电路分析基础（第四版）（张永瑞） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张永瑞 著

图书标签:

• 电路分析
• 电路原理
• 电气工程
• 电子技术
• 基础教程
• 高等教育
• 张永瑞
• 第四版
• 教材
• 大学教材

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560628691

版次：4

商品编码：12237955

包装：平装

开本：16

出版时间：2017-11-01

用纸：胶版纸

内容简介

《电路分析基础(第四版)》是作者结合40余年的教学经验，
并参考国内外同类优秀教材好的编写理念， 精心修编的一本适应当代电子科技发展需要的著作。
该书内容符合教育部修订颁布的《高等工业学校电路分析基础课程教学基本要求》。
本书共7章， 主要内容包括电路的基本概念、 电阻电路分析、
动态电路时域分析、 正弦稳态电路分析、 互感与理想变压器、 电路频率响应和
二端口网络。
本书基本概念讲述清晰，
基本分析方法讲解透彻， 步骤明确， 举例联系实际， 经典内容取舍合理，
新器件、 新方法介绍适度; 每节后的思考题能启发读者深思联想， 帮助读者深刻理解概念；
每章后的习题难易度适中， 方便读者习作；
各章小结归纳提纲挈领， 主次点鲜明， 易于读者掌握。
本书可作为通信工程、 电子信息工程、 电子科学与技术、 自动化、 测控技术与仪器、
计算机科学与技术等专业的各类本科生教材，
也可供电子类专业的工程技术人员参考。
为便于教师施教和读者学习， 与本书配套的教学指导书——《〈电路分析基础（第四版）〉实验与学习指导》
也将由西安电子科技大学出版社出版。
★ 本书配有电子教案， 需要者可登录出版社网站， 免费下载。

