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上篇 电工技术2

第1章 直流电路2

1.1 电路的概念2

1.2 电路中的基本物理量2

1.2.1 电流2

1.2.2 电位、电压和电动势3

1.2.3 电功和电功率4

1.3 电阻元件与电源元件4

1.3.1 电阻元件4

1.3.2 电源元件5

1.4 基尔霍夫定律7

1.4.1 基尔霍夫电流定律8

1.4.2 基尔霍夫电压定律8

1.5 电路的简化和等效变换9

1.5.1 电阻电路的星形与三角形等效变换9

1.5.2 电压源与电流源的简化和等效变换11

1.6 电路分析的方法和定理13

1.6.1 支路电流法13

1.6.2 网孔电流法14

1.6.3 节点电位法15

1.6.4 等效电源定理17

1.7 线性网络的基本性质19

1.7.1 比例性19

1.7.2 叠加性19

1.7.3 对偶性20

1.8 案例分析——500型万用表电路21

1.8.1 电路组成与原理21

1.8.2 使用注意事项21

本章小结22

习题123

第2章 一阶动态电路分析27

2.1 引言27

2.1.1 动态电路27

2.1.2 零输入、零状态和全响应27

2.2 电容与电感28

2.2.1 电容28

2.2.2 电感29

2.3 电路初始值的计算30

2.3.1 换路定则30

2.3.2 初始值的计算30

2.4 一阶电路分析31

2.4.1 一阶电路分析31

2.4.2 一阶电路的三要素求解法31

2.4.3 一阶电路响应的分析32

2.5 案例分析——日光电子灯镇流器35

2.5.1 电路组成与原理35

2.5.2 元件技术参数和规格35

本章小结36

习题236

第3章 正弦交流电路38

3.1 正弦交流电的基本概念38

3.1.1 引言38

3.1.2 正弦交流电的三要素38

3.2 正弦量的相量表示法40

3.3 正弦交流电路中的元件42

3.3.1 电阻元件42

3.3.2 电感元件42

3.3.3 电容元件43

3.4 正弦稳态电路分析44

3.4.1 基尔霍夫定律的相量式44

3.4.2 欧姆定律的相量式45

3.5 简单交流电路的计算48

3.5.1 阻抗串联电路的计算48

3.5.2 阻抗并联电路的计算49

3.5.3 阻抗串并联电路的计算50

3.6 交流电路的功率51

3.6.1 基本元件的功率51

3.6.2 二端网络的功率和功率因数53

3.6.3 复功率55

3.6.4 正弦稳态电路的功率传输55

3.7 正弦电路中的谐振57

3.7.1 串联电路的谐振57

3.7.2 并联电路的谐振58

3.8 三相交流电路58

3.8.1 三相交流电的产生58

3.8.2 三相电源的连接59

3.8.3 三相电路的计算61

3.8.4 三相电路的功率64

3.8.5 安全用电知识65

3.9 案例分析——75kW电动机起动配电柜电路67

3.9.1 电路组成67

3.9.2 电路工作原理68

本章小结68

习题370

第4章 磁路与变压器74

4.1 磁路的基本概念74

4.1.1 磁场的基本物理量74

4.1.2 磁性材料及其磁性能74

4.2 磁路计算的基本定律76

4.3 交流铁心线圈电路79

4.3.1 电磁关系79

4.3.2 感应电动势与磁通的关系79

4.3.3 电势平衡方程式80

4.3.4 铁心线圈的功率损耗80

4.3.5 交流铁心线圈的等效电路80

4.4 变压器81

4.4.1 变压器的类别81

4.4.2 变压器的结构81

4.4.3 变压器的工作原理82

4.4.4 变压器的外特性和电压变化率84

4.4.5 变压器的损耗和效率85

4.4.6 变压器的同名端和绕组的连接85

4.5 三相变压器简介86

4.6 特殊变压器87

4.7 案例分析——晶闸管过电流自动保护调压电路88

4.7.1 电路组成与原理88

4.7.2 元件技术参数和规格89

本章小结90

习题490

第5章 异步电动机及控制电路92

5.1 三相异步电动机的结构和工作原理92

5.1.1 三相异步电动机的结构92

5.1.2 三相异步电动机的工作原理94

5.2 三相异步电动机的电磁转矩及机械特性97

5.2.1 三相异步电动机的电磁转矩97

5.2.2 三相异步电动机的机械特性98

5.3 三相异步电动机的铭牌100

5.4 三相异步电动机的起动、调速和制动102

5.4.1 三相异步电动机的起动102

5.4.2 三相异步电动机的调速105

5.4.3 三相异步电动机的制动107

5.5 单相异步电动机109

5.5.1 单相异步电动机的基本结构和工作原理109

5.5.2 单相异步电动机的起动方法及基本类型110

5.5.3 单相异步电动机的应用111

5.6 常用低压电器112

5.6.1 非自动切换电器112

5.6.2 自动切换电器115

5.7 电动机的控制系统118

5.7.1 三相异步电动机的正转控制电路119

5.7.2 三相异步电动机的正反转控制电路121

5.7.3 位置控制与自动往返行程控制123

5.7.4 顺序和多地控制125

5.8 案例分析——大型水塔供水自动控制装置127

