电工电子学

第1章 电路分析的基础知识 1

1.1 电路和基本物理量 1

1.1.1 电路和电路模型 1

1.1.2 基本物理量 2

1.2 理想电路元件 4

1.2.1 电阻元件 4

1.2.2 电容元件 5

1.2.3 电感元件 5

1.3 电路的工作状态 6

1.3.1 开路状态（空载状态） 6

1.3.2 短路状态 6

1.3.3 负载状态（通路状态） 7

1.4 电压源与电流源 8

1.4.1 理想电压源 8

1.4.2 理想电流源 9

1.4.3 实际电源的模型 9

1.5 基尔霍夫定律 12

1.5.1 几个相关的电路名词 12

1.5.2 基尔霍夫电流定律（KCL） 12

1.4.3 基尔霍夫电压定律（KVL） 13

1.5.4 支路电流法 15

1.6 叠加定理 16

1.7 戴维南定理 17

1.7.1 二端网络 17

1.7.2 戴维南定理及其应用 18

习题 20

第2章 正弦交流电路 25

2.1 正弦交流电路的基本概念 25

2.1.1 正弦量及其三要素 25

2.1.2 相位差 26

2.1.3 有效值 27

2.2 正弦量的相量表示法 28

2.2.1 复数及其表示形式 28

2.2.2 复数运算 29

2.2.3 正弦量的相量表示法 29

2.3 单一参数正弦交流电路 31

2.3.1 电阻元件 31

2.3.2 电感元件 33

2.3.3 电容元件 36

2.4 基尔霍夫定律的相量形式 38

2.5 正弦交流电路的相量分析 39

2.5.1 电阻、电感和电容串联电路及复阻抗 39

2.5.2 电阻、电感和电容并联的电路及复导纳 42

2.5.3 阻抗的连接 44

2.6 用相量法分析复杂交流电路 47

2.7 正弦交流电路中的功率及功率因数的提高 49

2.7.1 有功功率、无功功率、视在功率和功率因数 49

2.7.2 功率因数的提高 50

2.8 正弦交流电路负载获得最大功率的条件 52

习题 53

第3章 三相正弦交流电路 58

3.1 三相电源 58

3.1.1 三相电动势的产生 58

3.1.2 相序 60

3.2 三相电源的连接 60

3.2.1 三相电源的星形连接 60

3.2.2 三相电源的三角形连接 62

3.3 对称三相电路 62

3.3.1 负载？连接的对称三相电路 63

3.3.2 负载△连接的对称三相电路 66

3.4 不对称三相电路 68

3.5 三相电路的功率 71

习题 72

第4章 变压器 73

4.1 变压器的基本结构 73

4.1.1 变压器的用途 73

4.1.2 变压器的基本结构 73

4.2 变压器的基本原理 74

4.2.1 变压器空载运行及电压变换 75

4.2.2 变压器负载运行及电流变换 76

4.2.3 阻抗变换 77

4.3 变压器的外特性、功率和效率 78

4.3.1 变压器的铭牌 78

4.3.2 变压器的外特性 80

4.3.3 变压器的功率 81

4.3.4 变压器的效率 81

4.4 变压器绕组的极性 82

4.5 三相变压器 83

4.5.1 三相变压器的磁路系统 83

4.5.2 三相变压器绕组的接法 85

4.6 其他用途变压器 86

4.6.1 自耦变压器 86

4.6.2 电焊变压器 87

习题 88

第5章 三相异步电动机 89

5.1 三相异步电动机的基本结构 89

5.2 旋转磁场 90

5.2.1 旋转磁场的产生 90

5.2.2 旋转磁场的转向 92

5.2.3 旋转磁场的极数 92

5.2.4 旋转磁场的转速 93

5.3 三相异步电动机的工作原理 93

5.3.1 三相异步电动机工作原理 93

5.3.2 转差率 94

5.4 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 94

5.4.1 电磁转矩 95

5.4.2 机械特性 95

5.5 三相异步电动机的使用 97

5.5.1 铭牌数据 97

5.5.2 三相异步电动机的启动、调速和制动 99

5.5.3 三相异步电动机的选择 102

习题 104

第6章 电气控制技术 106

6.1 常用的低压电器 106

6.1.1 刀开关、主令电器和熔断器 106

6.1.2 交流接触器 109

6.1.3 热继电器和时间继电器 111

6.2 电气控制原理图及基本控制环节 113

6.2.1 电气控制原理图 113

6.2.2 电气控制的基本环节 113

6.3 三相异步电动机的常用控制电路 116

6.4 可编程控制器的概述 120

6.4.1 可编程控制器的定义及特点 120

6.4.2 可编程控制器的组成 121

6.4.3 可编程控制器的工作原理 123

6.5 可编程控制器的编程 124

6.5.1 FX2N系列PLC的面板 125

6.5.2 可编程控制器的编程语言 128

6.5.3 FX系列PLC的编程元件 129

6.5.4 FX系列PLC的基本指令 130

6.6 可编程控制器的应用举例 133

6.6.1 PLC控制系统设计的基本原则 133

6.6.2 PLC控制系统设计的基本内容 134

6.6.3 PLC控制系统设计的一般步骤 134

6.6.4 应用设计举例 134

习题 137