前言/序言

在当今信息化社会， 无论是家庭生活中使用的大、 小家用电器， 还是工农业生产中使用的各种自动
控制生产线， 或是科学研究中使用的各种精密实验仪器、 测量系统、 计算机网络等, 无处不用
电路。 具体说， 人们听收音机、 看电视、 打电话要用电路， 工厂自动生产线的控制要用电路，
航天器(比如我国的嫦娥三号、 神七、 神八)飞天的控制、 水下核潜艇的潜与浮的控制、 汶川
地震及玉树泥石流大灾后生命探测与搜救等都广泛使用着电路。 对于当代大学生， 特别是通信工
程、 电子信息工程、 电子科学与技术、 自动化等专业的大学生， 学习好电路具有十分重要的意
义。
电 路的发展史源远流长， 我们在学习电路的首节课时， 就应当缅怀对电路的发展做出杰出贡
献的科学家。 简明回顾他们的学术成就， 学习他们重实验观察现象， 学习他们归纳
总结、 理论升华的严谨的科学研究态度。
法国科学家库仑， 1785年定量地研究了两个带电体间的相互作用， 得出了历史上最早的电
学定律——库仑定律， 这是人类在电磁现象认识上的一次飞跃。 意大利科学家伏特， 1800年
发明了第一种化学电源——铜锌电池， 它能够把化学能不断地转变为电能， 这一发明具有划时
代的意义， 引起了电磁学的一场革命。 法国物理学家安培， 1825年提出了著名的安培定律，
他从1820年开始测量电流的磁效应， 从中发现两个载流导线可以相互吸引又可以相互排斥，
这一发现成为研究电学的基本定律， 为电动机的发明做了理论上的准备。 德国物理学家、 数
学家欧姆， 1826年发表了《电路的数学研究》， 文中第一次出现欧姆定律公式， 时至今日, 中外
电路教科书中无一例外地都保留、 讲授这一精辟的电学定律。 英国物理学家法拉第， 1831年
发现了电磁感应现象， 他坚信既然电能产生磁， 那么磁也能产生电， 最终他发现在线圈内运
动的磁体可以在导线中产生电流， 这一发现成为发明、 制造发电机和变压器的理论根据， 从
而使机械能转变为电能成为可能， 推动了电在工业上的广泛应用， 使人类迈向了电气时代。 1840
年， 英国物理学家焦耳把环形线圈放入装水的试管内， 测量不同电流强度和电阻时的水温，
通过这一实验， 他发现： 导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积
成正比。 四年之后， 俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果， 从而进一步验证了焦耳关
于电流热效应之结论的正确性。 因此， 该定律称为焦耳—楞次定律。 德国物理学家基尔霍夫，
以他对光谱分析、 光学和电学的研究著名。 基尔霍夫给欧姆定律下了严格的数学定义， 在
23岁他还是大学生的时候就提出了著名的电流定律和电压定律， 这成为集总参数电路分析
最根本的理论依据。 德国物理学家赫兹1886年10月， 用放电线圈做火花放电实验， 偶然发
现近旁未闭合的绝缘线圈中有电火花跳过， 便敏锐地想到这可能是电磁共振， 从而证实了电磁波
的存在。 赫兹在1887年发表的题为《论在绝缘体中电过程引起的感应现象》的论文中， 全面
验证了麦克斯韦的电磁理论的正确性。 法国电报工程师戴维宁1883年发表在法国科学院刊
物上仅一页半的论文， 成就了一个重要的电路定理, 即戴维宁定理。 该定理的对偶形式50年
后由美国贝尔电话实验室工程师E.L.Norton提出， 即诺顿定理。
进入21世纪以来， 随着新理论、 新材料、 新工艺、 新技术的涌现， 计算机科学与技术
得到了飞速的发展， 特别是网络技术、 多媒体技术、 嵌入式系统、 人机交互、 软件安全等
新技术的出现、 融合与应用， 使得现代的信息化社会更加灿烂辉煌， 使得“千里眼、 顺
风耳”、 “九天揽月、 五洋捉鳖”、 “一个跟斗十万八千里”这些神化幻想小说中描述的梦想在当
今都成为了现实。 电子科技在飞速发展， 作为工科高等院校培养的学生应能尽快适应形势需求。 作为
专业基础课， 经典内容如何取舍， 新理论、 新技术、 新的分析方法又如何增加在新版
教材中? 加进多少？讲授的深浅度？这些的确是很难把握的事情。 不过， 这一工作必须进行探索。
我们在国家电工电子基地建设中， 对电路分析基础课程进行了多种形式的改革试点， 也取得
了许多有益的经验及一些值得吸取的教训。
鉴于上述的背景与理由， 作者形成以下修编思路：
(1) 精选课程经典内容。 对于一些经几十年甚至上百年实践检验和几代人共识的经典理论， 作
为后人的我们应充分“享受”先人给我们留下的这些成果， 而不必什么都刨根问底、 追溯源头，
才肯认定结论正确。 比如说, 对于欧姆定律、 基尔霍夫定律， 不必要再去做实验验证， 没必要再去
从自由电子运动碰撞原子、 离子受阻碍来解释欧姆定律， 也没必要再从电荷守恒、 能量守恒来解
释基尔霍夫电流定律、 电压定律, 而只要明确先人给我们的结论是什么, 如何用, 应用中需注
意些什么。 新版教材中应该强调的是这些方面。
(2) 加强思考引申的问题， 删去第三版书中类型与习题有重复的练习题。 正文的讲解不可能
面面俱到， 但对一个问题的深入理解， 可以多角度观察， 可以逆向思维， 可以联想， 也可
以“突发奇想”， 提出这样、 那样的问题， 供读者思考。 在新版教材中， 我们在这方
面做了更多的努力。
(3) 遵循“先易后难、 循序渐近、 突出重点、 削枝强干”的原则； 强调基本概
念、 基本分析方法、 基本技能的训练， 不追求太多的技巧性； 对核心知识点讲深讲透， 注重物
理概念的定性解释， 对必要的数学定量推导， 交待清楚思路， 推导过程简明扼要， 结论醒目，
便于读者掌握及使用。
(4) 基本概念讲述清晰， 文字表述通俗易懂， 基本分析方法讲解透彻, 步骤明
确， 举例联系实际， 便于读者仿效演练； 对重要的定理阐述简练， 应用范围、 条件明确，
使用中应注意的问题， 结合编者几十年的教学体会归纳详尽； 对经典内容取舍合理， 新器件、
新方法介绍适度。
(5) 新版教材增加了二端口网络一章。 这主要考虑到集成电路发展迅速， 许多实用的电路都是
被集成在一小块芯片上加以封装而成的， 其内部对使用者来说就是一个黑盒子， 人们更关注
的是端口上的电压、 电流关系及其所表现出来的外部性能。 这一章主要讲授二端口电路的常
用参数、 方程、 连接、 等效、 特性阻抗及其匹配等一些重要的概念。
为配合读者掌握本书内容， 作者提供了MATLAB软件简介及利用该软件分析电路的一些实例，
有兴趣的读者可登录出版社网站免费下载。
本书带�澈诺恼陆冢� 视各院校各专业教学计划的学时数等要求， 施教教师可作取舍。
实施完全书内容大约需65学时。
为了便于教师施教和读者学习， 与此书配套的《〈电路分析基础（第四版）〉实验与学习指导》
一书也将出版， 欢迎广大读者选读。
本书承蒙全国高等学校电路和系统教学与教材研究会副主任、 国家级精品课程“电路”负责人、 西安交通大学博士生导
师罗先觉教授审阅， 罗教授仔细审阅并提出了许多宝贵的意见， 谨致以衷心的感谢！本书在
编辑中得到了云立实副编审及责任编辑王瑛的热情帮助， 在此表示诚挚的谢意。 还要感谢多年来使用《电路
分析基础(第三版)》， 并对本书的编写提出许多建设性意见的诸位老师， 以及本书所列
参考文献的诸位作者， 是他们的好教材为我提供了丰富的资料， 是他们好的编写
理念使我在写这本拙作中受益匪浅。
由于编著者水平有限， 加之编写时间紧迫， 所以书中难免存在不足或错误之处， 恳
请广大读者批评指正。

