電工電子技術(shù)

內(nèi)容概要

全書從實用的角度，根據(jù)電工電子技術(shù)發(fā)展的最新趨勢，并結(jié)合多年的教學經(jīng)驗而編寫，精簡了對分立
元件的分析和過多的理論敘述，增加了集成電路應用方面的知識和實例。全書共分18 章，詳細講解直流電路、
交流電路、變壓器、電動機、低壓控制電路、PC可編程控制器，供電、輸電、配電、安全用電以及半導體二
極管、三極管、基本放大電路、集成運算放大器、正弦波振蕩電路、直流穩(wěn)壓電源、晶閘管（可控硅）電路、
數(shù)字邏輯組合電路、觸發(fā)器時序邏輯電路、直流穩(wěn)壓電源、模擬量與數(shù)字量轉(zhuǎn)換電路、計算機網(wǎng)絡與現(xiàn)代通
信技術(shù)、家用電器電路等技術(shù)應用和用例實驗。
本書可作為高等院?；ぁC械、物理、儀器儀表、機電一體化、計算機應用、生物醫(yī)學、精密儀器測
量與控制、汽車與機械等專業(yè)電工電子技術(shù)的教材，也可作為科研人員、工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

第1章 直流電路..................................................................................................................1
1.1 電路的組成.................................................................................................................... 1
1.1.1 電源........................................................................................................................ 2
1.1.2 負載........................................................................................................................ 3
1.1.3 中間環(huán)節(jié)................................................................................................................ 3
1.2 電路中電位的計算........................................................................................................ 4
1.3 電路的狀態(tài).................................................................................................................. 7
1.3.1 負載狀態(tài)................................................................................................................ 8
1.3.2 空載（開路）狀態(tài)................................................................................................ 9
1.3.3 短路狀態(tài)................................................................................................................ 9
1.4 克希荷夫定律.............................................................................................................. 10
1.4.1 克希荷夫電流定律（節(jié)點電流定律）.............................................................. 11
1.4.2 克希荷夫電壓定律（回路電壓定律）.............................................................. 13
1.5 支路電流法.................................................................................................................. 15
1.6 疊加原理..................................................................................................................... 17
1.7 等效電壓源定理（戴維南定理）............................................................................. 20
1.8 電容器的充電與放電................................................................................................ 23
1.8.1 電容的物理性質(zhì).................................................................................................. 23
1.8.2 電容器的充電過程.............................................................................................. 24
1.8.3 時間常數(shù)τ 的物理意義...................................................................................... 25
1.8.4 放電過程.............................................................................................................. 26
1.9 RL電路與直流電壓的接通............................................................................................. 28
1.9.1 電感的物理性質(zhì).................................................................................................. 28
1.9.2 RL 串聯(lián)與直流電壓的接通................................................................................ 29
1.9.3 短路放電.............................................................................................................. 29
1.9.4 突然斷開.............................................................................................................. 30
1.10 本章小結(jié)................................................................................................................... 31
1.11 習題................................................................................................................................ 33
第2章 正弦交流電路.........................................................................................................36
2.1 交流電的基本概念................................................................................................... 36
2.1.1 周期電壓和周期電流.......................................................................................... 36
2.1.2 正弦電壓和正弦電流.......................................................................................... 37
2.1.3 正弦量的特征...................................................................................................... 38
2.1.4 正弦量的有效值.................................................................................................. 42
2.2 正弦量的矢量和復數(shù)表示法.................................................................................... 44
2.2.1 正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示法.................................................................................. 44
2.2.2 正弦量的復數(shù)表示法.......................................................................................... 46
2.3 單一參數(shù)的交流電路............................................................................................... 50
2.3.1 純電阻電路.......................................................................................................... 50
2.3.2 純電感電路.......................................................................................................... 52
2.3.3 純電容電路.......................................................................................................... 56
2.4 電阻、電感、電容串聯(lián)交流電路.......................................................................... 60
2.4.1 電流與電壓的關(guān)系.............................................................................................. 60
2.4.2 電路的功率.......................................................................................................... 61
2.4.3 串聯(lián)諧振.............................................................................................................. 63
2.5 負載并聯(lián)的交流電路............................................................................................... 67
2.5.1 電路的計算.......................................................................................................... 67
2.5.2 并聯(lián)諧振.............................................................................................................. 69
2.5.3 復數(shù)運算舉例...................................................................................................... 72
2.6 功率因數(shù)的提高......................................................................................................... 76
2.7 本章小結(jié)................................................................................................................... 79..
