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CharlesK.Alexander 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111470885

商品编码：1265506604

出版时间：2014-07-01

作  者:(美)Charles K.Alexander；段哲民 等；(美)Matthew N.O.Sadiku 著 定  价:129 出 版 社:机械工业出版社 出版日期:2014年07月01日 页  数:693 装  帧:平装 ISBN:9787111470885 ●出版者的话
●译者序
●前言
●学生须知
●作者简介
●部分直流电路
●第1章基本概念2
●1.1引言2
●1.2计量单位制3
●1.3电荷与电流4
●1.4电压6
●1.5功率与能量7
●1.6电路元件10
●1.7应用实例12
●1.8解题方法14
●1.9本章小结16
●复习题17
●习题17
●综合理解题19
●第2章基本定律21
●部分目录

内容简介

作者对本书作了许多教学方法上的精心细致的安排，这形成了本书的一个明显的特色：每章开头是与该章内容有关的专业性讨论，每章后有小结；所有的原理均通过清晰的逻辑推导得出，提供解答详细的例题和各种类型的大量习题；书中包含PSpice软件仿真内容，并有相应的习题；每章很后一节研究应用实例，帮助学生掌握相关概念和方法的应用。这些特色使本书成为一本明白易懂、内容丰富、条理清晰、富有趣味的教科书。本书除可供电类各专业的学生作为教科书使用外，还适于自学者使用，或供有关技术人员、高校教师参考。 (美)Charles K.Alexander；段哲民 等；(美)Matthew N.O.Sadiku 著 Charles K.Alexander 分别于1967年和1971年获得俄亥俄大学的电气工程学硕士学位和博士学位，现任美国里夫兰州立大学菲恩工学院电气与计算机工程系教授，他于1984年获得IEEE百年奖章，还先后荣获英国工程委员会颁发的杰出教育成就奖和杰出工程教育领导奖。