编著者
2012年3月于西安电子科技大学

《电力系统分析导论》 内容梗概 本书旨在为读者提供一个全面而深入的电力系统分析导论，内容涵盖了现代电力系统运行、规划和控制所需的核心理论、方法和技术。本书结构清晰，逻辑严谨，既适合高等院校电力系统专业本科生和研究生的教学，也为电力系统领域的工程师和研究人员提供一本重要的参考工具。 第一部分：电力系统的基本概念与模型 本部分首先从宏观层面介绍了电力系统的构成、功能和发展历史，阐述了电力系统在国民经济和社会发展中的重要地位。随后，详细讲解了电力系统分析的几个关键基本概念，包括功率、电压、电流、频率、功率因数、负荷特性等。 电力系统的构成与功能： 深入剖析了发电、输电、变电、配电以及用电等各个环节的功能和相互关系。讨论了不同类型发电厂（火电、水电、核电、新能源）的特点及其对电网的影响。 电力系统的发展与趋势： 回顾了电力系统从集中式到分布式、从传统电网到智能电网的演变过程，并展望了未来智能电网、新能源接入、储能技术、直流输电等发展方向。 基本电气量分析： 详细介绍在交流稳态下，电压、电流、功率（有功功率、无功功率、视在功率）以及频率等基本电气量的概念、计算和测量方法。强调了功率因数在电力系统运行中的重要性以及提高功率因数的技术手段。 电网的潮流与特性： 引入了潮流的概念，解释了潮流的方向、大小以及影响因素。分析了电网的短路特性、稳定性等基本运行特性，为后续更复杂的分析打下基础。 电力系统元件的等值模型： 详细讲解了电力系统中各种元件（发电机、变压器、输电线路、负荷）的简化模型，包括电阻、电抗、电纳等参数的计算和表示方法。特别强调了三相系统中的对称分量法在处理不对称故障中的应用。 第二部分：潮流计算 潮流计算是电力系统分析中最基础也是最核心的计算之一，它能够揭示电力系统在正常运行状态下的电压、电流、功率分布情况，是进行其他各类分析（如短路计算、稳定分析、经济调度等）的前提。 潮流计算的基本原理： 介绍了潮流计算所依据的基尔霍夫定律和欧姆定律，以及如何建立电力系统的节点导纳矩阵。 潮流计算的经典方法： 详细讲解了三种经典的潮流计算方法： 高斯-塞德尔法（Gauss-Seidel Method）： 介绍其迭代计算的思想、收敛性分析以及实际应用中的收敛加速技巧。 牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson Method）： 阐述其基于雅可比矩阵的快速收敛特性，详细推导了雅可比矩阵的各元素计算，并分析了其在处理大规模电网时的优势和劣势。 快速解耦法（Fast Decoupled Load Flow）： 讲解了其在牛顿-拉夫逊法基础上进行的简化，通过解耦潮流方程来提高计算效率，特别适用于中大规模电网的潮流计算。 潮流计算中的实际问题处理： 讨论了潮流计算中可能遇到的实际问题，例如母线类型（PQ母线、PV母线、平衡母线）的设置、潮流计算的收敛准则、不同计算方法的优劣势比较，以及如何处理超高压交流输电线路的参数特性。 潮流计算的应用： 强调了潮流计算在电力系统运行中的多方面应用，例如： 运行状态分析： 确定各母线电压、各线路潮流、各设备的功率负荷，评估系统运行的安全性。 设备容量评估： 判断设备是否过载，为设备的增容或更换提供依据。 无功功率及电压控制： 分析无功功率的流动，指导无功补偿装置的投入和退出，优化电压分布。 电网规划： 评估新建线路、变电站对系统潮流的影响，选择最优的规划方案。 事故分析： 在事故发生后，通过潮流计算来分析事故对系统造成的影响范围和程度。 第三部分：短路计算 短路事故是电力系统中可能发生的严重故障，会产生巨大的短路电流，威胁设备安全运行甚至危及人身安全。短路计算旨在确定不同类型和位置的短路故障时系统各点的短路电流，为保护装置的选择和配置、设备绝缘水平的确定、断路器开断能力的选择提供依据。 短路的基本概念： 阐述了短路的类型（三相短路、单相接地短路、两相短路、单相相间短路）、短路过程中的电流特性（冲击电流、峰值电流、稳态短路电流）。 短路计算的常用方法： 标幺值法： 详细讲解了标幺值法的原理、基准值的选取以及在短路计算中的应用，强调了其简化计算的优势。 对称分量法： 深入阐述了对称分量法在计算不对称短路电流中的核心作用，包括序网络（正序、负序、零序网络）的建立和连接方法，以及通过序电流来计算各相短路电流。 