電工學(xué)

前言

　　本教材按照教育部高等學(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)2004年8月修訂的《電工學(xué)教學(xué)基本要求》編寫的。但考慮到信息技術(shù)的迅速發(fā)展及其在非電類專業(yè)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，本書在滿足課程教學(xué)基本要求的前提下，精選經(jīng)典內(nèi)容，適當(dāng)增加現(xiàn)行工程中廣泛采用的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品等方面的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)電氣設(shè)備和工程安全，力求使本書成為適應(yīng)工程教育需要并與國(guó)際接軌的《電工學(xué)》教材。本書主要有以下特色?！　?．內(nèi)容簡(jiǎn)練　　介紹電工電子技術(shù)的基本概念、基本理論、基本分析和計(jì)算方法。在闡明物理概念和基本定律的前提下，采用工程近似方法進(jìn)行計(jì)算，略去一些不必要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)?！　?．注重推陳出新　　本書所講述的內(nèi)容，大多是近10年來(lái)國(guó)內(nèi)外工程中廣泛采用的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備等，力圖反映新世紀(jì)以來(lái)國(guó)內(nèi)外工程界與學(xué)術(shù)界在電工學(xué)方面的進(jìn)展和所取得的最新成果，保持與世界電工學(xué)的發(fā)展同步?！　。?）隨著電力電子、傳感器、通信及計(jì)算機(jī)等技術(shù)與傳統(tǒng)電器多學(xué)科交叉和融合，我國(guó)于20世紀(jì)90年代開始淘汰第一代低壓電器，采用第三代低壓電器。第三代低壓電器具有模塊化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，能直接與計(jì)算機(jī)組成監(jiān)控系統(tǒng)?！　。?）反映電子技術(shù)的新發(fā)展，將低頻功率放大、直流穩(wěn)壓電源、電力電子器件及變流電路等內(nèi)容安排在“功率電子電路”一章?！　。?）非電量測(cè)試在現(xiàn)代工業(yè)中顯得越來(lái)越重要，本書從系統(tǒng)的基本組成出發(fā)，介紹了被測(cè)信號(hào)獲取、信號(hào)處理和信號(hào)輸出等單元電路?！　?．強(qiáng)調(diào)安全　　本書按照現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)電工、電子設(shè)備和工程建設(shè)要以人為本，在工程設(shè)計(jì)、制造和施工中，應(yīng)保證人身安全。　　在三相交流電路一章增設(shè)了低壓配電系統(tǒng)和安全用電等內(nèi)容，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)能熟悉一些工程問(wèn)題?！　?．重視應(yīng)用　　所選例題，其中大部分來(lái)自工程實(shí)際。有助于讀者閱讀電工電子線路圖，設(shè)計(jì)電工電子方案，繪制電工電子施工圖，查閱電工產(chǎn)品手冊(cè)（資料），掌握按照不同材料的性能指標(biāo)和施工工藝進(jìn)行施工的方法，熟練使用測(cè)試儀器儀表，提高學(xué)生實(shí)際工作的基本技能?！　?．將基本理論和標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)相結(jié)合　　標(biāo)準(zhǔn)是衡量事物的準(zhǔn)則。本書力求把現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和IEC有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)地結(jié)合到相應(yīng)章節(jié)之中，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)基本理論的同時(shí)，了解電工、電子領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用，學(xué)會(huì)查閱這些標(biāo)準(zhǔn)，為繼續(xù)學(xué)習(xí)、從事與本專業(yè)有關(guān)的工程技術(shù)和科學(xué)研究等工作打下一定的基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

