电工与电子技术基础

  本书是根据普通高等院校非电类专业教学计划的培养目标，参照国家教委电工学课程教学指导委员会制定的“电工学”教学基本要求，结合石油、冶金两大行业的特点组织编写的。本书可以作为普通高等本科院校非电类专业的“电工与电子技术”课程的教材。

  为适应人才培养目标的要求、教学特点和培养应用型人才的需要，本书注意精选内容，力求做到选材适当、内容先进；在基础理论方面以“必需、够用”为度；在应用技术方面紧密结合工程实际，突出实用性；在理论和概念的阐述上，力求准确详尽，便于理解，适于自学。

  本书共分为“电路基础”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”和“电机及变压器”四个模块。“电路基础”部分的主要内容有：直流电路、正弦交流电路、三相交流电路等；“模拟电子技术”部分的主要内容有：半导体器件、基本放大电路、集成运算放大电路、直流稳压电源等；“数字电子技术”部分的主要内容有：门电路及组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路等；“电机及变压器”部分的主要内容有：单相变压器、三相异步电动机及电气自动控制技术等。本书充分体现非电类专业的特点，配有大量的例题和习题，每节配有思考题，供学生复习和练习。

本书主要体现以下特色：

 （1）模块化结构。本书根据内容按四个模块进行编写，根据不同专业、不同要求、不同的课程学时，选择不同的模块进行组合，以解决“学时少与内容多的矛盾”。

 （2）精选内容。对于电工与电子技术的基本概念、基本理论和基本的分析计算方法等基础内容，本着少而精的原则，力求概念准确、清楚，阐述简明扼要，理论推导从简，重点突出方法的应用。

 （3）推陈出新。删减了细节问题的定量分析，加强了器件外部特性的宏观分析。如删减了电子器件的内部结构、分立元件电路的定量分析计算，而重点讲解器件、电路和系统的外特性。引入相关新技术、新工艺等先进内容，保持与世界电工与电子技术的发展同步。

 （4）突出应用。本书所选实例具有一定的实用价值，通过典型的应用实例，将电工与电子技术应用到生产和日常生活中，解决了“学习的内容有些没有用，有用的内容有些没有学”这一不正常现象。

 （5）采用标准化。本书采用通用的图形符号、名词和术语体系。力求把现行的国家标准规范和IEC有关标准有机地结合到相应章节之中，帮助学生在学习过程中了解电工与电子技术领域的标准及应用，学会查阅这些标准，为继续学习与本专业有关的工程技术、从事与本专业有关的科学研究等打下一定的基础。

  本书由苑尚尊老师负责全书的策划、组织、统稿和定稿，并编写了第2章和第9章。参加本书编写的还有：聂玲编写第1章，许弟建编写第3章，张锐编写第4章，李翠英编写第5章，吴明芳编写第6章，蔡绍编写第7章，杨君玲编写第8章，程岷沙编写第10章，宋乐鹏和刘玉成编写第11章，张俊林编写第12章。参加本书文字录入和绘制电路图工作的有李世贵、王远华等老师。

  本书由吴培刚老师主审，他对书稿进行了仔细的审阅，并提出许多指导性的意见和建议，在此表示衷心的感谢。另外，秦治中教授也对本书作了详细的审阅。

  由于编者水平有限，不妥之处在所难免，恳请读者和同行老师提出批评和改进意见，以便再版时修改提高。

 