等值电路法： 介绍如何利用等值电路来简化短路计算。 不同类型短路的计算： 分别详细讲解了三相短路、单相接地短路、两相短路、单相相间短路的计算步骤和公式。 短路计算的应用： 断路器选型： 根据短路计算结果选择具有足够开断能力的断路器。 保护装置整定： 为继电保护装置的灵敏度和选择性提供计算依据。 设备绝缘设计： 确定设备所能承受的最高电压和冲击电压，保证其绝缘安全。 安全距离确定： 为设备检修和人员操作确定必要的安全距离。 接地系统设计： 合理设计接地系统，以减小接地故障时的地电位升高。 第四部分：电力系统稳定 电力系统的稳定运行是保证电力可靠供应的基础。本部分重点讨论电力系统的稳定问题，包括其定义、类型、影响因素以及维持系统稳定的方法。 稳定性的概念与分类： 暂态稳定性（动态稳定性）： 阐述在发生大扰动（如短路、机组跳闸）后，系统能否恢复到新的稳态运行状态，详细分析其关键因素，如转子角度、摆动方程等。 稳态稳定性（静稳）： 讨论系统在小扰动作用下维持同步运行的能力。 频率稳定性： 关注系统频率在扰动后的恢复能力。 电压稳定性： 分析系统电压在负荷变化或故障后的维持能力。 影响系统稳定性的因素： 深入分析了发电机出力、负荷特性、输电线路参数、故障类型和持续时间、自动装置的作用等对系统稳定性的影响。 暂态稳定性计算与分析： 详细介绍暂态稳定性计算的基本方法，如欧拉法、龙格-库塔法等，以及如何通过研究转子角度的摆动来评估系统的稳定性。 维持和提高系统稳定性的措施： 发电机励磁控制： 介绍自动电压调节器（AVR）和静止同步补偿器（STATCOM）等装置的作用。 电力系统静态同步补偿器（SVC）和统一潮流控制器（UPFC）： 讲解这些柔性交流输电系统（FACTS）技术在改善系统稳定性和控制性能方面的作用。 甩负荷和投切电容器： 介绍这些紧急措施的应用场景。 加强电网互联： 分析互联电网对提高系统稳定性的积极作用。 第五部分：电力系统经济运行 在保证电力系统安全稳定运行的前提下，如何以最低的成本提供电能是电力系统经济运行的核心目标。本部分将介绍实现这一目标所需的理论和方法。 发电成本与负荷特性： 分析不同类型发电机的燃料成本、运行维护成本等，并研究负荷的日变化、季节变化特性，为优化调度提供依据。 负荷分配与经济调度： 最优潮流计算（Optimal Power Flow, OPF）： 介绍如何通过优化潮流计算来确定最优的机组出力分配，最小化发电成本。 火电厂的经济运行： 讲解如何根据机组的效率特性曲线进行出力分配。 水电机组的经济运行： 考虑水库水位、来水量等因素进行调度。 联络线调度： 如何合理利用电网互联通道进行经济调度。 无功功率与电压经济调度： 探讨如何在满足电压要求的前提下，最小化无功功率的损耗。 电力市场与经济运行： 简要介绍电力市场背景下，如何通过市场机制实现电力系统的经济运行。 第六部分：电力系统可靠性分析 电力系统的可靠性是指其在规定的时间内，向用户提供符合要求电力的能力。本部分将介绍评估和提高电力系统可靠性的基本方法。 可靠性评估的基本概念： 引入平均故障间隔时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）、可用度等概念。 可靠性分析的常用模型： 介绍马尔可夫链模型、状态空间模型等在电力系统可靠性分析中的应用。 输电、配电、发电可靠性评估： 分别阐述不同环节的可靠性评估方法。 提高电力系统可靠性的途径： 讨论加强设备维护、优化调度、增加备用容量、改进保护系统等措施。 总结 《电力系统分析导论》通过系统性的梳理和深入的讲解，为读者构建了完整的电力系统分析知识体系。本书力求理论与实践相结合，不仅讲解了重要的分析方法和计算技术，还结合了实际工程中的应用场景，帮助读者更好地理解和掌握电力系统分析的精髓，为从事电力系统规划、运行、设计和研究等工作奠定坚实的基础。本书内容丰富，讲解详实，是电力系统领域不可多得的专业读物。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚开始翻阅这本书时，我并没有抱有太高的期望，毕竟市面上关于电路分析的书籍实在太多了，而且很多都内容冗杂、理论艰深。然而，《电路分析基础》第四版却给了我一个巨大的惊喜。张永瑞老师的写作风格非常独特，他善于将枯燥的理论知识与生动的物理现象巧妙地结合起来，让原本抽象的概念变得触手可及。