电工电子技术

基本内容

本书采用项目式教学形式，全面、系统、深入地讲述了电工技术和电子技术的基本知识和技能培养。具体内容包括：直流电路的基本理论及基本分析方法、正弦交流电路、磁路与变压器、电动机及控制基础、电气安全知识、半导体器件、集成运放及其应用、数字电路基础。以直流电路的基本理论及基本分析方法为基础展开相应的电工电子方面知识的讲解。

作者简介

作者有坚实的专业知识理论基础，同时，在企业一线的扎实工作培养了他对职业教育知识内容教授的针对性和思想性，他对知识点的了解和讲解，牢牢把握能用、够用、实用。

序言

为贯彻落实教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》和《教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见》的精神，加强教材建设，确保教材质量，中国电力教育协会组织制订了普通高等教育“十一五”教材规划。该规划强调适应不同层次、不同类型院校，满足学科发展和人才培养的需求，坚持专业基础课教材与教学急需的专业教材并重、新编与修订相结合。本书为新编教材。

电工技术是工科各机电类专业的专业基础课。这些年来，电工技术尤其是电子技术在各个领域的发展可以说是日新月异，同时高等教育的理念和对象也发生了很大的变化，信息量的增加和课时数的减少已经成为制约电工技术教育的瓶颈，为此编者根据多年来教学的经验和当今的实际编写了这套教材。

本教材参考了大量的经典电工技术教材和近年出版的各类电子技术、电工和电子技术教材，也吸取了一些电子技术应用书刊杂志的精髓，本着基础求实、专业应用求广的精神精选而成。

本教材在理论分析的同时更着重实际应用，力求使学生在懂得分析原理的同时更能知道电路的用途。在本书编写过程中遵循下列规律：

（1）提出问题。通过对已知的常识和结论分析，找出存在的问题。

（2）解决问题。通过该章节的方法来解决问题。解决问题的办法既要有理论推导分析，也要有具体方法介绍，对一些较常使用的电子线路如功率放大器、振荡电路等的应用进行了一些专门介绍。

（3）总结归纳解决问题的方法，指出其适用范围。

全书除注重对经典电子线路进行推理、分析和计算外，突出实际应用的主线，介绍一些较成熟的集成电路应用。教学内容安排上注重前后联系，培养学生能看懂电子线路、会分析计算电子线路的一些主要参数、能比照选择电子线路和电子元器件，其间穿插了一些电子线路的应用实例和安装调试技巧；通过对电子技术知识的层层深入解剖，了解人们认识自然世界的科学规律，为今后的学习打下良好的基础。

本书可作为电力、电子、自动控制、机电一体化等专业的本科学习教材，参考教学时数为80学时。

本书由郑宗亚主编并担任统稿工作，华北电力大学的刘向军为副主编，参加编写的人员有：赵冰洁（第十章）、何敏（第十一章）、韩金刚（第十五章）、郭焱（第十六章）、刘鼎（第十七章）。上海海事大学教务处和电气工程系电力电子教研室的全体同仁也给予了积极鼓励和支持。