　　《電工學(xué)》是根據(jù)教育部2004年頒布的高等工業(yè)學(xué)?！半姽W(xué)教學(xué)基本要求”編寫的。全書共分12章。主要內(nèi)容包括直流電路、正弦交流電路、三相交流電路、暫態(tài)電路、半導(dǎo)體器件、基本放大電路、運(yùn)算放大器、功率電子電路、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換、測(cè)試技術(shù)等。每章有大量的練習(xí)與思考題、例題和習(xí)題，以及本章小結(jié)，便于讀者自學(xué)?！　　峨姽W(xué)》在覆蓋上述教學(xué)基本要求所規(guī)定范圍的基礎(chǔ)上，根據(jù)編者多年來(lái)從事教學(xué)研究和教學(xué)改革的實(shí)踐體會(huì)，對(duì)教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體系作了較大范圍的整合?！峨姽W(xué)》內(nèi)容新穎，深入淺出，語(yǔ)言流暢，可讀性強(qiáng)，既注重基本原理的必要講解，又力求突出工程上的實(shí)用性?！　　峨姽W(xué)》可作為普通高等學(xué)校非電類專業(yè)本、?？茖W(xué)生電工學(xué)(少學(xué)時(shí))的教材（標(biāo)以“*”為選學(xué)內(nèi)容），也可供工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論0.1 電工學(xué)課程的任務(wù)0.2 電工學(xué)的作用0.3 學(xué)習(xí)電工學(xué)的方法第1章 直流電路1.1 電路的基本概念1.1.1 電路的組成及作用1.1.2 電路模型1.1.3 電路的基本物理量1.2 電路的基本狀態(tài)1.2.1 有載狀態(tài)1.2.2 開路狀態(tài)1.2.3 短路狀態(tài)1.3 電源及其等效變換1.3.1 電壓源1.3.2 電流源1.3.3 電壓源與電流源的等效變換1.4 基爾霍夫定律1.4.1 基爾霍夫電流定律（KCL）1.4.2 基爾霍夫電壓定律（KVL）1.5 常用元件的時(shí)域伏安特性1.5.1 電阻元件時(shí)域伏安特性1.5.2 電容元件時(shí)域伏安特性1.5.3 電感元件時(shí)域伏安特性1.6 支路電流法1.7 節(jié)點(diǎn)電壓法1.8 疊加定理1.9 戴維南定理1.1 0非線性電阻電路1.1 0.1 非線性電阻電路的圖解分析法1.1 0.2 非線性電阻元件的電阻1.1 1電路中的電位小結(jié)習(xí)題第2章 正弦交流電路2.1 正弦交流電的基本概念2.1.1 正弦量的三要素2.1.2 正弦量的有效值2.1.3 正弦量的相位差2.2 正弦量的相量表示法2.3 電阻、電感和電容的正弦交流電路2.3.1 電阻電路2.3.2 電感電路2.3.3 電容電路2.4 RLC串聯(lián)交流電路2.4.1 RLC串聯(lián)交流電路中電壓和電流的關(guān)系2.4.2 RLC串聯(lián)交流電路中的功率2.5 阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)2.5.1 阻抗的串聯(lián)2.5.2 阻抗的并聯(lián)2.6 功率因數(shù)的提高2.6.1 提高功率因數(shù)的意義2.6.2 提高功率因數(shù)的方法2.7 電路諧振2.7.1 串聯(lián)諧振2.7.2 并聯(lián)諧振小結(jié)習(xí)題第3章 三相交流電源3.1 三相電源3.2 三相負(fù)載3.2.1 三相負(fù)載的星形連接3.2.2 三相負(fù)載的三角形連接3.3 三相功率3.4 低壓配電系統(tǒng)3.4.1 低壓配電方式3.4.2 配電箱（柜）3.4.3 低壓線路敷設(shè)方式3.5 安全用電3.5.1 電流對(duì)人體的危害3.5.2 人體觸電方式3.5.3 防止觸電小結(jié)習(xí)題第4章 暫態(tài)電路4.1 電路換路的基本概念4.2 RC串聯(lián)電路的暫態(tài)分析4.3 RL串聯(lián)電路的暫態(tài)分析小結(jié)習(xí)題第5章 半導(dǎo)體器件5.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性5.1.1 導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體5.1.2 本征半導(dǎo)體5.1.3 雜質(zhì)半導(dǎo)體5.1.4 PN結(jié)的形成及特性5.2 半導(dǎo)體二極管5.2.1 普通二極管5.2.2 穩(wěn)壓管5.3 半導(dǎo)體三極管5.3.1 半導(dǎo)體三極管的基本結(jié)構(gòu)5.3.2 電流分配和放大原理5.3.3 特性曲線5.3.4 主要參數(shù)5.4 光電器件5.4.1 發(fā)光二極管5.4.2 光電二極管5.4.3 光電晶體管小結(jié)習(xí)題第6章 基本放大電路6.1 共發(fā)射極放大電路6.1.1 共發(fā)射極放大電路的基本結(jié)構(gòu)6.1.2 