书中对于一些基础概念的解释，比如电场和磁场的相互作用，并不是简单地给出公式，而是通过一系列有趣的实验场景来引导读者理解其内在的联系，这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，让我受益匪浅。更让我印象深刻的是，书中在讲解一些复杂电路分析方法时，比如叠加定理和戴维南定理，并没有急于求成，而是先从其核心思想入手，层层剖析，直到读者完全理解其原理，然后再进行公式推导和应用。而且，书中提供的例题也非常有代表性，涵盖了各种常见的电路拓扑结构和元件组合，并且每个例题的解题步骤都非常清晰，逻辑性极强，让我能够举一反三，掌握解决类似问题的通用方法。总的来说，这本书不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的良师益友，在我学习电路理论的道路上给予了我莫大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对“电路分析”这门课的印象就是一堆枯燥的公式和复杂的电路图，光是想想就头疼。但自从我开始阅读这本《电路分析基础》第四版后，我的想法彻底改变了。张永瑞老师的叙述方式简直太绝了！他能把最抽象的物理定律，用最生动、最形象的方式讲出来。比如，在讲解“基尔霍夫电流定律”时，他没有直接给出公式，而是用一个生动的“交通枢纽”的比喻，把电流的汇聚和分散讲得一清二楚，让我瞬间就明白了它的核心思想。而且，书中对每个章节都设计了不同难度的习题，从最简单的概念题到需要综合运用多种方法的计算题，覆盖面非常广。我特别喜欢那些“思考题”，它们往往能引导我从不同的角度去理解电路的行为，激发我的批判性思维。书中的排版设计也很人性化，重点内容用粗体或特殊颜色标注，公式和定理的推导过程也清晰明了，不会让人眼花缭乱。读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一种享受。它让我觉得电路分析原来可以这么有趣，而且我真的可以掌握它。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经在电子领域工作了几年的工程师，我时常会回顾和巩固基础知识，而这本《电路分析基础》第四版，恰好满足了我的需求。书中对于一些高级概念的讲解，比如“瞬态分析”和“稳态分析”，并不是停留在理论层面，而是深入探讨了不同电路元件在不同工作状态下的行为特征，并结合了实际的工程应用场景。例如，在分析RLC串联电路的暂态响应时，书中详细讲解了阻尼、欠阻尼和过阻尼等不同情况下的电流和电压变化规律，并指出了这些现象在实际滤波器设计和信号处理中的重要性。张永瑞老师在叙述过程中，并没有回避那些复杂的数学推导，但他的推导过程非常清晰，每一步都有明确的逻辑支撑，并且会适时地给出直观的解释，避免了让读者迷失在数学公式的海洋中。此外，书中对于各种等效电路的变换，比如星形-三角形变换，也给出了非常详细的推导和应用实例，这对于简化复杂电路的分析非常有帮助。总的来说，这本书不仅仅是一本入门教材，它所包含的深度和广度，对于想要深入理解电路原理的工程师来说，也具有很高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将进入大学的工科新生，对于电路分析这门课程既充满期待又有些畏惧，因为它听起来就非常“硬核”。偶然的机会，我接触到了这本《电路分析基础》第四版，并被其内容深深吸引。与其他同类书籍不同的是，这本书的语言风格非常亲切，就像是老师在旁边耳语指导一样，没有那些生涩难懂的专业术语堆砌，即使是初次接触电路的读者，也能够轻松理解。书中对于一些基本概念的阐释，比如“电位差”和“电动势”的区别，张永瑞老师运用了很多生活中的例子，比如水塔和抽水机的类比，让我一下子就明白了其中的差异。而且，书中在讲解一些重要的分析技巧时，比如“断开法”和“短路法”，不仅仅给出了公式，还详细解释了为什么这样做，背后的物理意义是什么，这种深入的讲解让我对这些方法有了更深刻的认识。我还特别喜欢书中附带的那些图示，它们清晰地展示了电路的连接方式和电流的走向，对于我这样视觉型学习者来说，真是太有帮助了。这本书让我对电路分析这门课程不再感到陌生和恐惧，反而激发了我深入学习的兴趣，相信它会成为我大学期间宝贵的学习资源。