《基础电子学：原理与应用》 导言 在现代科技飞速发展的浪潮中，电子学已成为不可或缺的基石，渗透到我们生活的方方面面。从智能手机的微小芯片到庞大的电力系统，再到精密的医疗设备和浩瀚的宇宙探索，电子学的原理与技术无处不在，驱动着社会的进步与革新。本书《基础电子学：原理与应用》旨在为读者构建一个坚实而全面的电子学知识体系，帮助初学者跨越入门的门槛，为进一步深入学习和实际应用奠定坚实的基础。我们深知，理解电子学的核心概念和基本原理，是掌握复杂电子系统运作的关键。因此，本书将以清晰、逻辑严谨的方式，循序渐进地揭示电子世界的奥秘，让读者在掌握理论知识的同时，也能体会到电子学在现实世界中的强大应用能力。 第一章：电荷、电流与电压——电子世界的基石 本章将带领读者走进电子学的起点，从最基本的概念——电荷——入手。我们将探讨电荷的本质，理解正电荷与负电荷的相互作用，以及它们在物质中的存在形式。在此基础上，我们将深入理解电流的概念，它不仅仅是电荷的流动，更是能量传递的载体。我们将学习如何量化电流的大小（安培），并了解电流的两种主要形式：直流电（DC）和交流电（AC），以及它们在不同应用场景下的特点。 接着，我们将引入电压这一核心概念。电压是驱动电荷定向移动的“推力”，是电能转化为其他形式能量的必要条件。我们将学习电压的单位（伏特），并理解电压差如何产生电流，以及电压与电荷、能量之间的关系。我们还将探讨电势能和电势的概念，为理解更复杂的电路奠定基础。最后，本章将通过生动的类比和实际例子，帮助读者直观地理解这些抽象的概念，例如将电压比作水压，将电流比作水流，将电路比作管道系统，从而让初学者轻松入门，对电子学的基本要素建立起清晰的认知。 第二章：电阻、欧姆定律与功率——电路中的关键要素 在掌握了电荷、电流与电压的基本概念后，本章将进一步深入探讨电路中的关键要素——电阻。电阻是材料对电流阻碍作用的度量，它决定了电流在电路中的流动情况，并与电能的损耗密切相关。我们将学习电阻的单位（欧姆），以及影响电阻大小的因素，包括材料的导电性、长度、横截面积以及温度。 随后，我们将迎来电子学中最基本也是最重要的定律之一——欧姆定律。欧姆定律揭示了电压、电流和电阻之间的定量关系，是分析和设计电路的基石。我们将详细讲解欧姆定律的数学表达式（V = IR），并提供大量实例，演示如何利用欧姆定律计算电路中的未知量。掌握欧姆定律，就如同掌握了解读电路语言的钥匙。 在理解了电阻和欧姆定律之后，本章将进一步探讨功率。功率是电能消耗或转化的速率，它直接关系到电路的能量效率和发热情况。我们将学习功率的单位（瓦特），并推导出功率的计算公式（P = VI, P = I²R, P = V²/R），理解功率在电路设计中的重要性，例如在选择元器件时如何考虑功率承受能力，以及如何计算电器的能耗。通过本章的学习，读者将能够初步分析简单的电路，并理解电路中能量的转化与分配。 第三章：串联与并联电路——构建基础电路的两种方式 本章将重点介绍构成复杂电路的两种基本连接方式：串联和并联。我们将深入剖析串联电路的特点，即电流在所有元件中是相同的，而电压则分配给各个元件。通过对串联电路的分析，读者将学习如何计算总电阻、总电流和各元件上的电压降。我们将探讨串联电路的优点和缺点，以及在实际应用中的局限性。 随后，我们将详细讲解并联电路。在并联电路中，电压在所有分支中是相同的，而电流则分配给各个分支。我们将学习如何计算总电阻、总电流和各分支中的电流。本章还将对比串联和并联电路的特性，帮助读者理解它们的差异以及各自适合的应用场景。例如，家中照明电路通常采用并联方式，以保证每盏灯都能获得相同的电压，并且一个灯泡损坏不会影响其他灯泡的工作。 通过对串联和并联电路的深入学习，读者将能够理解电流和电压在不同连接方式下的流动规律，为分析更复杂的混合电路打下坚实基础。我们将提供大量的例题，引导读者运用所学知识解决实际电路问题，培养分析电路的能力。 第四章：电路中的开关与导线——控制与连接的基础 本章将把焦点放在电路中最直观的两个组成部分：开关和导线。我们将详细介绍各种类型的开关，从最简单的单刀单掷（SPST）开关到更复杂的单刀双掷（SPDT）、多刀多掷（DPDT）开关，以及它们的原理和应用。理解开关的作用，就是理解如何控制电流的通断，从而实现对电路的启停和功能切换。我们将通过实例说明开关在日常生活中的广泛应用，例如电灯开关、家电的电源开关等。 同时，本章也将探讨导线在电路中的作用。导线是电流传输的“通道”，其材质、粗细和长度都会对电流的传输产生影响。