2.8 習題.................................................................................................................................. 81
第3章 三相交流電路.........................................................................................................84
3.1 三相電源.................................................................................................................... 84
3.1.1 三相交流電的應用.............................................................................................. 84
3.1.2 三相電動勢的產(chǎn)生及表示法.............................................................................. 85
3.1.3 三相電源的星形接法.......................................................................................... 87
3.1.4 三相電源的三角形接法...................................................................................... 88
3.2 三相負載.................................................................................................................... 89
3.2.1 負載的星形接法.................................................................................................. 89
3.2.2 負載的三角形接法.............................................................................................. 94
3.3 三相電流的功率及其測量....................................................................................... 96
3.3.1 三相電路的功率.................................................................................................. 96
3.3.2 三相有功功率的測量.......................................................................................... 98
3.4 本章小結(jié)................................................................................................................. 103
3.5 習題................................................................................................................................ 103
第4章 磁路與變壓器.......................................................................................................105
4.1 磁路概述..................................................................................................................... 106
4.1.1 磁場的基本物理量............................................................................................ 106
4.1.2 磁路的基本定律................................................................................................ 106
4.1.3 直流磁路的工作特點........................................................................................ 108
4.1.4 交流磁路的工作特點........................................................................................ 108
4.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu).................................................................................................. 109
4.2.1 鐵心.................................................................................................................... 109
4.2.2 繞組.................................................................................................................... 110
4.3 變壓器工作原理....................................................................................................... 110
4.3.1 空載運行.............................................................................................................111
4.3.2 負載運行............................................................................................................ 112
4.3.3 阻抗變換............................................................................................................ 114
4.4 變壓器繞組的極性..................................................................................................... 115
4.4.1 繞組的極性與正確接線.................................................................................... 115
4.4.2 同名端的測定方法............................................................................................ 116
4.5 三相變壓器............................................................................................................. 116
4.6 變壓器的額定值........................................................................................................ 117
4.7 自耦變壓器................................................................................................................. 118
4.8 儀用互感器................................................................................................................ 118
4.8.1 電壓互感器........................................................................................................ 118
4.8.2 電流互感器........................................................................................................ 119
4.9 電磁鐵...................................................................................................................... 119
4.10 電焊變壓器............................................................................................................ 121
4.11 本章小結(jié)............................................................................................................... 122
4.12 習題......................................................................................................................... 123
第5章 電動機..................................................................................................................124
5.1 三相異步電動機....................................................................................................... 124
5.1.1 三相異步電動機結(jié)構(gòu)........................................................................................ 124
5.1.2 三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理............................................................................ 126
5.1.3 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與機械特性........................................................ 129
5.1.4 三相異步電動機銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù).................................................................... 132
5.1.5 三相異步電動機的選擇.................................................................................... 134
5.1.6 三相異步電動機的起動.................................................................................... 137
5.1.7 三相異步電動機的調(diào)速.................................................................................... 138
5.2 單相異步電動機...................................................................................................... 139
5.3 直流電動機............................................................................................................... 140
5.4 交直流通用電動機.................................................................................................... 142
5.5 步進電動機............................................................................................................... 143
5.6 本章小結(jié)................................................................................................................ 144
5.7 習題................................................................................................................................ 145
第6章 繼電接觸器控制...................................................................................................147
6.1 常用低壓控制電器.................................................................................................. 147
6.1.1 閘刀開關(guān)............................................................................................................ 147
6.1.2 自動空氣斷路器................................................................................................ 148
6.1.3 交流接觸器........................................................................................................ 148
6.1.4 按鈕.................................................................................................................... 149
6.1.5 熱繼電器............................................................................................................ 149
6.1.6 時間繼電器........................................................................................................ 150
