电工电子技术基础

中国水利水电出版社

【作者】主编刘军杨国龙刘天成

【I S B N 】978-7-5226-1664-3

【责任编辑】高辉

【适用读者群】高职高专

【出版时间】2023-11-22

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【页数】328

【千字数】525

【印张】20.5

【定价】￥56

【丛书】高等职业教育电子信息课程群系列教材

【备注信息】

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简介

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内容提要

本书共14章，其中电工技术5章，包括直流电路、正弦交流电路和三相交流电路、磁路和变压器、电动机、继电接触器控制；模拟电子技术5章，包括半导体器件、交流放大电路、集成运算放大器及其应用、波形发生电路、直流稳压电源；数字电子技术4章，包括数字逻辑基础、组合逻辑电路及应用、时序逻辑电路及应用、数模转换与模数转换，涵盖了电子技术的基础内容。电工技术部分主要讲解电路的基本概念、定理应用，正弦交流电、变压器、电动机和控制电路等基础的电路知识；模拟电子技术主要介绍半导体、放大电路、波形产生电路、电源制作和分析电路的基本内容；数字电子技术则介绍了组合逻辑电路、时序逻辑电路、AD转换等常用的知识。

本书主要面向大专层次学生、自学人群，旨在让读者掌握基本的电工电子技术，培养其应用知识解决问题的能力。

内容全面：系统介绍电工电子技术的基本原理、方法和应用。

理实一体：配有丰富的例题，供读者巩固和检测所学知识。

思政融合：注重培养读者的社会责任感和爱国情怀。

前言

电工电子技术基础是高职高专学生电子信息大类必修的基础课程，它涉及电路、电机、电力、电子、自动化等多个领域，是理解和掌握现代科技的重要基础。由于电工电子技术基础教学对象多样化，各个专业在教学中的内容和要求不尽相同，因此在本书编写过程中我们充分考虑了不同工科专业的需求和学生水平，旨在为广大高职高专学生提供一本实用性强、通俗易懂的教材，帮助他们打牢知识基础，提高创新能力，培养综合素质。

本书根据教学大纲和考试大纲的要求，系统地介绍了电工电子技术的基本原理、方法和应用。为方便读者巩固和检测所学知识，本书每章都配有丰富的例题和习题。我们在本书编写过程中学习参考了国内外同类相关教材和经典著作，以培养读者分析问题和解决问题能力及提高读者的工程意识为目标，以简明扼要的语言讲解了电工电子技术有关的基本概念、基本原理、基本应用。

编写本书时，我们紧密结合当前党的二十大精神，突出了新时代中国特色社会主义思想在指导高职高专教育中的重要作用，注重培养学生的社会责任感和爱国情怀；坚持创新驱动发展战略，注重培养学生的创新意识和创新能力；坚持绿色发展理念，在教学环节向学生渗透节能环保意识和可持续发展理念；坚持开放包容的产学研视野，注重培养学生与企业交流实践的综合能力。

广东海洋大学电子与信息工程学院王骥教授和岭南师范学院机电工程学院田学军教授担任本书的主审，两位教授认真审阅了全部书稿，提出了很多建设性的修改意见，在此，向他们表示衷心的感谢。

本书由刘军、杨国龙、刘天成担任主编，李品钧、李文略、许景生担任副主编。本书是多位老师在多年教学实践和广泛调研的基础上，结合学生的特点和知识层次编写而成的。由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请广大专家读者批评指正。

