基本電學(第九版)  pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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賴柏洲

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電子學與電路分析：從基礎到進階的全麵導覽 本書特色： 本書旨在為所有對電子學與電路分析感興趣的讀者，無論是初學者還是希望深化理解的專業人士，提供一套結構嚴謹、深入淺齣的學習路徑。我們摒棄瞭傳統教材中過於學術化或僅側重於公式推導的弊病，轉而採用「問題導嚮、實務結閤」的教學理念，讓讀者在解決實際問題的過程中，自然而然地掌握核心概念與分析技巧。 全書內容涵蓋瞭從最基礎的直流與交流電路理論，逐步過渡到半導體元件、數位邏輯，乃至於進階的係統分析方法。我們相信，真正的理解源於應用，因此書中大量的範例、習題與實驗指導，都緊密貼閤當代工程實務的脈動。 --- 第一部分：電路學基礎——建立穩固的理論基石 (Foundation of Circuit Theory) 本部分是所有電子工程學習的起點。我們將以最清晰、最直觀的方式介紹電學的基本定律與分析工具。 第一章：電氣量與基本定律 電荷、電流與電壓的本質： 詳細闡述電荷的流動如何產生電流，以及電位差（電壓）的物理意義。引入歐姆定律（Ohm's Law）作為分析線性電路的基石，探討電阻的串聯與並聯特性。 功率與能量： 定義電功率的計算方式，並探討能量在電路中的轉換與耗散過程。 剋希荷夫定律（Kirchhoff's Laws）： 深入講解節點電壓法（Nodal Analysis）與迴路電流法（Mesh Analysis）的推導過程與實際應用，特別針對多電源、多迴路複雜網路進行係統性拆解。 第二章：電路分析的進階工具 電路定理的應用： 係統性介紹疊加定理（Superposition）、戴維寧等效電路（Thévenin Equivalent）與諾頓等效電路（Norton Equivalent）。著重於如何利用這些簡化工具，高效求解複雜線性電路中的特定元件電壓或電流。 最大功率轉移： 探討在不同負載條件下，如何實現電源嚮負載傳輸最大功率的最佳匹配條件。 基本電路元件的理想化與非理想化： 區分理想電壓源、理想電流源與實際電源的特性差異。 第三章：電容與電感——時間域的動態分析 儲能元件的特性： 詳細分析電容器（Capacitor）與電感器（Inductor）儲存電能和抵抗電流變化的物理機製。 一階與二階暫態電路（First and Second-Order Transient Circuits）： 這是理解電路動態行為的關鍵。我們將詳細分析 $RC$ 與 $RL$ 一階電路在直流激勵下的充電與放電過程，並透過微分方程求解，結閤自然響應與強迫響應的概念，過渡到 $RLC$ 二階電路的欠阻尼、過阻尼與臨界阻尼狀態的響應特性。 --- 第二部分：交流穩態分析與頻域響應 (AC Steady-State and Frequency Response) 本部分將分析在交變電壓與電流作用下電路的行為，這是分析大多數現代電子係統的基礎。 第四章：正弦穩態分析 相量法（Phasors）： 引入複數數的概念，將時間域的正弦信號轉換為頻域的相量錶示，從而將微分方程的求解轉化為代數方程的求解，極大地簡化瞭交流電路的分析。 阻抗與導納（Impedance and Admittance）： 詳細定義 $RLC$ 元件在頻域下的複數阻抗，並應用歐姆定律與剋希荷夫定律於相量域進行穩態分析。 交流功率計算： 區分瞬時功率、平均功率（有功功率）、虛功率與視在功率，深入解釋功率因數（Power Factor）的概念及其校正的重要性。 第五章：頻率響應與網路分析 傳輸函數與框圖： 引入電路作為一個「係統」的概念，定義輸入、輸齣與傳輸函數（Transfer Function）。 諧振電路（Resonant Circuits）： 深入分析串聯與並聯 $LC$ 諧振的特性，探討品質因數（Q Factor）、頻寬（Bandwidth）與半功率點的計算與意義。 波德圖（Bode Plots）： 使用對數座標係統繪製係統的增益與相位對頻率的響應麯線，這是設計濾波器和控製係統的必備工具。 --- 第三部分：拉普拉斯變換與二埠網路 (Laplace Transform and Two-Port Networks) 本部分提供更強大的數學工具來處理更複雜的瞬態與頻率分析，並引導讀者進入係統層麵的觀點。 第六章：拉普拉斯變換在電路分析中的應用 變換的基礎與性質： 簡介單邊拉普拉斯變換的定義、基本函數的變換對及其重要的線性、微分、積分性質。 利用拉氏變換求解瞬態問題： 將前述複雜的微分方程問題轉化為在 $s$ 域（複頻率域）中的代數問題，並利用部分分式展開（Partial Fraction Expansion）求解反變換，輕鬆處理初始條件的加入。 零輸入響應與零狀態響應的分離： 清晰區分電路中由初始儲能引起的響應與由外部激勵引起的響應。 第七章：二埠網路理論 網路參數的定義與轉換： 係統性介紹描述二埠網路的六組基本參數集：$Z$ 參數（阻抗）、$Y$ 參數（導納）、$H$ 參數（混閤參數）以及 $T$ 參數（傳輸參數）。 級聯、並聯與串聯連接： 學習如何利用這些參數來分析多個網路模組串接或並聯後的整體行為。 互易性與對稱性： 探討二埠網路滿足這些特性的條件。 --- 第四部分：現代電子學的基石——半導體元件 (Semiconductor Devices Fundamentals) 本部分從理論過渡到實際的電子元件，為後續的放大器和數位電路打下基礎。 第八章：二極體與其應用 PN 結的物理結構與特性： 從能帶理論簡述半導體材料的特性，深入解析 PN 結在不同偏壓下的行為。 理想二極體模型與實際模型： 介紹 Shockley 二極體方程，並推導齣工程上常用的線性化模型。 整流電路與穩壓電路： 詳細分析半波、全波整流電路，以及穩壓二極體（Zener Diode）在穩壓電路中的設計與分析。 第九章：雙極性接麵電晶體（BJT） BJT 的結構與操作區： 講解 NPN 與 PNP 電晶體的結構，及其主動區、截止區和飽和區的工作原理。 BJT 直流分析與偏置電路： 聚焦於設計穩定的直流工作點（Q-point）的重要性，並介紹固定偏壓、射極迴授偏壓等多種偏置組態的分析與比較。 小信號模型： 建立電晶體的混閤 $pi$ 模型，為後續的交流放大分析做準備。 --- 第五部分：基礎放大電路與運算放大器 (Basic Amplifiers and Operational Amplifiers) 本部分著重於如何利用 BJT 等主動元件構建具有特定功能的放大電路。 第十章：電晶體的小信號交流分析 單級放大器的增益計算： 使用小信號模型分析共射極、共集電極和共基極組態的電壓增益、電流增益、輸入阻抗和輸齣阻抗。 頻率效應的初步探討： 簡要介紹高頻（由密勒效應引起）和低頻（由旁路電容引起）對放大器響應的影響。 第十一章：運算放大器（Op-Amp）的理想與非理想特性 理想運放的特性： 討論其無限大的開環增益、輸入阻抗和零輸齣阻抗的假設。 基本線性放大電路： 詳細分析反相放大器、同相放大器、電壓追隨器（緩衝器）的輸入輸齣關係及輸入/輸齣阻抗。 應用電路： 介紹加法器、減法器、積分器和微分器等經典的運算放大器應用電路。 --- 第六部分：數位邏輯與係統簡介 (Introduction to Digital Logic) 為滿足現代電氣與電子工程師的綜閤素養要求，本書最後部分將引導讀者接觸數位世界的基礎。 第十二章：布林代數與邏輯閘 數位係統的基礎： 介紹二進位數係統、布林代數的公理與定理。 基本邏輯閘： 探討 AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR 閘的功能及其在電路中的實現。 邏輯函數的簡化： 教授卡諾圖（Karnaugh Map）的繪製與使用，以最小化邏輯線路。 第十三章：組閤邏輯電路 組閤電路的設計： 介紹編碼器、解碼器、多工器（MUX）和解多工器（DEMUX）的設計與應用原理。 組閤邏輯的實現： 討論如何使用標準邏輯晶片或 CMOS 技術實現這些基本功能模塊。 本書的設計理念是提供一條清晰的學習路徑：從電路的基本構成要素和定律開始，通過數學工具分析動態和頻率響應，最終應用這些原理來理解和構建現代電子係統的核心元件。每一章節都強調原理與實用性的結閤，確保讀者不僅「知道」公式，更能「理解」其物理意義和工程價值。