6.1.7 行程開關(guān)............................................................................................................ 151
6.1.8 熔斷器................................................................................................................ 151
6.1.9 漏電保護器........................................................................................................ 152
6.2 三相異步電動機的繼電接觸器控制.................................................................... 153
6.2.1 三相異步電動機的直接起動控制電路............................................................ 153
6.2.2 三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制........................................................................ 154
6.2.3 三相異步電動機的Y-Δ起動控制電路........................................................... 155
6.2.4 順序控制電路.................................................................................................... 156
6.2.5 行程控制電路.................................................................................................... 156
6.3 本章小結(jié)................................................................................................................... 157
6.4 習題........................................................................................................................... 158
第7章 可編程序控制器...................................................................................................160
7.1 PC的特點與基本結(jié)構(gòu)............................................................................................. 161
7.1.1 PC 的特點........................................................................................................... 161
7.1.2 PC 控制系統(tǒng)的組成........................................................................................... 161
7.1.3 可編程序控制器的組成.................................................................................... 162
7.2 可編程序控制器工作原理..................................................................................... 164
7.2.1 輸入采樣階段.................................................................................................... 165
7.2.2 程序執(zhí)行階段.................................................................................................... 165
7.2.3 輸出刷新階段.................................................................................................... 165
7.3 PC編程語言........................................................................................................... 166
7.3.1 兩種常用的編程語言........................................................................................ 166
7.3.2 PC 的基本指令................................................................................................... 167
7.4 可編程序控制器應用舉例..................................................................................... 169
7.4.1 三相異步電動機直接起動控制........................................................................ 169
7.4.2 異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制................................................................................ 170
7.4.3 異步電動機的Y-Δ起動控制............................................................................ 171
7.5 本章小結(jié)................................................................................................................... 172
7.6 習題............................................................................................................................ 172
第8章 供電、輸電、配電與安全用電............................................................................174
8.1 供電............................................................................................................................ 174
8.1.1 供電過程............................................................................................................ 174
8.1.2 供電質(zhì)量............................................................................................................ 175
8.2 輸電........................................................................................................................ 176
8.2.1 輸電電壓............................................................................................................ 176
8.2.2 輸電功率............................................................................................................ 176
8.3 配電................................................................................................................................ 177
8.3.1 工廠供配電系統(tǒng)................................................................................................ 177
8.3.2 配電方式............................................................................................................ 177
8.3.3 戶內(nèi)配電............................................................................................................ 178
8.4 安全用電............................................................................................................... 179
8.4.1 觸電.................................................................................................................... 179
8.4.2 接地和接地電阻................................................................................................ 180
8.4.3 保護接地............................................................................................................ 180
8.4.4 保護接零............................................................................................................ 180
8.4.5 重復接地............................................................................................................ 181
8.4.6 工作零線和保護零線........................................................................................ 181
8.5 節(jié)約用電................................................................................................................... 182
8.6 本章小結(jié)................................................................................................................... 183
8.7 習題................................................................................................................................ 183
第9章 電工測量..............................................................................................................184
9.1 電工測量儀表分類.................................................................................................... 184
9.2 電工測量儀表類型..................................................................................................... 186
9.2.1 磁電式儀表........................................................................................................ 187
9.2.2 電磁式儀表........................................................................................................ 188
9.2.3 電動式儀表........................................................................................................ 189
9.3 測量電流.................................................................................................................... 191
9.4 測量電壓................................................................................................................... 192
9.5 萬用表........................................................................................................................ 193
9.5.1 磁電式萬用表.................................................................................................... 193
9.5.2 數(shù)字式萬用表.................................................................................................... 194
9.6 測量功率.................................................................................................................... 196
9.6.1 單相交流和直流功率的測量............................................................................ 196
9.6.2 三相功率的測量................................................................................................ 197