第7章 道桥工程供电设计 139

7.1 三相供电系统 139

7.1.1 发电 139

7.1.2 电能的输送和分配 139

7.1.3 配电 140

7.2 变压器的选择 140

7.2.1 变压器的选择原则 140

7.2.2 工程用电量的估算 140

7.2.3 变压器容量的选择 141

7.2.4 变压器安装位置的确定 142

7.3 配电导线的选择 142

7.3.1 选择导线截面的原则 142

7.3.2 选择导线截面积的方法 142

7.4 道桥施工工程供电设计 144

7.4.1 概述 144

7.4.2 绘制施工现场电力供应平面布置图 144

7.4.3 供电设计实例 148

习题 149

第8章 安全用电 151

8.1 触电 151

8.2 保护接地和保护接零 152

8.2.1 保护接地 152

8.2.2 保护接零 153

8.2.3 三孔插座和三极插头 153

8.3 防止触电的措施 153

8.3.1 安全用电常识 153

8.3.2 安全技术措施 154

8.4 防雷保护 155

8.4.1 雷电的危险 155

8.4.2 防雷设备 156

8.4.3 防雷保护 157

8.4.4 防雷常识 158

习题 158

第9章 直流稳压电源 159

9.1 半导体基本知识 159

9.1.1 本征半导体 159

9.1.2 杂质半导体 160

9.2 PN结 161

9.2.1 PN结的形成 161

9.2.2 PN结的单向导电性 161

9.3 半导体二极管 162

9.3.1 二极管结构 162

9.3.2 二极管的伏安特性 163

9.3.3 二极管的主要参数 163

9.4 整流电路 163

9.4.1 概述 163

9.4.2 单相半波整流电路 164

9.4.3 单相桥式整流电路 165

9.5 滤波与稳压电路 166

9.5.1 滤波电路 166

9.5.2 稳压电路 168

习题 171

第10章 晶体管放大电路 174

10.1 晶体三极管 174

10.1.1 基本结构 174

10.1.2 晶体三极管的电流放大作用 175

10.1.3 晶体三极管的特性曲线及三个工作区域 176

10.1.4 晶体管的主要参数 177

10.2 晶体管放大电路 178

10.2.1 概述 178

10.2.2 电路及各元件的作用 179

10.2.3 工作原理 180

10.3 放大电路的微变等效电路分析法 183

10.3.1 晶体管的微变等效电路 184

10.3.2 放大电路性能指标分析 185

10.4 分压式偏置电路 187

10.5 射极输出器 188

10.5.1 电路的组成 188

10.5.2 电路分析 189

10.6 多级放大器 191

10.6.1 阻容耦合 191

10.6.2 变压器耦合 192

10.6.3 直接耦合 192

10.6.4 多级放大器的性能参数 193

习题 193

第11章 集成运算放大电路 198

11.1 集成运算放大器 198

11.1.1 运算放大器的基本结构 198

11.1.2 集成运算放大器的主要参数 199

11.1.3 运算放大器的3种输入方式 200

11.1.4 运算放大器的理想化模型 201

11.2 运算放大器的输入方式 201

11.2.1 反相输入放大电路 201

11.2.2 同相输入放大器 202

11.2.3 双端输入放大电路 203

11.3 运算放大器的应用 203

11.3.1 加法电路 203

11.3.2 减法电路 204

11.3.3 积分电路 205

11.3.4 微分电路 206

11.3.5 电压比较器 207

11.4 使用集成运放时应注意的几个问题 208

习题 209

第12章 门电路和组合逻辑电路 212

12.1 数制与码制 212

12.1.1 数制 212

12.1.2 码制 214

12.2 逻辑门电路 214

12.2.1 基本逻辑关系 215

12.2.2 复合逻辑关系 216

12.3 逻辑代数基础 217

12.3.1 基本公式 218

12.3.2 基本定律 218

12.3.3 逻辑函数的公式化简法 219

12.4 组合逻辑电路的分析与设计 219

12.4.1 组合逻辑电路的分析 220

12.4.2 组合逻辑电路的设计 221

12.5 常用的组合逻辑电路 222

12.5.1 编码器 222

12.5.2 译码器 224

12.5.3 数据选择器 226

习题 227

第13章 触发器和时序逻辑电路 229

13.1 触发器 229

13.1.1 基本RS触发器 229

13.1.2 同步RS触发器 230

13.1.3 主从JK触发器 231

13.1.4 D触发器 233

13.1.5 T触发器 234

13.2 计数器 234

13.2.1 同步二进制加法计数器 235

13.2.2 十进制计数器 236

13.3 寄存器 237

13.3.1 数码寄存器 237

13.3.2 移位寄存器 238

13.4 波形产生与变换电路 239

13.4.1 555定时器的结构及其工作原理 239

13.4.2 555定时器的典型应用 240

习题 244

附录A 相关技术数据 248

参考文献 261