电路分析基础（Essentials of Circuit Analysis）（10版）书评

王仲奕

(西安交通大学电气工程学院  副教授)

一、作者（Robert L.Boylestad）的教学思想和教材工作

《电路分析基础》是《电路分析导论》（Introductory Circuit Analysis）第十版。作者说之所以选择在同样的主题上再出版另一本书是考虑到：

（1）    (1) 在最近几年内，毕业后从事工业生产的学生对这样一本主要面向工作中的电路概念的专著的需求正在增长。
(2) 为实验室以及实际工作中的学生提供一本更具现实意义的书籍，这样一本专著，应该确保读者对最重要的定理和概念有清晰和准确的理解，即在某些特殊的重要的方面增强，在一些不很重要地方则进行压缩删减。

作者从这样的思想出发，在编写电路分析基础10版时，不是在上一版的基础上进行简单的移动或合并章节，而是审阅了每一个主题，确定了什么是真正重要的，然后按照自己在教室上课的思路来书写相应章节的内容。因此在表述的步骤、层次、方法以及内容上都几乎没有保留之前版本中的内容。教材的设计，尽力做到：

（1）    有条理的清楚明了的解释，使容易讲述和容易阅读。采用的方式一是借助于大量的实际网络结构来阐述如何绘制电路图，书中所有的插图都用颜色和阴影进行分类，附加大量的结合了3D效果的真彩照片和图表，通过视觉学习来增强解释和说明分析观点的力度。二是格式的设计确保学生能够了解从书中应当学到哪些概念。在每一章的开头都列有本章的学习目标，在每一章结束都列有本章总结以及公式列表。

（2）    注重实用性。采用的方式一是保持与实际工作的紧密关联，全书包含了各种仪表设备的实物图片和应用介绍。二是简化了分析方法，删除了一些特殊方法。为了给更重要的概念留有更多的篇幅，删除了受控源的内容，删除了替代理论、密尔曼理论以及互易定理等理论。

    从作者的教学思想和教材工作可以看出，作者具有丰富的教学实践经验，整个教材工作贯穿了作者教学和实践体会，从提高学习效率、提高教学效果，更具实用性、现实性和科学性两个方面组织教材内容，显现作者的个人风格和特色，这是我们应该学习的。我们的教材写作往往先成立一个编写小组，由小组成员讨论写作大纲，然后划分个人负责的写作章节，最后主编统稿。这样的方式方法好处是可以集思广益，缺点是由于每一个人的工作阅历、教学体会、实践经验的不同，很难有统一的认知，最后造成再版的教材往往是在前一版的基础上简单的移动或合并章节，教材写作成了剪刀加浆糊的剪贴，缺乏个人风格和时代的特色。因此，如何用我们的方法写出有特色的教材是一个需要认真研讨的问题。

二、教材内容设计

     教材分共18个章节。1-9章为直流电路，包括引言，电压和电流，电阻，欧姆定律、功率和能量，串联电路，并联电路，串并联电路，分析方法，网络定理。第10-11章介绍电容和电感，包括一阶动态电路的基本概念和分析方法。第12-18章介绍交流电路，包括正弦交流波形，基本元件和相量，串联和并联交流电路，串并联交流网络和功率传输，交流分析方法和定理，谐振和滤波器，变压器和三相系统。

    教材附录有8个内容： 单位换算、PSpice和电子工作台介绍、线性代数方程组的求解；圆柱形电容色码，希腊字母表、磁参数转换、最大功率传输条件、章节末奇数编号的习题答案。

从教材的章节安排包括附录内容可以看出，内容划分的很细，直流部分占的比重很大，注重基本原理和基本概念以及基本应用。内容设计比我们高校的教材来的浅显。这样做达到了作者使教材易读易学、实用性强的目的。作者的做法值得我们思考，我们的教材包含的内容很多，几乎是面面俱到，而实际上，面临的情况是教师少、学生多，学时少，因而不可能完成教材上的所有内容，往往是一本教材有半本不讲，我们是否也可以把教材写的细致一些，抓住主要内容，突出实际应用，使教材真正发挥传递知识，培养素质和能力的作用。