9.7 兆歐表......................................................................................................................... 197
9.8 本章小結(jié)..................................................................................................................... 198
9.9 習題................................................................................................................................ 198
第10章 常用半導體元件.................................................................................................201
10.1 半導體二極管.......................................................................................................... 201
10.1.1 N 型和P 型半導體.......................................................................................... 201
10.1.2 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?................................................................................... 202
10.1.3 二極管的結(jié)構(gòu)和符號...................................................................................... 202
10.1.4 二極管的伏安特性.......................................................................................... 203
10.1.5 二極管主要參數(shù).............................................................................................. 204
10.1.6 二極管的整流作用.......................................................................................... 204
10.1.7 濾波電路.......................................................................................................... 208
10.2 穩(wěn)壓二極管........................................................................................................... 210
10.2.1 穩(wěn)壓管的伏安特性.......................................................................................... 211
10.2.2 穩(wěn)壓管的主要參數(shù).......................................................................................... 211
10.2.3 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路.............................................................................................. 211
10.3 特殊用途二極管..................................................................................................... 212
10.3.1 發(fā)光二極管...................................................................................................... 212
10.3.2 光電二極管...................................................................................................... 212
10.3.3 變?nèi)荻O管...................................................................................................... 213
10.4 半導體三極管.......................................................................................................... 213
10.4.1 三極管的結(jié)構(gòu).................................................................................................. 213
10.4.2 三極管的電流放大作用.................................................................................. 214
10.4.3 三極管的特性曲線.......................................................................................... 215
10.4.4 三極管的主要參數(shù).......................................................................................... 217
10.5 場效應晶體管........................................................................................................... 217
10.5.1 絕緣柵型場效應管的結(jié)構(gòu).............................................................................. 217
10.5.2 場效應管的工作原理...................................................................................... 218
10.5.3 MOS 管的特性曲線......................................................................................... 219
10.5.4 MOS 管的主要參數(shù)......................................................................................... 220
10.6 本章小結(jié)................................................................................................................ 220
10.7 習題............................................................................................................................ 221
第11章 基本放大電路.....................................................................................................223
11.1 共發(fā)射極放大電路的組成...................................................................................... 223
11.2 共發(fā)射極放大電路的分析....................................................................................... 224
11.2.1 靜態(tài)分析........................................................................................................... 225
11.2.2 動態(tài)分析........................................................................................................... 227
11.3 靜態(tài)工作點穩(wěn)定性.................................................................................................. 232
11.4 射極輸出器............................................................................................................... 235
11.4.1 靜態(tài)分析........................................................................................................... 235
11.4.2 動態(tài)分析........................................................................................................... 236
11.5 放大電路中的負反饋.............................................................................................. 239
11.5.1 什么是放大電路中的負反饋.......................................................................... 239
11.5.2 負反饋類型....................................................................................................... 240
11.5.3 負反饋對放大電路工作性能的影響.............................................................. 242
11.6 差分放大電路......................................................................................................... 246
11.6.1 靜態(tài)分析........................................................................................................... 246
11.6.2 動態(tài)分析........................................................................................................... 247
11.7 互補對稱功率放大電路......................................................................................... 250
11.7.1 對功率放大電路的基本要求.......................................................................... 250
11.7.2 互補對稱放大電路........................................................................................... 251
11.8 場效應管及其放大電路........................................................................................ 253
11.8.1 絕緣柵場效應管............................................................................................... 253
11.8.2 場效應管放大電路........................................................................................... 255
11.9 本章小結(jié).................................................................................................................. 257
11.10 習題......................................................................................................................... 258
第12章 集成運算放大........................................................................................................ 261
12.1.1 集成運算放大器的組成.................................................................................. 261
12.1.2 集成運算放大器主要參數(shù).............................................................................. 262
12.1.3 理想集成運算放大器...................................................................................... 263
12.2 集成運算放大器在信號運算方面的應用............................................................. 264
12.2.1 比例運算.......................................................................................................... 264
12.2.2 加法運算.......................................................................................................... 267
12.2.3 減法運算.......................................................................................................... 268