共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析6.1.3 共發(fā)射極放大電路的動(dòng)態(tài)分析6.2 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定6.2.1 分壓偏置放大電路組成6.2.2 分壓偏置放大電路分析6.3 射極輸出器6.4 場(chǎng)效應(yīng)晶體管基本放大器6.4.1 場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理6.4.2 場(chǎng)效應(yīng)管特性曲線和主要參數(shù)6.4.3 場(chǎng)效應(yīng)管共源極電壓放大電路6.5 多級(jí)放大器6.5.1 阻容耦合電壓放大器6.5.2 直接耦合電壓放大器6.6 差分放大電路6.6.1 差分放大電路的基本結(jié)構(gòu)6.6.2 差分放大電路的分析小結(jié)習(xí)題第7章 運(yùn)算放大器7.1 運(yùn)算放大器的基本概念7.1.1 運(yùn)算放大器的組成7.1.2 運(yùn)算放大器的主要技術(shù)參數(shù)7.1.3 電壓傳輸特性7.1.4 運(yùn)算放大器分析7.2 放大電路中的反饋7.2.1 反饋的基本概念7.2.2 反饋的判斷7.2.3 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響7.3 基本運(yùn)算電路7.3.1 比例運(yùn)算7.3.2 加法運(yùn)算7.3.3 減法運(yùn)算7.3.4 積分運(yùn)算7.3.5 微分運(yùn)算7.4 電壓比較器7.5 RC正弦波振蕩電路7.5.1 自激振蕩7.5.2 RC正弦波振蕩電路7.6 有源濾波電路7.7 集成運(yùn)算放大器的使用7.7.1 選用集成運(yùn)算放大器的原則7.7.2 使用集成運(yùn)算放大器的注意事項(xiàng)……第8章 功率電子電路第9章 組合邏輯電路第10章 時(shí)序邏輯電路第11章 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換電路第12章 測(cè)試技術(shù)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括講課、自學(xué)、解題和實(shí)訓(xùn)等。為了學(xué)好本課程，現(xiàn)就本課程的幾個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)提出學(xué)習(xí)中應(yīng)注意之處，以供參考?！　?．聽(tīng)課與自學(xué)相結(jié)合　　課堂教學(xué)是獲得知識(shí)最快和最有效的學(xué)習(xí)途徑。因此，務(wù)必認(rèn)真聽(tīng)課。聽(tīng)課時(shí)要抓住物理概念、基本理論、工作原理和分析方法；要理解問(wèn)題是如何提出和引申的，又是怎樣解決和應(yīng)用的；要了解各章節(jié)的主要內(nèi)容及其內(nèi)在聯(lián)系。　　教師講課往往只講重點(diǎn)、要點(diǎn)和難點(diǎn)，其余則要靠自學(xué)，既要學(xué)習(xí)未講過(guò)而要求掌握或了解的內(nèi)容，還要認(rèn)真做習(xí)題和及時(shí)復(fù)習(xí)已講過(guò)的內(nèi)容，逐步提高自己的科學(xué)思維能力。　　2．課堂教學(xué)和實(shí)踐相結(jié)合　　本課程實(shí)踐性很強(qiáng)，除了在學(xué)習(xí)時(shí)要注意理論聯(lián)系實(shí)際、注意其工程應(yīng)用外，還要通過(guò)實(shí)訓(xùn)鞏固和加深所學(xué)理論，訓(xùn)練實(shí)際技能，并培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。實(shí)訓(xùn)前務(wù)必認(rèn)真準(zhǔn)備，了解實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)步驟；實(shí)訓(xùn)時(shí)要積極思考，多動(dòng)手，學(xué)會(huì)正確使用常用的電子儀器、電工儀表、電器設(shè)備以及電子元器件等。能正確連接電路，能準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)，并能根據(jù)要求設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單線路；實(shí)訓(xùn)后要認(rèn)真分析實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象和實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)，編寫出整潔的實(shí)訓(xùn)報(bào)告?！　