编　者

2023年3月

第1篇电工技术

第1章直流电路 2
1.1 电路的组成及基本物理量 2
1.1.1 电路的组成 2
1.1.2 电路的基本物理量 3
1.2 欧姆定律及电路模型 10
1.2.1 电阻的欧姆定律 10
1.2.2 理想电路元件及电路模型 11
1.3 电阻的串联及并联 12
1.3.1 电阻的串联 12
1.3.2 电阻的并联 13
1.4 电气设备的额定值及电路状态 14
1.4.1 电气设备的额定值 14
1.4.2 电路的工作状态 14
1.5 基尔霍夫定律及其应用 15
1.5.1 基尔霍夫电流定律（KCL） 16
1.5.2 基尔霍夫电压定律（KVL） 16
1.5.3 基尔霍夫定律的应用—支路电流法 18
1.6 电路中电位的计算 19
1.7 电压源、电流源及其等效变换 21
1.7.1 电压源与电流源模型 21
1.7.2 电压源与电流源的等效变换 22
1.8 戴维南定理和叠加定理 23
1.8.1 戴维南定理 23
1.8.2 叠加定理 25
习题 26
第2章正弦交流电路和三相交流电路 30
2.1 正弦交流电的基本概念 30
2.2 同频率正弦量的运算和相量 34
2.3 单一参数的交流电路 36
2.3.1 电阻元件的正弦交流电路 36
2.3.2 电感元件的正弦交流电路 38
2.3.3 电容元件的正弦交流电路 39
2.4 电阻、电感、电容串联电路 42
2.4.1 RLC串联电路电压与电流的关系 42
2.4.2 RLC串联电路的功率 44
2.5 串联谐振 45
2.5.1 谐振条件和谐振频率 45
2.5.2 串联谐振时的电路特点 45
2.6 三相交流电路 45
2.6.1 三相交流电动势的产生 46
2.6.2 三相电源的连接 47
2.7 三相负载的连接 50
2.8 三相交流电路的功率 55
习题 56
第3章磁路和变压器 60
3.1 磁路的基本知识和交流铁芯线圈 60
3.1.1 磁感应强度 60
3.1.2 磁通 60
3.1.3 磁导率 61
3.1.4 磁场强度 61
3.1.5 铁磁性材料的磁性能 61
3.1.6 磁路和磁路欧姆定律 64
3.2 变压器的基本构造和工作原理 65
3.2.1 变压器的分类 65
3.2.2 变压器的基本构造 66
3.2.3 变压器的工作原理 66
3.2.4 变压器的外特性 67
3.3 三相变压器的结构、接法及额定值 68
3.3.1 三相变压器 68
3.3.2 变压器的铭牌数据 69
3.4 专用变压器 70
3.4.1 自耦变压器 70
3.4.2 电焊变压器 71
3.4.3 仪用互感器 72
3.5 电磁感应工业应用 73
习题 74
第4章电动机 76
4.1 三相异步电动机的结构和工作原理 76
4.1.1 定子 76
4.1.2 转子 77
4.1.3 三相异步电动机的基本原理 79
4.1.4 三相异步电动机的转动原理 81
4.1.5 转差率 82
4.2 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 82
4.2.1 转子电路各物理量的分析 83
4.2.2　三相异步电动机的电磁转矩 84
4.3　三相异步电动机的起动、调速、制动、铭牌数据和选择 86
4.3.1　三相异步电动机的起动 86
4.3.2 三相异步电动机的调速 89
4.3.3 三相异步电动机的制动 90
4.3.4 三相异步电动机的铭牌和选择 91
4.4 单相异步电动机 93
4.5 伺服电机 96
4.6 步进电机 98
习题 100
第5章继电接触器控制 101
5.1 常用的低压电器 101
5.1.1 隔离开关 101
5.1.2 熔断器 102
5.1.3 按钮 103
5.1.4 接触器 104
5.1.5 继电器 105
5.1.6 行程开关 106
5.1.7 自动开关 107
5.2 三相笼型异步电动机直接起动控制电路 108
5.2.1 单向控制电路 108
5.2.2 点动控制电路 109
5.2.3 正反转控制电路 110
5.2.4 行程控制电路 112
5.2.5 多地控制电路 113
5.3 三相异步电动机的降压起动和制动控制 113
5.3.1 降压起动控制 113
5.3.2 制动控制电路 115
习题 116