12.2.4 積分運算.......................................................................................................... 269
12.2.5 微分運算.......................................................................................................... 270
12.3 集成運算放大器在信號測量方面的應用.............................................................. 271
12.4 集成運算放大器的非線性應用............................................................................... 272
12.4.1 單門限電壓比較器.......................................................................................... 272
12.4.2 遲滯電壓比較器.............................................................................................. 273
12.5 非正弦信號產(chǎn)生電路.............................................................................................. 275
12.5.1 方波信號發(fā)生產(chǎn)器.......................................................................................... 275
12.5.2 三角波信號發(fā)生器.......................................................................................... 276
12.6 正弦信號產(chǎn)生電路.................................................................................................. 277
12.6.1 正弦波振蕩的條件.......................................................................................... 278
12.6.2 RC 正弦波振蕩電路........................................................................................ 278
12.6.3 LC振蕩電路.................................................................................................... 280
12.7 本章小結(jié)................................................................................................................. 281
12.8 習題.......................................................................................................................... 282
第13章 門電路和組合邏輯電路......................................................................................286
13.1 集成基本門電路....................................................................................................... 286
13.1.1 或門電路.......................................................................................................... 287
13.1.2 與門電路.......................................................................................................... 288
13.1.3 非門電路.......................................................................................................... 289
13.2 集成復合門電路..................................................................................................... 290
13.2.1 或非門電路...................................................................................................... 290
13.2.2 與非門電路...................................................................................................... 291
13.2.3 三態(tài)與非門...................................................................................................... 292
13.3 組合邏輯電路分析.................................................................................................. 294
13.3.1 邏輯代數(shù)化簡.................................................................................................. 294
13.3.2 組合邏輯電路分析.......................................................................................... 296
13.4 組合邏輯電路設計.................................................................................................. 297
13.4.1 半加器.............................................................................................................. 298
13.4.2 全加器.............................................................................................................. 299
13.5 編碼器...................................................................................................................... 301
13.6 譯碼器....................................................................................................................... 302
13.6.1 二進制譯碼器.................................................................................................. 303
13.6.2 顯示譯碼器...................................................................................................... 304
13.7 數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器....................................................................................... 305
13.7.1 數(shù)據(jù)分配器...................................................................................................... 305
13.7.2 數(shù)據(jù)選擇器...................................................................................................... 306
13.8 應用舉例.................................................................................................................. 307
13.8.1 故障報警器...................................................................................................... 307
13.8.2 卡片鑰匙式電子鎖.......................................................................................... 308
13.8.3 水位檢測電路.................................................................................................. 309
13.9 本章小結(jié).................................................................................................................. 309
13.10 習題........................................................................................................................ 310
第14章 觸發(fā)器和時序邏輯電路......................................................................................312
14.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器......................................................................................................... 312
14.1.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的基本性能.............................................................................. 312
14.1.2 基本RS觸發(fā)器................................................................................................ 313
14.1.3 鐘控RS觸發(fā)器................................................................................................ 313
14.1.4 邊沿觸發(fā)器...................................................................................................... 315
14.1.5 觸發(fā)器邏輯功能轉(zhuǎn)換...................................................................................... 317
14.2 寄存器與移位寄存器........................................................................................... 317
14.2.1 寄存器.............................................................................................................. 317
14.2.2 移位寄存器...................................................................................................... 318
14.3 計數(shù)器.................................................................................................................... 319
14.3.1 同步計數(shù)器...................................................................................................... 319
14.3.2 中規(guī)模集成計數(shù)器.......................................................................................... 322
14.4 集成555 定時器原理及應用................................................................................ 325
14.4.1 集成555 定時器.............................................................................................. 325
14.4.2 用555 定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器.................................................................. 326
14.4.3 555 定時器應用舉例....................................................................................... 327
14.5 應用舉例.............................................................................................................. 327
14.5.1 數(shù)字鐘 ............................................................................................................ 327
14.5.2 四人搶答電路.................................................................................................. 329
14.6 本章小結(jié)............................................................................................................ 329.