我们将学习导线的基本电气特性，例如电阻率，以及如何选择合适的导线来满足特定的电流需求，避免因导线过细或过长导致电压降过大或发热过量。我们还将简要介绍导线的连接方法，例如焊接、接线端子等，以及保证良好连接的重要性。 本章的目的是让读者认识到，即使是最简单的电路，也离不开对开关和导线的恰当选择与运用。通过本章的学习，读者将能更好地理解电路的实际搭建过程，以及这些看似基础的元件在整个系统中的关键作用。 第五章：直流电源——提供稳定电力的源泉 本章将深入探讨直流电源，这是为绝大多数电子设备提供稳定电力的核心。我们将详细介绍几种常见的直流电源类型，包括干电池（如AA、AAA电池）、蓄电池（如铅酸电池、锂离子电池）以及直流稳压电源。对于每种电源，我们将讲解其工作原理、能量储存方式、电压特性以及优缺点。 我们将重点关注电池的电动势（EMF）概念，它表示电源在不消耗能量时能够提供的最大电压。我们还将讨论电池的内阻，以及它对实际输出电压的影响。此外，本章还将介绍直流稳压电源，它们能够提供恒定且稳定的输出电压，即使输入电压或负载发生变化。我们将简要介绍稳压电路的基本原理，以及它们在电子设备中的重要性，例如保证微处理器稳定工作。 通过本章的学习，读者将对直流电源的种类、特性以及选择有深入的了解，为设计和使用各种电子设备提供必要的知识支持。理解直流电源的工作方式，是理解整个电子系统运行的基础。 第六章：磁场与电磁感应——电与磁的神秘联系 本章将带领读者探索电与磁之间奇妙而深刻的联系，这是一个贯穿电子学诸多应用领域的关键主题。我们将从磁场入手，理解磁场的产生（例如由永磁体或电流产生），以及磁场线的概念，它们直观地描述了磁场的方向和强度。我们将学习磁场强度、磁感应强度等基本概念。 随后，我们将深入探讨电磁感应现象，这是法拉第最重要的发现之一。我们将学习当导体在磁场中运动或磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势（电压），从而引起感应电流。我们将详细讲解法拉第电磁感应定律，并结合楞次定律，理解感应电流的方向。 电磁感应是发电机、变压器等关键电气设备的核心原理。通过本章的学习，读者将能够理解能量如何在电场和磁场之间相互转化，并为后续学习交流电、电动机等更复杂的概念打下基础。我们将通过生动的例子，展示电磁感应在现实世界中的应用，例如无线充电、感应炉等。 第七章：交流电的基本概念——现代电力的脉搏 虽然前几章侧重于直流电，但现代社会绝大多数的电力都是以交流电的形式输送和使用的。本章将重点介绍交流电的基本概念。我们将学习交流电的周期性变化，包括其频率（赫兹）和周期。我们将介绍正弦波作为最常见的交流电波形，并学习如何描述其幅值、瞬时值以及相位。 我们还将引入交流电的有效值（RMS），它表示交流电与具有相同功率的直流电的等效值。理解有效值对于计算交流电路中的功率和电流至关重要。本章还将简要介绍交流电的产生，例如发电机的工作原理。 通过本章的学习，读者将对交流电的特性有初步的认识，了解它与直流电的根本区别，并为理解变压器、交流电机以及各种交流电路的分析打下基础。 第八章：电容器与电感器——能量储存的两种方式 在掌握了电阻、直流电源和交流电的基本概念之后，本章将引入电子电路中另外两种至关重要的无源元件：电容器和电感器。我们将详细讲解电容器的工作原理，它通过储存电荷来储存电能，并根据电荷的积累和释放产生一系列独特的电气特性。我们将学习电容器的单位（法拉），以及影响其电容大小的因素，例如极板面积、介质材料和极板间距离。我们将探讨电容器在滤波、耦合、旁路等电路中的应用。 接着，我们将深入了解电感器。电感器通过储存磁场能量来储存能量，并根据磁场的变化产生自感电动势。我们将学习电感器的单位（亨利），以及影响其电感大小的因素，例如线圈的匝数、磁芯材料和线圈的几何形状。我们将重点讲解电感器在滤波、储能和升压等电路中的应用。 通过对电容器和电感器的深入学习，读者将能够理解它们在储存和释放能量方面的独特作用，以及它们在构成各种滤波电路、振荡电路和能量转换电路中的不可或缺性。 第九章：半导体基础：二极管与三极管——开启电子器件之门 本章将是本书中最具革命性也是最核心的部分之一，我们将开始探索半导体器件，它们是现代电子学的基石。我们将从最基本的半导体材料（如硅和锗）入手，理解它们的导电特性是如何介于导体和绝缘体之间，以及掺杂技术如何改变它们的导电性能，形成P型和N型半导体。 我们将详细讲解二极管的工作原理。二极管是一种具有单向导电性的半导体器件，允许电流从一个方向通过，而阻止电流从反方向通过。