第2篇电子技术

第6章半导体器件 120
6.1 半导体基本知识 120
6.1.1 本征半导体 120
6.1.2 杂质半导体 122
6.1.3 PN结及其特性 124
6.2 半导体二极管 126
6.2.1 二极管的结构和类型 126
6.2.2 二极管的伏安特性 127
6.2.3 二极管电路的分析方法 128
6.2.4 二极管的使用常识 133
6.3 特殊二极管 133
6.3.1 稳压二极管 133
6.3.2 发光二极管 135
6.3.3 光电二极管 135
6.4 半导体三极管 136
6.4.1 三极管的结构和符号 136
6.4.2 三极管的电流分配与放大作用 137
6.4.3 三极管的特性曲线 140
6.4.4 三极管的主要参数 143
习题 145
第7章交流放大电路 147
7.1 放大电路的组成和基本工作原理 147
7.1.1 共发射极放大电路 147
7.1.2 放大的本质与电路中符号表示 148
7.2 放大电路的静态分析 150
7.2.1 用估算法计算静态工作点 150
7.2.2 图解法求静态工作点 151
7.3 放大电路的动态分析 152
7.3.1 放大电路的图解法 153
7.3.2 影响放大电路工作的主要因素 155
7.3.3 放大电路的微变等效电路法 156
7.3.4 基本放大电路应用实例—简单水位检测与报警电路 164
7.4 共集电极放大电路 165
7.4.1 共集电极放大电路的静态分析 165
7.4.2 共集电极放大电路的动态分析 165
7.5 多级放大电路 167
7.5.1 多级放大电路的组成特点 167
7.5.2 多级放大电路的技术指标计算 168
7.5.3 放大电路的通频带 169
7.6 差动放大电路 170
7.6.1 直接耦合放大电路及其零点漂移问题 170
7.6.2 典型差动放大电路 171
7.7 功率放大电路 174
7.7.1 功率放大电路的特点和分类 174
7.7.2 OCL互补对称式功率放大电路 175
7.7.3 甲乙类互补对称功率放大电路 177
7.7.4 集成功率放大器 177
7.8 负反馈放大电路 178
7.8.1 负反馈的基本概念 178
7.8.2 负反馈的分类和判断 179
7.8.3 负反馈对放大电路性能的影响 182
7.9 运用反馈的放大电路稳定偏置电路 184
7.9.1 稳定的基本原理 184
7.9.2 电路分析计算 185
习题 186
第8章集成运算放大器及其应用 192
8.1 集成电路基本知识 192
8.2 集成运算放大器的结构和指标 193
8.2.1 集成运放的结构特点 193
8.2.2 集成运放的主要性能指标 195
8.2.3 理想集成运放的概念与特点 195
8.3 集成运放在信号运算方面的应用 197
8.3.1 比例运算电路 197
8.3.2 加法减法运算电路 200
8.3.3 积分与微分运算电路 202
8.4 集成运放的非线性应用 205
习题 207
第9章波形发生电路 209
9.1 振荡器概念与分类 209
9.2 正弦波振荡电路的基本工作原理 210
9.3 RC正弦波振荡器 211
9.4 LC正弦波振荡电路 214
9.4.1 LC并联谐振电路的频率响应 214
9.4.2 变压器耦合式LC振荡器 216
9.4.3 三点式LC振荡器 218
9.5 石英晶体振荡电路 221
9.5.1 石英晶体谐振器的原理与特性 221
9.5.2 石英晶体谐振器的符号和等效电路 222
9.5.3 石英晶体谐振器的阻抗频率特性 222
9.5.4 晶体振荡电路 223
9.6 非正弦波发生电路 224
9.6.1 矩形波发生电路 224
9.6.2 三角波发生电路 226
9.6.3 锯齿波发生电路 227
习题 228
第10章直流稳压电源 231
10.1 直流电源的组成 231
10.2 单相整流电路 231
10.2.1 单相半波整流电路 232
10.2.2 单相桥式整流电路 233
10.3 滤波电路 235
10.3.1 电容滤波电路 236
10.3.2 电感滤波电路 237
10.3.3 复式滤波电路 237
10.4 集成稳压器 238
10.4.1 集成稳压器的基本结构 238
10.4.2 输出电压固定式集成稳压器及其应用 239
10.4.3 可调式三端集成稳压器的封装和引脚功能 240
习题 242
第11章数字逻辑基础 244
11.1 数字电路分析 244
11.1.1 模拟信号与数字信号 244
11.1.2 数字电路介绍 245
11.2 数制介绍 246
11.2.1 数制 246
11.2.2 数制转换 246
11.2.3 编码 247
11.3 逻辑代数分析 248
11.3.1 逻辑变量与逻辑函数 248
11.3.2 常用逻辑函数 249
11.3.3 逻辑函数表示法及其相互转化 251
11.4 逻辑函数的化简 252
11.4.1 逻辑代数的基本定律与规则 252
11.4.2 逻辑函数的公式法化简 254
11.4.3 逻辑函数的卡诺图化简法 255
11.4.4 含有无关项的逻辑函数的化简 260
习题 261
第12章组合逻辑电路及应用 264
12.1 逻辑电路介绍 264
12.2 组合逻辑电路的分析及设计 265
12.2.1 组合逻辑电路的分析 265
12.2.2 组合逻辑电路的设计 267
12.3 常用组合逻辑电路及其应用 270
12.3.1 编码器 270
12.3.2 译码器 274
12.3.3 数据选择器和数据分配器 279
12.3.4 数值比较器 283
12.4 组合逻辑电路中的竞争与冒险 284
习题 286
第13章时序逻辑电路及应用 288
13.1 概述 288
13.2 触发器 289
13.2.1 基本RS触发器 289
13.2.2 同步RS触发器 291
13.2.3 JK触发器 292
13.2.4 D和T触发器 292
13.2.5 触发器的功能转换 294
13.3 时序逻辑电路的分析方法 294
13.4 计数器与寄存器 296
13.4.1 计数器 296
13.4.2 寄存器 303
13.5 时序逻辑电路设计 304
习题 306
第14章数模转换与模数转换 308
14.1 概述 308
14.2 数模转换器（DAC） 309
14.3 模数转换器（ADC） 312
习题 318
参考文献 319

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