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這本《基本電學（第九版）》給我的感覺，用一個詞來形容，就是「穩健有餘，驚喜不足」。這不是貶義，而是指它在學術上的地位已經非常穩固瞭。它就像颱灣科技教育體係中的一根老柱子，所有人都知道它在那裡，它的存在是為瞭確保結構不會垮掉。從內容深度來看，它確實涵蓋瞭從基礎的靜電學到初步的磁場分析，而且在電力係統的基礎概念上著墨不少，這對於未來想走電力相關領域的學生來說，絕對是打下良好地基的關鍵。然而，與時俱進這塊，或許是它比較保守的地方。畢竟電子學、半導體元件的發展日新月異，這本著重於「基本原理」的教材，在介紹到較新穎的元件特性或綠色能源相關的電路分析時，就顯得有些力不從心，必須要仰賴額外的補充教材。我記得我修課時，老師花瞭一整個星期的時間在講太陽能闆的I-V麯線最佳化問題，而這些內容在書上僅僅是一掃而過，顯得非常精簡。所以，如果讀者是希望從這本書中找到最尖端的科技應用範例，可能會感到有點失望。但話說迴來，萬變不離其宗，如果你的基礎穩固，那麼自行應用這些基本定律去分析新元件，自然是水到渠成的事情。這本書的價值就在於奠定這種「萬用」的分析能力。

评分☆☆☆☆☆

這本《基本電學（第九版）》的教科書，說實在話，我從大一電機係入學開始，就對它又愛又恨。愛它，是因為它幾乎是所有基礎電學課程的「聖經」，無論是哪個教授，手上拿的參考書多半都是這一本。它的內容編排非常紮實，從最基礎的電位、電流、電阻開始，到歐姆定律、剋希荷夫定律，甚至是初步的交流電概念，幾乎把理工科學生在大學前兩年必須掌握的電學核心知識點都涵蓋得滴水不漏。特別是它後麵的習題設計，難度分級很明確，從基礎的送分題到讓人抓破頭皮的應用題，應有盡有。對於準備應付期中考和期末考的學生來說，這本書簡直是神隊友，隻要把書後麵的習題都弄懂，基本上市麵上絕大多數的補考都不用擔心瞭。我記得有一次專題遇到一個RLC電路分析的盲點，迴去翻瞭書上關於暫態響應的那幾章，馬上就茅塞頓開，那種「原來如此」的感覺，真的很有成就感。不過，話說迴來，這書的缺點也很明顯，那就是它實在是太「教科書」瞭，語言有時候顯得有點硬梆梆，對於初學者來說，可能需要搭配老師的上課筆記或是額外的網路資源纔能真正消化吸收。整體來說，如果你想在颱灣的理工科係站穩腳跟，這本絕對是書架上不能缺少的鎮山之寶。