本书由东北电力大学的韩学军教授主审，并提出了积极宝贵的意见，在此谨向其表示衷心感谢。

由于本人水平有限，初次编写教材，中间难免有疏漏，恳请读者批评指正。

目录

第1章电路的基本概念和基本定律1

1.1电路的基本概念1

1.1.1电路和电路图1

1.1.2电路的功能2

1.1.3电路的主要物理量2

1.2简单直流电路的分析5

1.2.1部分电路欧姆定律5

1.2.2电阻的连接6

1.2.3全电路欧姆定律8

1.2.4电路的3种状态8

1.3基尔霍夫定律9

1.3.1基尔霍夫第一定律10

1.3.2基尔霍夫第二定律11

1.3.3支路电流法12

1.4有源电路的等效变换13

1.4.1独立源13

1.4.2受控源16

1.4.3戴维南定理16

1.4.4负载获得最大功率的条件18

1.5叠加原理19

实验与实训1练习使用万用表22

思考与练习127

第2章单相正弦交流电路30

2.1正弦交流电的基本概念30

2.1.1周期、频率和角频率31

2.1.2最大值、有效值和平均值31

2.1.3相位和相位差33

2.2正弦交流电的相量表示法34

2.2.1有关复数的知识34

2.2.2正弦量的相量表示352.3电容器和电感器37

2.3.1电容器37

2.3.2电感器40

实验与实训2电容器和电感器的简易检测42

2.4单一参数交流电路43

2.4.1纯电阻交流电路44

2.4.2纯电感交流电路45

2.4.3纯电容交流电路46

2.5RLC串联电路47

2.5.1电压与电流的关系47

2.5.2RLC串联谐振电路49

2.5.3功率和功率因数50

2.6RLC并联电路51

2.6.1电压与电流的关系51

2.6.2并联谐振电路52

2.6.3并联电容器提高功率因数54

实验与实训3用示波器观察正弦交流电的波形55

实验与实训4单相交流电路的测量57

思考与练习258

第3章三相正弦交流电路62

3.1三相正弦交流电62

3.1.1三相正弦交流电的产生62

3.1.2三相四线制供电63

3.1.3三相五线制供电64

3.1.4三相三线制供电64

3.1.5三相负载的连接方式65

实验与实训5三相交流电路的连接与测量67

3.2输电和配电69

3.2.1电力系统的组成69

3.2.2工厂供电系统70

实践活动参观变配电所72

3.3安全用电72

3.3.1触电及触电防护72

3.3.2防止触电的技术措施74

实验与实训6安装照明配电板76

思考与练习379

第4章互感耦合电路81

4.1互感现象及互感线圈81

4.1.1电磁感应81

4.1.2互感现象与互感电动势82

4.1.3互感线圈的同名端83

4.1.4互感线圈的串联84

4.2铁磁材料的磁化与磁路84

4.2.1铁磁材料的磁化84

4.2.2铁磁材料的分类86

4.2.3磁路与磁路定律87

4.2.4电磁铁89

4.3单相变压器90

4.3.1变压器的基本结构90

4.3.2单相变压器的工作原理91

4.3.3单相变压器的运行特性94

4.3.4单相变压器的连接94

实验与实训7单相变压器特性的检测95

4.4三相变压器97

4.4.1三相变压器的基本结构97

4.4.2三相电力变压器97

4.4.3三相变压器的绕组接法99

4.5特殊变压器101

4.5.1自耦变压器101

4.5.2电焊变压器102

4.5.3仪用互感器和钳形电流表102

4.5.4旋转变压器104

思考与练习4105

第5章电动机106

5.1三相异步电动机106

5.1.1三相异步电动机的基本结构106

5.1.2三相异步电动机的工作原理108

5.1.3三相异步电动机的机械特性110

5.1.4三相异步电动机的调速111

5.1.5三相异步电动机的选用和维护113

实验与实训8三相异步电动机的检测115

5.2单相异步电动机118

5.2.1单相异步电动机的基本结构118

5.2.2单相电容分相式异步电动机119

5.2.3单相罩极式异步电动机120

5.2.4单相异步电动机的调速方法120

5.2.5单相异步电动机的应用121

5.3控制电机122

5.3.1伺服电动机122

5.3.2步进电动机123

5.3.3步进电动机驱动器125

5.4直线电动机127

5.4.1直线电动机的基本结构和工作原理127

5.4.2直线电动机的应用128

思考与练习5129

第6章三相异步电动机基本控制线路130

6.1三相异步电动机的点动及连续正转控制电路130

6.1.1相关元件介绍130

6.1.2点动正转控制电路134

6.1.3继电接触器连续正转控制电路134

6.2三相异步电动机正反转控制电路136

6.2.1倒顺开关正反转控制电路136

6.2.2接触器联锁正反转控制电路137

6.2.3按钮、接触器双重联锁正反转控制电路138

6.2.4工作台的限位和自动往返控制电路138