?．特性和共性相結(jié)合　　本課程涉及的知識(shí)面很廣，學(xué)習(xí)時(shí)要從共性中發(fā)現(xiàn)它們的特性，又能從特性中總結(jié)出共性。例如，電路是由各種電路實(shí)體抽象出來(lái)的電路模型。它是研究電路分析和計(jì)算的普遍規(guī)律。在學(xué)習(xí)中，需要從共性中去發(fā)現(xiàn)它們的特性，要注意理論的嚴(yán)密和計(jì)算的精確。電子技術(shù)中的管（電子器件）、路（電子電路）、用（實(shí)際應(yīng)用）三者的關(guān)系是：管、路、用結(jié)合，管為路用，以路為主。要把重點(diǎn)放在最基本的電路上。對(duì)于電子器件的重點(diǎn)在于了解它們的外部性能及如何用于電路中，對(duì)分立電路和集成電路的關(guān)系來(lái)說(shuō)，則是：分立為基礎(chǔ)，集成是重點(diǎn)，分立為集成服務(wù)。又如低壓電器和電動(dòng)機(jī)等則是討論各種不同特性的，以及由它們組成的用以完成各種不同功能的電路。敘述中較多地強(qiáng)調(diào)了它們的應(yīng)用特性。在學(xué)習(xí)時(shí)，要注意從這些特性中去發(fā)現(xiàn)它們的共性，要注意工程近似的分析方法?！　?．學(xué)習(xí)基本理論和標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合　　標(biāo)準(zhǔn)是衡量事物的準(zhǔn)則。本教材中所引用的標(biāo)準(zhǔn)，都標(biāo)注出該標(biāo)準(zhǔn)的名稱。學(xué)生在學(xué)習(xí)基本理論的同時(shí)，了解一些電工、電子的標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用，學(xué)會(huì)查閱這些標(biāo)準(zhǔn)?！　?biāo)準(zhǔn)按其作用和有效的范圍，可以劃分為不同層次和級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)?！　?guó)際標(biāo)準(zhǔn)：由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化或標(biāo)準(zhǔn)組織制定，并公開發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?！　^(qū)域標(biāo)準(zhǔn)：由某一區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)組織制定，并公開發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，如歐洲標(biāo)準(zhǔn)?！　?guó)家標(biāo)準(zhǔn)：由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)制定并公開發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)?！　⌒袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)：由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)發(fā)布在某行業(yè)的范圍內(nèi)統(tǒng)一實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)。　　地方標(biāo)準(zhǔn)：由一個(gè)國(guó)家的某一地方或某一部門制定并公開發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)?！　∑髽I(yè)標(biāo)準(zhǔn)：又稱公司標(biāo)準(zhǔn)，是由企事業(yè)單位自行制定并發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。　　我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的編號(hào)由標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)順序號(hào)和年號(hào)三部分組成。強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為“GB”，推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為“GB／T”。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)由國(guó)務(wù)院標(biāo)準(zhǔn)化主管部門規(guī)定。

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