14.7 習題................................................................................................................... 330
第15章 模擬量與數(shù)字量轉(zhuǎn)換..........................................................................................333
15.1 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（D/A）............................................................................................. 333
15.1.1 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器工作原理..................................................................................... 334
15.1.2 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的類型......................................................................................... 336
15.1.3 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)................................................................................. 337
15.2 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）.............................................................................................. 337
15.2.1 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器工作原理..................................................................................... 337
15.2.2 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的類型......................................................................................... 341
15.2.3 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)................................................................................. 341
15.2.4 選擇A/D 或D/A轉(zhuǎn)換器時應注意的問題.................................................... 342
15.3 本章小結(jié)................................................................................................................. 342
15.4 習題...................................................................................................................... 343
第16章 常用電子電源.....................................................................................................344
16.1 直流集成穩(wěn)壓電源.................................................................................................. 344
16.2 可控硅（晶閘管）整流電源................................................................................. 347
16.2.1 晶閘管 ............................................................................................................ 347
16.2.2 可控整流電路.................................................................................................. 349
16.3 高頻開關(guān)電源..................................................................................................... 350
16.3.1 開關(guān)電源簡介.................................................................................................. 350
16.3.2 基本變換器結(jié)構(gòu).............................................................................................. 351
16.3.3 開關(guān)電源的控制電路...................................................................................... 353
16.3.4 單端反激式開關(guān)電源電路.............................................................................. 355
16.4 本章小結(jié)............................................................................................................... 356
16.5 習題....................................................................................................................... 356
第17章 計算機網(wǎng)絡與現(xiàn)代通信技術(shù)...........................................................................357
17.1 計算機網(wǎng)絡概述................................................................................................. 357
17.1.1 計算機網(wǎng)絡分類.............................................................................................. 357
17.1.2 Internet 簡介..................................................................................................... 359
17.2 現(xiàn)代通信技術(shù)概述.............................................................................................. 361
17.2.1 通信系統(tǒng)分類.................................................................................................. 361
17.2.2 電纜通信與微波中繼通信.............................................................................. 364
17.2.3 光纖通信.......................................................................................................... 365
17.2.4 衛(wèi)星通信.......................................................................................................... 366
17.2.5 移動通信.......................................................................................................... 367
17.2.6 現(xiàn)代通信發(fā)展趨勢.......................................................................................... 369
17.3 本章小結(jié).............................................................................................................. 369
17.4 習題........................................................................................................................... 370
第18章 家用電器電路.....................................................................................................371
18.1 電熨斗電路............................................................................................................. 371
18.2 電飯鍋電路........................................................................................................... 372
18.2.1 基本結(jié)構(gòu).......................................................................................................... 373
18.2.2 電路原理.......................................................................................................... 374
18.3 微波爐電路........................................................................................................... 376
18.3.1 微波爐的工作原理.......................................................................................... 376
18.3.2 微波爐的結(jié)構(gòu).................................................................................................. 376
18.3.3 微波爐的電路原理.......................................................................................... 377
18.4 電冰箱電路.............................................................................................................378
18.5 空調(diào)器電路..............................................................................................................379
18.6 本章小結(jié)................................................................................................................... 381
18.7 習題...................................................................................................................381
附錄A 實驗......................................................................................................................382
附錄B 可編程序控制器簡介............................................................................................413
附錄C 電阻電容標注及半導體集成器件的命名方........................................................416
附錄D 常用半導體器件參數(shù)............................................................................................419
附錄E 常用電機與電器的圖形符號..................................................................................423
附錄F 參考答案...............................................................................................................424
參考文獻.............................................................................................................................429

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