「為什麼」。它就像一位循循善誘的老師，用最貼近生活的方式，把看似高深的電路學變得觸手可及。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《基礎電路學（二版）》真的是我最近讀過最讓我印象深刻的教科書之一！我是在準備研究所考試的時候，經由學長姐推薦而購入的。我一直對電路學感到有點頭疼，總覺得公式很多，概念也很抽象，但這本書的編排方式真的讓我耳目一新。作者在講解每一個基本概念時，都搭配了非常清晰的圖示和生活化的例子，像是利用水流比喻電壓、電流，真的讓原本枯燥的原理變得生動許多。尤其是第一章，對於電阻、電容、電感這些元件的介紹，不只是列出定義和公式，還詳細解釋了它們在實際電路中扮演的角色，以及不同元件組合時可能產生的現象。我特別喜歡作者在「節點分析法」和「迴路分析法」的部分，每個步驟都分解得很細，並且提供了很多不同類型的例題，從簡單的串聯、並聯電路，到比較複雜的含有獨立電源和受控電源的電路，都有詳細的解題步驟和說明。我以前做題目最怕的就是那種「看不懂題目在問什麼」的情況，但這本書的例題涵蓋的範圍很廣，讓我在練習時能夠充分掌握各種情況。而且，書本的排版也很舒服，重點標示得很清楚，不會讓人覺得眼花撩亂。總之，如果你也是跟我一樣，覺得電路學有點難入門，或是想把基礎打得更紮實，我真心推薦這本《基礎電路學（二版）》，絕對是個 CP 值很高的選擇！

评分☆☆☆☆☆

這本《基礎電路學（二版）》真的讓我對電路學產生了前所未有的興趣！我本身不是電機相關科系出身，當初選這本書純粹是為了興趣，想了解一些電子產品的運作原理。沒想到，這本書的內容讓我大開眼界！作者的講解方式非常深入淺出，很多我以為很難懂的理論，透過作者的說明，都變得豁然開朗。我尤其喜歡書中對於「暫態分析」和「穩態分析」的細膩闡述。過去我總是搞不清楚電容和電感在電路中的動態行為，但這本書透過不同的情境，像是開關閉合瞬間、電路穩定後的狀態，以及它們如何影響電壓和電流的變化，都解釋得非常清楚。書中也提供了一些簡單的實驗步驟，雖然我沒有實際操作，但光是閱讀實驗的原理和預期結果，就能讓我對理論有更深刻的理解。另外，關於「交流電路」的部分，作者在介紹正弦波、相位、阻抗等概念時，同樣運用了很多比喻和圖形，讓我更容易想像這些抽象的概念。書末的習題也很豐富，涵蓋了從基礎到進階的各種難度，而且解答的詳細程度也很夠，即使卡住了，也能透過解答找到思路。這本書不僅僅是一本教科書，更像是一位耐心的老師，引導我一步步認識電路世界的奧妙。