序
前言
第一模块  电路基础
 
第1章  直流电路及其分析方法 1
1.1  电路的基本概念 1
1.1.1  电路的组成与作用 1
1.1.2  电路模型 2
1.1.3  电路的主要物理量 2
1.1.4  电路的基本元件 5
1.2  电路基础知识 8
1.2.1  欧姆定律 8
1.2.2  电阻串并联 9
1.3  电路的工作状态 12
1.3.1  开路状态 12
1.3.2  短路状态 12
1.3.3  有载工作状态 13
1.3.4  电气设备的额定值 13
1.4  基尔霍夫定律 14
1.4.1  基尔霍夫电流定律 14
1.4.2  基尔霍夫电压定律 16
1.4.3  基尔霍夫定律的应用—— 支路电流法 17
1.5  电压源、电流源及其等效变换 20
1.5.1  电压源 20
1.5.2  电流源 21
1.5.3  电压源与电流源的等效变换 22
1.6  电路的分析方法 24
1.6.1  叠加定理 24
1.6.2  戴维南定理 25
1.7  电路中电位的计算 28
1.8  电路中的过渡过程 31
1.8.1  储能元件和换路定则 31
1.8.2  RC电路的过渡过程 32
1.8.3  RL电路的过渡过程 35
习题 36
第2章  正弦交流电路 43
2.1  正弦交流电的基本概念 43
2.1.1  周期、频率和角频率 44
2.1.2  最大值和有效值 44
2.1.3  相位、初相位和相位差 45
2.2  正弦量的相量表示法 46
2.2.1  复数及其运算 46
2.2.2  用计算器进行复数的运算 47
2.2.3  正弦量的相量表示法 49
2.2.4  同频率正弦量的求和运算 51
2.3  单一参数的正弦交流电路 52
2.3.1  电阻元件的交流电路 52
2.3.2  电感元件的交流电路 54
2.3.3  电容元件的交流电路 56
2.4  R、L、C串联的正弦交流电路 60
2.4.1  RLC电路的电压、电流关系 60
2.4.2  RLC串联电路的性质 61
2.4.3  RLC串联电路的功率关系 62
2.5  阻抗的串联与并联 66
2.5.1  阻抗的串联 66
2.5.2  阻抗的并联 67
2.6  功率因数的提高 70
2.6.1  提高功率因数的意义 70
2.6.2  提高功率因数的方法 70
习题 72
第3章  三相交流电路 76
3.1  三相交流电源 76
3.1.1  三相电动势的产生 76
3.1.2  三相电源的星形连接 77
3.2  负载星形连接的三相交流电路 79
3.3  负载三角形连接的三相交流电路 82
3.4  三相交流电路的功率 83
3.5  供配电常识及安全用电 85
3.5.1  供电系统概述 85
3.5.2  低压配电系统接地 87
3.5.3  安全用电 91
习题 93
 
第二模块  模拟电子技术
 
第4章  常用半导体器件 97
4.1  半导体的基本知识 97
4.1.1  半导体的分类 97
4.1.2  N型半导体和P型半导体 98
4.1.3  PN结及其单向导电性 99
4.2  半导体二极管 101
4.2.1  基本结构 101
4.2.2  伏安特性 102
4.2.3  二极管的主要参数 103
4.2.4  二极管的应用 103
4.3  稳压管 105
4.3.1  稳压管的伏安特性 105
4.3.2  主要参数 106
4.4  半导体三极管 107
4.4.1  基本结构 107
4.4.2  工作原理 108
4.4.3  特性曲线 109
4.4.4  主要参数及应用 111
4.5  光电器件 112
4.5.1  发光二极管 112
4.5.2  光电二极管 113
4.5.3  光电晶体管 113
习题 114
第5章  基本放大电路 118
5.1  共发射极放大电路 118
5.1.1  共射放大电路的组成 118
5.1.2  基本放大电路的静态分析 119
5.1.3  基本放大电路的动态分析 121
5.2  静态工作点的稳定——分压式偏置电路 126
5.2.1  温度对静态工作点的影响 126
5.2.2  静态分析 127
5.2.3  动态分析 128
5.3  共集电极放大电路 129
5.3.1  静态分析 129
5.3.2  动态分析 129
5.3.3  共集电极放大电路的特点及应用 131
5.4  阻容耦合多级放大电路 131
5.5  互补对称功率放大电路 134
5.5.1  对功率放大电路的基本要求 134
5.5.2  互补对称功率放大电路 135
5.5.3  集成功率放大电路 136
5.6*  场效应晶体管及放大电路 137
5.6.1  绝缘栅型场效应管 137
5.6.2  共源极放大电路 140
5.6.3  源极输出器 143
习题 143
第6章  集成运算放大器 148
6.1  集成运算放大器简介 148
6.1.1  集成运算放大器的组成 148
6.1.2  图形符号及管脚 150
6.1.3  主要参数 151
6.1.4  理想运算放大器的电压传输特性 152
6.1.5  理想运算放大器的理想模型 153
6.1.6  理想运算放大器的分析依据 154
6.2  放大电路中的负反馈 155
6.2.1  反馈的基本概念 155
6.2.2  正反馈与负反馈的判断 155
6.2.3  负反馈的类型 156
6.2.4  负反馈对放大电路工作的影响 159
6.3  集成运放在信号运算方面的应用 161
6.3.1  反相比例运算电路 161
6.3.2  同相比例运算电路 162
6.3.3  加法运算 164
6.3.4  减法运算 165
6.3.5  积分运算 166
6.3.6  微分运算 166
6.4  集成运放在信号处理方面的应用 167
6.4.1  有源滤波器 167
6.4.2  电压比较器 170
6.5  集成运放在波形产生方面的应用 171
6.5.1  RC正弦波振荡电路 171
6.5.2  矩形波发生器 173
6.6  集成运放在使用时的注意事项 174
6.6.1  合理选用集成运放型号 174
6.6.2  消振调零 174
6.6.3  保护 174
习题 175
第7章  直流稳压电源 180
7.1  单相整流电路 180
7.1.1  单相半波整流电路 180
7.1.2  单相桥式整流电路 182
7.2  滤波电路 184
7.2.1  电容滤波 185
7.2.2  电感滤波 186
7.2.3  复式滤波 186
7.3  直流稳压电路 187
7.3.1  稳压管稳压电路 187
7.3.2  串联型稳压电路 188
7.3.3  集成稳压电源 189
7.4  电力电子技术基础 191
7.4.1  普通晶闸管 191
7.4.2  双向晶闸管 193
7.4.3  可关断晶闸管 194
7.4.4  可控整流电路 194
7.4.5  绝缘双极型晶闸管 196
习题 197
 