三、教材的主要特色

纵观全书，会发现本书具有如下特点：

1.强调实用性和操作性。

作者认为教材要为学生的今后实际工作提供具有指导意义的实用的东西，因此，全书在内容上强调实用性和操作性。具体的做法是：

（1）强调基本计算技能的培养

如第1章有12个小结，花了大量篇幅介绍了电学中的测量单位、单位换算、符号、计算器的使用、计算机在电路分析中的使用。在后续章节中，针对不同的章节特点，对遇到计算的问题，如复数运算、三角函数运算、指数运算等，都详细介绍计算器的运算过程，在每一章的最后一小节都给出应用计算机分析的算例。作者认为这些是教师和学生自信很熟练的内容，但往往是最容易出错且不断继续出错的地方，反映出学生并没有真正掌握这些内容，而这些内容又是实际应用中很重要的部分，应该加强，让使用者了解自己的计算能力以及局限。

（2）强调基本实验技能的培养

书中仪器设备的介绍频繁出现，详细的介绍了实验技术。如在第2章介绍电压、电流时，用2.10小节专门介绍电压表和电流表的类型、接线和操作方法，在3.9小节介绍欧姆表和欧姆表的操作使用方法，在介绍能量时介绍了电表及电表读数，后面陆续介绍功率表、信号发生器的使用方法，用数字表测电容和电感以及测绝缘性能的方法等等。为了确保学生正确理解基本仪器的使用，教材中在线路网络草图中采用了实际仪器仪表。作者认为学生经常简单的将仪器应用在线图中，而对测量结果混淆和不理解的现象时常发生，说明常用电工仪表的操作和使用方法不是一个简单的问题，它和电路理论是密切相关的，也是实际应用中很重要的部分，是应该加强的部分，这是为了帮助学生为实际工作以及实验做好准备。

2. 强调现实性和应用性

全书在内容上更注重现实意义和应用性。表现在：

（1）              注重基本理论和相关知识的联系

比如，第2章介绍电压、电流时用2.6小结专门介绍了电池的额定安时，作者认为在实际应用中，电池的额定安时甚至比电池的额定电压还要重要，进而用2.7小节介绍了影响电池寿命的因素，在2.8小节介绍了导体和绝缘体，给出了常用导体的电导率、常用绝缘材料的绝缘强度和绝缘子等绝缘器件及其应用。又如第三章介绍电阻时，在介绍电阻率和电阻率的计算方法时还介绍了工业中常用的圆密耳单位制；在3.3小节介绍了电缆，给出了实际电缆的结构尺寸、电阻和最大电流的数据表，3.4小节讨论温度对电阻的影响，3.5介绍了超导体性能，3.6小节介绍了各种固定和可调电阻的结构，以最近使用较多的薄膜电阻为主，而不再是碳质电阻，3.7小节详细介绍了电阻的色码。在第4章介绍功率和能量时，介绍了目前家用的断路器，熔断器和限流保护装置，在介绍电感时，给出了常用的电感器及磁路的概念。17章介绍谐振和滤波时对分贝进行了详细的讨论。等等。这些相关知识的介绍不仅加深了对理论的理解，而且扩展了知识面。

（2）              注重理论的实际应用

为了加强理论和实际的联系，作者在每一章都加了实际应用一节，如第2章介绍手电筒、车用充电器和直流电源转换器，第3章介绍电加热装置，测量强度和应变的概念，第4章介绍家用导线，第5章介绍串联控制电路及在节日灯光装饰中和微波炉中的应用，第6章介绍汽车系统和家庭电力布线原理，第7章介绍汽车加速电路，第8章介绍恒定电流警报系统，第9章介绍对讲系统，第10、11章介绍照相机闪光灯、第12章交直流电源转换器和三相及两相插头等等，作者精心选取的实例一是为了激发学生学习的兴趣，二是让学生了解实际系统中的电路类似于教材中的哪部分内容以及特定的电路元件在系统中起了什么作用，三是通过实际系统的工作原理了解该章内容的应用背景。

3.强调基本理论和分析方法

全书在内容选择上也更注重基本理论和分析方法的应用性。体现在以下几方面：

（1）    对基本理论给与更多的关注

作者认为对一些基本的重要的概念在教材中应加强，即留有更多的篇幅。如作者感觉在实际应用中串并联网络的概念是非常重要的，它们向学生揭示了许多的电路基本定律，而这些定律又在后续的章节中起了重要作用，因此，书中分别用第5章和第6章介绍串联、并联电路，通过类推、电路图以及实例对每一个概念进行详细的描述，让学生对其中的原理有了更深入的理解。用第7章介绍串并联电路，作为对之前两章中所学概念的测试。作者认为功率三角形的概念在实际应用和分析计算中的作用很大，因此给与强调和加强。