我们将学习二极管的伏安特性曲线，理解正向偏置和反向偏置的概念，以及二极管在整流、开关等电路中的应用。 随后，我们将引入三极管（双极性结型晶体管 BJT）。三极管是一种能够放大电流的半导体器件，它具有三个端子，可以通过一个较小的电流控制一个较大的电流。我们将详细讲解三极管的工作原理，包括NPN和PNP型三极管，以及它们在放大电路和开关电路中的应用。 本章的学习将使读者对半导体器件的基本原理有深入的了解，为后续学习集成电路、微处理器等更复杂的电子器件打下坚实的基础。 第十章：运算放大器：模拟电路的瑞士军刀 本章将介绍在现代模拟电子电路中扮演至关重要角色的运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）。运算放大器是一种高增益的差分放大器，具有极高的输入阻抗和极低的输出阻抗，使其能够实现各种复杂的模拟信号处理功能。我们将详细讲解运算放大器的基本符号和理想特性，以及它在实际应用中的各种配置，例如： 同相放大器：输入信号与输出信号相位相同，增益可调。 反相放大器：输入信号与输出信号相位相反，增益可调。 电压跟随器：增益为1，用于隔离电路或缓冲信号。 加法器与减法器：实现对多个输入信号的加减运算。 积分器与微分器：实现对输入信号的积分和微分运算。 我们将通过大量的实例，展示运算放大器在音频放大、信号滤波、波形生成、传感器信号调理等领域的广泛应用。本章的学习将使读者领略到运算放大器强大的功能，以及它在构建复杂模拟系统中的重要性。 第十一章：数字电路基础：逻辑门与组合逻辑 在模拟电子学的世界之外，数字电子学以其精确的逻辑运算和强大的信息处理能力，塑造了我们今天的数字时代。本章将为您揭开数字电路的神秘面纱，从最基本的逻辑门开始。我们将详细讲解与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）这三种基本逻辑门的工作原理，理解它们是如何根据输入的逻辑电平（高电平通常代表1，低电平通常代表0）产生特定的输出逻辑电平。 在此基础上，我们将介绍由基本逻辑门组合而成的更复杂的逻辑门，例如与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）。我们将深入理解组合逻辑电路的概念，这类电路的输出仅取决于当前的输入状态，而与过去的输入无关。我们将通过布尔代数代数和卡诺图等工具，学习如何分析和设计组合逻辑电路，例如译码器（Decoder）、编码器（Encoder）和多路选择器（Multiplexer）。 本章的学习将为您打下坚实的数字逻辑基础，让您能够理解计算机、手机、嵌入式系统等数字设备的核心工作原理，并为进一步学习时序逻辑电路和微处理器等内容做好准备。 第十二章：传感器与执行器：感知世界与控制运动 本章将带领读者关注电子系统如何与现实世界进行交互——即通过传感器感知信息，并通过执行器执行动作。我们将介绍各种常见的传感器，它们能够将物理世界的各种信号（如温度、光照、压力、位置、声音等）转换为电信号。我们将讨论不同类型传感器的原理和应用，例如热敏电阻（NTC/PTC）、光敏电阻、霍尔传感器、超声波传感器、麦克风等。 同时，我们将探讨执行器，它们能够将电信号转换为物理世界的动作。我们将介绍各种执行器，例如电机（直流电机、步进电机）、继电器、电磁阀、LED指示灯等。我们将讲解如何控制这些执行器的运行，以实现特定的物理动作。 通过本章的学习，读者将能够理解电子系统如何在感知环境信息的基础上，做出相应的响应和控制，例如智能家居中的温控器、机器人中的运动控制系统、工业自动化中的生产线控制等。本章强调了电子学在实现智能化和自动化方面的巨大潜力。 结论 《基础电子学：原理与应用》系列课程，以其严谨的逻辑、清晰的讲解和丰富的实例，为读者构建了一个全面而深入的电子学知识体系。从电荷、电流、电压等基本概念的引入，到电阻、电容、电感等关键元件的剖析，再到半导体器件、运算放大器、数字逻辑等现代电子学的核心内容，本书力求为读者提供一个扎实的学习路径。通过对本课程的学习，读者不仅能够掌握电子学的基础理论，更能体会到这些原理在现实世界中的广泛应用，从而激发对电子工程领域的兴趣，为未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。我们相信，掌握了电子学的基本原理，就如同获得了一把开启现代科技之门的钥匙，能够让您更深入地理解和参与到这个日新月异的世界中来。