第三模块  数字电子技术
 
第8章  组合逻辑电路 199
8.1  门电路 199
8.1.1  基本门电路 199
8.1.2  复合门电路 202
8.1.3  门电路的接口 206
8.2  组合逻辑电路 207
8.2.1  逻辑代数及应用 207
8.2.2  组合逻辑电路的分析 208
8.2.3  组合逻辑电路的设计 209
8.3  加法器 211
8.3.1  半加器 211
8.3.2  全加器 212
8.4  编码器 213
8.4.1  编码 213
8.4.2  二－十进制编码器 214
8.4.3  优先编码器 215
8.5  译码器和数字显示 216
8.5.1  二进制译码器 217
8.5.2  二—十进制显示译码器 219
习题 221
第9章  时序逻辑电路 224
9.1  触发器 224
9.1.1  RS触发器 224
9.1.2  主从JK触发器 227
9.1.3  D触发器 229
9.2  寄存器 231
9.2.1  数码寄存器 231
9.2.2  移位寄存器 231
9.2.3  集成寄存器 232
9.3  计数器 233
9.3.1  二进制加法计数器 233
9.3.2  十进制计数器 234
9.3.3  集成计数器 236
9.4  555定时器 241
9.4.1  555定时器 241
9.4.2  单稳态触发器 242
9.4.3  多谐振荡器 243
9.5  应用举例 244
9.5.1  24小时数字钟 244
9.5.2  四人抢答电路 245
9.6  数—模和模—数转换 246
9.6.1  数—模转换器 246
9.6.2  模—数转换器 249
习题 254
 