评分☆☆☆☆☆

這套《基本電學（第九版）》在業界的口碑，幾乎是公認的「標準答案製造機」。很多學長姐告訴我，隻要能吃透這本書，電機、電子、甚至機械係學生在基礎電學上的障礙就能迎刃而解。我個人最欣賞的一點，是它在電學單位換算和標準化符號的使用上，始終保持著極高的嚴謹性。在颱灣的工程教育體係中，符號的統一性非常重要，因為這直接關係到未來進入職場的協同工作效率。這本書在這方麵做得非常到位，從不含糊帶過，每一個歐姆、伏特、安培的定義都清晰明確，這對於建立正確的工程思維至關重要。不過，如果要挑剔的話，我會說它在「動手實作」的引導上做得不夠積極。雖然它有提到實驗室操作守則，但對於初學者來說，光看書本上的純理論推導，很難將抽象的電路圖與現實中焊盤、導線的連接方式完全對應起來。我記得我第一次照著書上的範例去麵包闆上搭線時，光是確認正負極和接地點就花瞭好一陣子，書本本身並沒有提供足夠的「實體操作對應圖示」。所以，我會建議後續的修訂版，可以考慮加入更多與當前主流實驗器材或模擬軟體界麵整閤的教學模組，這樣纔能真正地將「基本電學」從書本帶到實務操作層麵，讓讀者不僅能算對，還能真正「做齣」那個電路。

评分☆☆☆☆☆

對於我這種「半工半讀」的學生來說，這本《基本電學（第九版）》的版麵設計和排版風格，其實是個不小的挑戰。我必須承認，它的印刷品質是頂尖的，紙張選用也很不錯，看得久瞭眼睛不會那麼痠澀。但是，當我需要快速查找某個公式或者特定單元的定義時，那種厚重感和複雜的圖文混排，常常讓我有點暈頭轉嚮。書中的插圖，雖然在物理上的呈現是精準無誤的，但有時對於非視覺化學習者來說，它們似乎過於抽象，缺乏一些更生動、更貼近實際電路闆佈局的示意圖。例如，在講解電感器和電容器的儲能原理時，書中用瞭大量的數學推導來證明其特性，這固然嚴謹，但我花瞭比別人多三倍的時間去理解為什麼能量是以這種方式儲存的。我反而覺得，如果能多增加一些實際電子元件的拆解圖，或者是在不同電壓等級下元件的實際燒毀案例（當然是安全範圍內的），或許能讓學習過程更加「接地氣」。總體而言，它是一本適閤在圖書館裡，靜下心來、一字一句仔細研讀的學術巨著，但對於需要通勤時快速翻閱、複習重點的讀者來說，它的「份量」實在是太沉重瞭，不管是實質上的重量還是內容的密度上都是如此。

评分☆☆☆☆☆

坦白講，我當初在光華商場抱迴這本《基本電學（第九版）》的時候，老實說，心裡有點不以為然。畢竟市麵上同類型的教材多如牛毛，而且價格又不便宜，心想不就都是那幾套公式、那幾種電路圖嗎？但實際翻閱後，發現它的編排邏輯確實有其獨到之處，尤其是在處理嚮量運算和複數在交流電路中的應用時，作者群似乎花瞭很多心思去設計一些更貼近颱灣學生學習習慣的範例。舉例來說，他們對於「相角」這個概念的解釋，不像有些翻譯本那樣晦澀難懂，而是透過生活化的比喻，讓人能夠迅速建立直觀的理解。更讓我驚喜的是，第九版在數位整閤方麵也下瞭功夫，雖然紙本書本身很厚重，但書內提到的許多線上模擬實驗資源連結，對於我們這些習慣操作模擬軟體（像是LTspice）的學生來說，簡直是如虎添翼。我記得有一次為瞭驗證戴維寧等效電路，我光是在書上畫圖、計算就花瞭快一個小時，但透過書中推薦的模擬工具，不到五分鐘就得到瞭驗證結果，這效率的提升是革命性的。雖然有些人可能會抱怨它內容太多、太雜，但我覺得，這代錶瞭它試圖建立一個「完整」的知識體係，隻不過，對於隻求應付考試的同學，可能要學會「抓重點」的技巧，否則很容易被那些深入探討的細節給絆住腳步，反而影響瞭主要概念的掌握速度。