评分☆☆☆☆☆

我是一名非电子专业的在职工程师，在工作中偶尔会涉及到一些电路相关的任务，但之前一直没有系统学习过。这次为了更好地胜任工作，我选择了《电路基础（原书第5版）》作为我的学习资料。这本书给我最深刻的感受就是它的“实用性”和“全面性”。它没有使用过于晦涩的学术语言，而是用一种比较接地气的方式来讲解。比如，在介绍传感器和执行器的时候，它会直接联系到实际的工业应用场景，这让我觉得学习的知识能够立刻派上用场。书中的每个章节后面都有大量的练习题，而且难度梯度设计得很好，从基础的计算题到稍微复杂一些的分析题，都有涵盖。我每天下班后都会做一些练习，不仅巩固了理论知识，也锻炼了动手解决问题的能力。而且，这本书的排版也很舒服，字体大小适中，段落清晰，阅读起来不会产生疲劳感。我真心觉得，这本书对于任何需要了解电路基础的职场人士来说，都是一本非常值得投资的工具书。

评分☆☆☆☆☆

作为一名工程类专业的毕业生，在工作几年后，我时常会怀念起大学时光，特别是那些曾经伴随我度过无数个夜晚的经典教材。《电路基础（原书第5版）》就是其中一本让我印象深刻的书。我记得当时我们学的版本可能不是第五版，但核心的内容体系是相似的。这本书的强大之处在于，它不仅仅是罗列公式和定理，更注重讲解背后的物理原理和工程直觉。它会用多种方法来解析同一个问题，比如分析一个复杂的电路，既有代数解法，也会从能量守恒的角度去阐述，这能极大地加深我们对电路行为的理解。而且，书中大量的例题都非常贴近实际工程应用，从简单的电阻分压到复杂的放大电路，都能找到原型。这些例题的解析过程详尽，步骤清晰，对于我们这种需要将理论应用于实践的学生来说，是无价的学习资源。我甚至还记得，有一次遇到一个棘手的电路问题，翻阅这本书的某个章节，其中的一个解题思路竟然就给了我灵感，最终解决了问题。这本书的出版，可以说是对无数工程师职业生涯的一次重要赋能。

评分☆☆☆☆☆

初次拿到《电路基础（原书第5版）》，就被它厚重的质感和严谨的排版吸引了。我是一名在校大二学生，接触电路知识也有一段时间了，但总觉得基础不够扎实，遇到一些稍复杂的电路分析时，思路总是有些模糊。这本书的封面设计简洁大气，但正是这种不动声色的沉稳，让我对它充满了期待。翻开目录，我看到了那些熟悉又陌生的章节标题，从最基本的欧姆定律、基尔霍夫定律，到更深入的节点分析、网孔分析，再到暂态响应和交流电路，逻辑清晰，循序渐进。每一章的开始，都会用一些生动的图示或者实际应用的例子来引入概念，这让我觉得学习过程不再是枯燥的公式推导，而是与现实世界紧密相连的探索。我特别喜欢它在讲解理论知识时，会穿插一些“思考题”或者“小贴士”，引导我去主动思考，而不是被动接受。有时候，一个小的提示就能瞬间点醒我之前困扰的难题，这种“润物细无声”的教学方式，真的非常有效。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习电路知识，就像是学习一门全新的语言，而《电路基础（原书第5版）》就是这门语言的“词典”和“语法书”。我是一名刚刚接触电子技术领域的研究生，之前的背景偏向理论研究，对于具体的硬件实现了解不多。这本书就像一位经验丰富的老教授，循循善诱地将我领进了电路的大门。它对概念的阐述非常到位，不会让你感觉云里雾里。比如，在讲解电容和电感的时候，它会用非常形象的比喻来帮助理解它们的充放电特性和储能作用，这比纯粹的数学公式要直观得多。书中的插图和示意图也画得极其精美，对于理解电流的流向、电压的分布非常有帮助。我尤其欣赏的是，它在介绍每一个新的概念或定理时，都会与其前后的知识点建立起联系，让你看到整个知识体系是如何构建起来的。这种宏观的视角，对于初学者来说尤其重要，能够避免碎片化的学习。我已经开始尝试用书中的方法来分析一些简单的模拟电路，感觉效率提升了不少。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我购买《电路基础（原书第5版）》的时候，并没有抱太大的期望，觉得不过是一本普通的教材罢了。但当我开始翻阅它的时候，我的看法彻底改变了。这本书最大的特点就是它的“深度”和“广度”。它不仅仅停留在基础概念的介绍，而是深入到每一个公式的推导过程，甚至是定理的证明。对于那些希望刨根旁根、理解透彻的读者来说，这本书无疑是一个宝藏。而且，它还涵盖了许多在入门级教材中很少见到的内容，比如一些高级的分析技术和对非线性电路的初步探讨。这对于我这种有一定基础，想进一步拓展知识面的读者来说，正好满足了我的需求。我特别喜欢它在讲解一些复杂问题时，会提供多个不同角度的分析方法，有时候甚至是作者的独到见解。这种多维度、深层次的讲解，让我受益匪浅。我可以毫不夸张地说，这本书是我近年来阅读过的最具有启发性的技术书籍之一。

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不错

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感觉还好，应该不错

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外国的教材跟国内就是不一样，一样是基础，人家却讲得那么细，

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感觉不像正版的

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书本印刷质量和纸张很好，内容很全面

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很厚一本书，需要很长时间才能看完

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跟同学买的差不多

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还行，吧

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书很好