5.8.1 电路组成及工作原理127

5.8.2 主要元件技术参数与规格127

本章小结128

习题5129

下篇 电子技术132

第6章 半导体二极管及其应用132

6.1 PN结及其单向导电性132

6.1.1 PN结的形成132

6.1.2 PN结的单向导电性134

6.2 半导体二极管135

6.2.1 二极管的结构和符号135

6.2.2 二极管的伏安特性及主要参数135

6.2.3 特殊二极管136

6.3 二极管的应用举例138

6.3.1 二极管限幅电路138

6.3.2 二极管整流电路138

6.3.3 二极管保护电路142

6.4 案例分析——多功能自动充电器142

6.4.1 电路组成与工作原理143

6.4.2 元件技术参数和规格143

本章小结144

习题6144

第7章 三极管及三极管放大电路147

7.1 晶体三极管147

7.1.1 晶体三极管的结构和符号147

7.1.2 三极管的电流放大作用147

7.1.3 特性曲线及主要参数149

7.2 MOS场效应晶体管151

7.2.1 MOS场效应晶体管基本结构152

7.2.2 电压电流关系与主要参数152

7.2.3 其他场效应晶体管简介154

7.3 三极管放大电路154

7.3.1 基本放大电路155

7.3.2 场效晶体管放大电路的特点158

7.3.3 其他放大电路和多级放大电路160

7.4 案例分析——低频功率放大器164

7.4.1 电路组成与原理164

7.4.2 元件技术参数和规格165

本章小结166

习题7166

第8章 集成运算放大器及其应用169

8.1 集成运算放大器简介169

8.1.1 运算放大器的性能特点169

8.1.2 理想运算放大器170

8.2 负反馈的概念171

8.2.1 放大电路中的负反馈判断171

8.2.2 负反馈对电路性能的影响172

8.3 信号运算电路174

8.3.1 比例运算电路174

8.3.2 求和运算电路177

8.3.3 积分、微分运算电路179

8.4 电压比较器182

8.4.1 单门限电压比较器183

8.4.2 双门限电压比较器185

8.5 RC正弦信号发生器186

8.5.1 正弦波振荡器振荡条件186

8.5.2 RC正弦波振荡器电路及工作原理187

8.6 直流稳压电源189

8.6.1 串联型直流稳压电路189

8.6.2 三端集成稳压器190

8.7 集成运放在算术运算电路应用中需注意的问题192

8.7.1 选择和熟悉组件192

8.7.2 改善运算放大器性能的方法193

8.7.3 保护措施194

8.8 案例分析——温度监测控制电路195

8.8.1 电路组成195

8.8.2 工作原理195

本章小结196

习题8197

第9章 门电路和组合逻辑电路201

9.1 门电路201

9.1.1 分立元件门电路201

9.1.2 TTL集成门电路206

9.2 逻辑代数208

9.3 组合逻辑电路的分析和设计210

9.3.1 组合逻辑电路的分析210

9.3.2 组合逻辑电路的设计211

9.4 加法器与数值比较器213

9.4.1 加法器213

9.4.2 数值比较器215

9.5 编码器和译码器217

9.5.1 编码器217

9.5.2 译码器220

9.6 数据选择器和数据分配器223

9.6.1 数据选择器223

9.6.2 数据分配器224

9.7 案例分析——报警电路226

9.7.1 电路结构与原理226

9.7.2 元件技术参数和规格227

本章小结228

习题9228

第10章 触发器和时序逻辑电路230

10.1 触发器230

10.1.1 R-S触发器230

10.1.2 主从J-K触发器233

10.1.3 D触发器234

10.1.4 T触发器和T′触发器235

10.2 寄存器235

10.2.1 数码寄存器236

10.2.2 移位寄存器237

10.3 计数器239

10.3.1 二进制加法计数器239

10.3.2 十进制计数器242

10.4 案例分析——定时器244

10.4.1 电路结构与原理244

10.4.2 元件技术参数与规格245

本章小结245

习题10246

第11章 可编程序控制器248

11.1 PLC的结构和工作方式248

11.1.1 PLC的硬件结构248

11.1.2 PLC的程序设计语言249

11.1.3 PLC的工作方式251

11.1.4 PLC的特点、应用领域和发展趋势252

11.2 PLC的分类与性能254

11.2.1 松下公司的FP1系列254

11.2.2 OMRON公司的CPM1A系列258

11.2.3 三菱公司的FX系列260

11.3 程序编制264

11.3.1 基本顺序指令264

11.3.2 基本功能指令268

11.3.3 基本控制指令271

11.3.4 常用高级指令274

11.3.5 编程方法276

11.3.6 实用程序举例278

11.4 案例分析——PLC控制代替继电器控制双面单工位液压传动组合机床的电路280

11.4.1 电路组成280

11.4.2 工作原理280

本章小结281

习题11282

参考文献284