评分☆☆☆☆☆

这本《电路分析基础》真的是让我眼前一亮，虽然封面看起来比较朴实，但内容之扎实、讲解之透彻，绝对超出了我的预期。刚开始拿到手，我还有些担心，毕竟“基础”这个词有时会让人联想到过于浅显的理论，但事实证明我的顾虑是多余的。张永瑞老师在书中对电路理论的基本概念，如电压、电流、电阻、电容、电感等，进行了极其详尽的阐释，不仅仅是给出定义，更重要的是结合了大量的实际例子和深入浅出的比喻，让我这个初学者也能快速建立起清晰的认知。比如，在讲解欧姆定律时，书中不仅仅是罗列公式，更是通过水流和压力的类比，将抽象的电学概念形象化，让我在脑海中能够“看到”电流的流动和电阻的阻碍。对于节点电压法和网孔电流法这些经典的分析方法，作者的讲解更是循序渐进，从最基础的原理推导开始，一步步引导读者掌握解题思路，并配以大量不同复杂度的例题，覆盖了各种典型电路的分析场景。其中，我尤其欣赏书中对每道例题的详细步骤拆解，每一个公式的应用，每一个数值的计算，都标注得一清二楚，让我能够跟着思路一步步走，而不是仅仅停留在结果上。这种严谨又不失生动的教学方式，让我在学习过程中充满了成就感，也为我后续深入学习更复杂的电路知识打下了坚实的基础。