第四模块  电机及变压器
 
第10章  磁路与变压器 260
10.1  磁路的基本概念 260
10.1.1  磁路的基本物理量 261
10.1.2  铁磁性材料的磁性能 261
10.1.3  磁路的欧姆定律 263
10.2  交流铁芯线圈 265
10.2.1  直流铁心线圈 265
10.2.2  交流铁心线圈 265
10.3  变压器的基本结构和工作原理 267
10.3.1  铁心与绕组 267
10.3.2  空载运行 268
10.3.3  负载运行 269
10.3.4  阻抗变换 270
10.4  变压器的运行特性和额定值 272
10.4.1  变压器的外特性和电压调整率 272
10.4.2  变压器的额定值 273
10.4.3  变压器的损耗与效率 273
10.5  特殊变压器及应用 274
10.5.1  自耦变压器 274
10.5.2  仪用互感器 275
10.5.3  电焊变压器 276
10.5.4  变压器绕组的同极性端 277
习题 278
第11章  交流异步电动机 281
11.1  三相异步电动机的构造和转动原理 281
11.1.1  三相异步电动机的结构 281
11.1.2  三相异步电动机的工作原理 283
11.1.3  三相异步电动机的转动原理 285
11.1.4  三相异步电动机的转差率 285
11.2  三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 286
11.2.1  三相异步电动机的电路分析 286
11.2.2  三相异步电动机的电磁转矩 288
11.2.3  三相异步电动机的机械特性 289
11.2.4  电动机的稳定运行 291
11.3  三相异步电动机的铭牌和技术数据 293
11.4  三相异步电动机的起动 295
11.4.1  三相异步电动机的起动性能 295
11.4.2  三相异步电动机的起动方法 296
11.5  三相异步电动机的调速 298
11.5.1  变频调速 298
11.5.2  变极调速 298
11.5.3  变转差率调速 299
11.6  三相异步电动机的制动 299
11.6.1  能耗制动 299
11.6.2  反接制动 300
11.7  单相异步电动机 300
11.8  三相异步电动机的选择 302
11.8.1  容量选择 302
11.8.2  种类和型式的选择 303
11.8.3  电压和转速的选择 303
习题 304
第12章  电气自动控制技术 306
12.1  常用低压控制电器 306
12.1.1  手动电器 306
12.1.2  自动电器 311
12.2  电气自动控制线路 317
12.2.1  三相异步电动机的点动控制 317
12.2.2  三相异步电动机的起停控制 318
12.2.3  三相异步电动机的正反转控制 319
12.2.4  三相异步电动机的正反转行程控制 321
12.2.5  三相异步电动机的时间控制 322
12.3  控制线路的绘制原则及识图读图常识 323
12.3.1  常用电气图形符号及文字符号 的国家标准 323
12.3.2  电气原理图的绘制原则 325
12.3.3  图面区域的划分 326
12.3.4  符号位置的索引 326
12.3.5  识图读图原则 326
12.4  可编程控制器 327
12.4.1  可编程序控制器概述 327
12.4.2  可编程序控制器的工作原理 328
习题 331
附录 333
附录一  电阻、电位器的标称值系列 333
附录二  色标的基本色码及意义 333
附录三  部分Y系列三相异步电动机的参数 334
附录四  半导体分立器件型号命名方法 335
附录五  常用半导体器件的参数 335
附录六  半导体集成器件型号命名方法 337
附录七  部分集成运放的主要参数 338
附录八  常用TTL电路的主要参数 338
附录九  部分数字集成电路外引线排列图 339
参考文献 341
 

1. 水利水电工程金属结构和机电设备制造监理工作指南 [主编 张小阳]
2. 电子技术（第二版） [主编 覃爱娜 李飞]
3. 电工电子技术基础 [主编 刘 军 杨国龙 刘天成]
4. 海上风电工程专利导航与知识产权风险管理研究 [戚海峰 贾献林 许丹海　著]
5. 电路与电子技术实验教程（第二版） [主 编 张静秋]
6. 信电类专门用途英语教程 [主编 宋晶]
7. 电力电子技术课程学习及实验指导 [主编 陈荣]
8. 电路与电子技术Ⅱ——电路分析基础 [主编 陈晓 金哲]
9. 电路与电子技术Ⅲ——模拟电子技术 [主编 刘峰]
10. 数字电子技术 [主编 覃爱娜]
11. 电路与电子技术Ⅰ—数字电子技术 [主编 郑玉珍 王淑琴]
12. 电工学（少学时）（第二版） [主编 吴显金 陈丽萍]
13. 电子技术实训指导书（第二版） [主编 胡敏 肖杨 李艳]
14. 模拟电子技术（第二版） [主编 罗桂娥]
15. 电工电子技术实验指导书 [主编 李翠英 聂玲 魏 钢 罗]
16. 电工学（多学时）学习辅导与习题全解 [主编 刘曼玲]
17. 电工电子技术 [主编 吴培刚 许弟建]
18. 电工与电子技术（第二版） [主编 王梅 唐翠微]
19. 电路与电子技术实验及Multisim仿真 [胡淑均 周天庆 戴哲转 夏秋华]
20. 机电工程管理与实务 [全国一级建造师考试研究中心 编]
21. 通信与广电工程管理与实务 [全国一级建造师考试研究中心 编]
22. 电工与电子技术基础实验教程 [胡淑均 夏秋华 周天庆 戴哲转]
23. 电路与模拟电子技术基础 [主编 刘献如 罗桂娥]
24. 电工电子技术实训指导书 [主编 陈亮]
25. 电子技术 [主编 覃爱娜 李飞]
26. 电工普训 [主编 贺小艳 王璇]
27. 水利水电工程管理与实务 [全国一级建造师考试研究中心]
28. 电工技术基础 （第二版） [主编 李中发 邹津海]
29. 电子技术基础（第二版） [主编 李中发 邓晓]
30. 水利水电工程管理与实务 [全国二级建造师考试研究中心 编]