实验与实训9三相异步电动机正反转控制140

6.3三相异步电动机的制动控制141

6.3.1相关元件介绍141

6.3.2机械制动控制电路143

6.3.3电气制动控制电路143

6.4普通机床典型控制电路分析145

6.4.1机床控制电路分析步骤145

6.4.2CA6140型普通车床电气原理145

6.4.3机床常见故障的分析和简易处理方法147

6.5软启动器和变频器149

6.5.1软启动器150

6.5.2变频器152

思考与练习6156

第7章二极管与晶闸管160

7.1二极管160

7.1.1认识二极管160

7.1.2二极管的伏安特性和主要参数161

7.1.3二极管的类型162

7.1.4特殊二极管简介162

实验与实训10用万用表检测二极管164

7.2二极管整流及滤波电路166

7.2.1二极管整流电路166

7.2.2滤波电路169

知识拓展172

7.3直流稳压电源173

7.3.1稳压管稳压电路173

7.3.2三端集成稳压器电路174

7.3.3开关稳压电源177

实验与实训11用三端集成稳压器LM317组成稳压电路179

7.4晶闸管181

7.4.1认识晶闸管181

7.4.2晶闸管的应用183

7.4.3晶闸管的检测187

实验与实训12安装与检测晶闸管调光电路187

思考与练习7190

第8章三极管与集成运算放大器193

8.1三极管193

8.1.1认识三极管193

8.1.2三极管的电流放大作用194

8.1.3三极管的伏安特性195

8.1.4三极管的主要参数196

实验与实训13三极管的检测198

8.2基本放大电路202

8.2.1基本共射放大电路202

8.2.2分压式共射放大电路205

8.2.3共集放大电路(射随器)206

8.2.4多级放大电路207

实验与实训14共射放大电路的测试209

8.3反馈与振荡电路211

8.3.1反馈的概念211

8.3.2反馈的类型211

8.3.3负反馈对放大电路性能的影响213

8.3.4正弦波振荡器214

8.4功率放大电路217

8.4.1功率放大电路的类型217

8.4.2OTL功率放大电路218

8.4.3交越失真及其消除方法218

8.4.4OCL功率放大电路219

8.4.5功放管的散热和安全使用219

8.4.6集成功率放大器220

实验与实训15OCL集成功率放大电路的安装与调试220

8.5集成运算放大器222

8.5.1集成运算放大器的基本结构、外形及图形符号222

8.5.2集成运放的电压传输特性223

8.5.3集成运放的线性应用224

8.5.4集成运放的非线性应用226

实验与实训16蓄电池过压、欠压报警电路的安装与调试229

思考与练习8231

第9章门电路及组合逻辑电路235

9.1门电路235

9.1.1数字信号与数字电路235

9.1.2基本门电路237

9.1.3复合门电路239

实验与实训17集成门电路的功能测试240

9.2逻辑函数基本知识245

9.2.1逻辑函数的表示方法245

9.2.2逻辑表达式的化简246

9.2.3逻辑函数各种表示方式之间的转换247

9.2.4卡诺图化简法248

9.3组合逻辑电路250

9.3.1编码器251

9.3.2译码器254

实验与实训18设计和制作三人表决器258

思考与练习9259

第10章触发器及时序逻辑电路261

10.1触发器261

10.1.1基本RS触发器261

10.1.2JK触发器262

10.1.3D触发器264

实验与实训19用D触发器构成触摸式灯光控制电路265

10.2寄存器267

10.2.1数码寄存器267

10.2.2移位寄存器267

10.3计数器269

10.3.1二进制计数器269

10.3.2集成计数器271

10.3.3任意进制计数器272

实验与实训20计数、译码、显示综合应用电路274

10.4555时基电路276

10.4.1555时基电路的结构276

10.4.2555时基电路的逻辑功能277

10.4.3555时基电路的应用278

实验与实训21用555时基电路构成单稳态延时电路282

思考与练习10284

第11章数字电路的应用286

11.1数字电路的基本组成286

11.1.1数字电路的基本组成286

11.1.2数/模转换器287

11.1.3模/数转换器289

实验与实训22应用模/数转换器制作数字式电位器292

11.2数字电路的分析、设计与制作294

11.2.1数字电路基本读图方法294

11.2.2读图练习实例:步进电动机数控电路295

11.2.3电子综合电路的设计296

11.2.4电子综合电路的安装296

11.2.5电子综合电路的调试297

11.2.6电子综合电路的故障检测与排除298

11.2.7电子综合电路设计、制作示例:四人抢答器301

思考与练习11305

参考文献306