（2）    内容选择上更注重应用性

作者没有将所有电路理论以及电路分析方法全盘列举，而是根据实际中使用的程度判定其重要性，突出那些经常使用的相对更重要定理等内容??如戴维宁定理、叠加定理以及功率三角形等，而适当压缩那些不常用的知识点，甚至删减??如受控源、替代定理、密尔曼定理以及互易定理等。

（3）    内容表述上注重简单易懂

作者在内容表述上为了达到简单易懂，一是采取图文并茂的表述方式，如为了保证学生理解创建电网络图的过程，开始的几个图都是由线路网络草图演变而来的，在电路图中使用实际的电流计、电压计等，这些大大增强了读者对电路的感性认识。二是在全书中大量使用了类比的方法，比如通过结绳和水管来阐述串并联电路，使得本书阅读起来具有很好的趣味性，更加通俗化。删除大量的数学推导。三是全书在概念、定理阐述上都力求最少的数学公式推导，而把更多的时间放在帮助学生理解公式、结论以及每一个结论方程的应用上。如第8章中介绍回路法和结点法的步骤减少了，但例题的求解步骤很详细，广义网孔和广义节点的概念及近似方法被安排在后续的小节中，让电路分析方法从一开始看起来就不是那么的复杂。又如介绍△-Y变换时省略了具体的推导。电容和电感两章（第10、11章）的描述采用更少的数学方法，用大的篇幅介绍每种元件的基本特性、瞬态响应，计算器的使用，单元部件铭牌数据的读取，以及相关的仪器设备方面。再如交流电路分析中，求解方法更多的采用丰富的彩图以及注释，直接引入正弦波形的加减，而不是复杂的求导，17章谐振和滤波中删除了有关波特图的主要内容，避免了推导以及特例。

总之，全书在讨论中尽量使用较少的数学方法的求解过程，不是仅仅依靠数学推导的结果。这样使教材阅读起来不是那么困难了，避免了让学生过早的接触复杂的内容，便于学生在学习中建立信心。

（4）    内容编排上强调由简至难的自然过渡

全书完全按照作者在课堂上讲课的过程编写，按作者本身的教学体会以确保学生能够更好的接受所学知识出发，即知识点内容的出现顺序并不是完全按章节类容分类，比如在讲述并联电路时并没有提出电导的概念，仍然使用电阻的观点，而电导的概念是在之后的章节才出现；电流源以及电源等效互换的概念在第8章介绍回路法和结点法之前才出现，又如将原先磁路一章的内容打散，把磁路的许多重要内容穿插在全书中，但不作深入讨论。把变压器以及三相系统安排在了一章中。再如一阶瞬态电路的讨论分在电容和电感两章（第10、11章），在介绍电场、电容、实际电容器和电容测量后，接着就讨论电容的充、放电过程和计算，然后讨论对充放电过程影响的因素?时间常数和初始条件。

纵观全书可以看出，作者的教材编写方法与通常的教材在内容、层次安排和重点把握上有很大的不同，是打破常规的。这样的设计方法可能不被所有专家认同，但这是作者的教学实践体会的总结，他认为这样做可以达到由简至难的自然过渡，就像流水一样自然，从而使学生能够更好的接受理论和概念，可以使学生在学习过程中不断建立信心，每个专题相关的大部分重要概念都应该建立在为学生进入工业打好奠基的理解层次上。作者的思想体现在教材中，使教材更像一部极具实际使用性的专著和工作中电路分析的使用手册。

作者的工作提示我们，教材不应该是编写的，而应该是作者教学和科研工作的理论与实践应用的体会和经验总结，教材不应该仅仅是知识点的解释和罗列，而应该体现作者的智慧和创造，教材不应该以专家的认知为标准，而应该以学生的理解和应用为本。由于每一个人的阅历、知识的理解、实践的过程和体会等等是千差万别的，不能用统一的标准衡量，只有写出自己的体会，才能凸显作者的风格、才智，才能避免教材的雷同，才能让所有的人通过阅读不同的教材吸收更丰富的营养。