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第1篇 电工技术1

第1章　电路的基本概念、定律和分析方法1

1.1　电路的物理量及其参考方向2

1.1.1 电路中物理量的实际方向2

1.1.2　电流、电压的参考方向3

1.1.3　关联的参考定向法则4

1.1.4　电功率和电能量6

1.1.5 电气设备的额定值8

1.2 电路元件的电压-电流关系与模型8

1.2.1　无源电路元件9

1.2.2　有源电路元件11

1.3　电路的基本定律17

1.3.1　欧姆定律17

1.3.2　基尔霍夫定律18

1.4　线性电路的基本分析方法20

1.4.1　支路电流法20

1.4.2　节点电压法21

1.5　线性电路的重要定理24

1.5.1 叠加定理24

1.5.2　等效电源定理25

1.6　含受控源的电路及其分析29

1.6.1　受控源模型29

1.6.2　含受控源电路的分析方法30

第1章小结33

习题134

第2章　正弦交流电路37

2.1　正弦交流电的基本概念37

2.1.1　正弦量的三要素38

2.1.2　有效值39

2.1.3　相位差40

2.2 正弦量的相量表示法42

2.2.1　复数与相量42

2.2.2　同频率正弦量的相量运算46

2.3　单一参数的正弦交流电路47

2.3.1　电阻电路47

2.3.2　电感电路49

2.3.3　电容电路51

2.4 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路54

2.4.1　电压-电流关系54

2.4.2　功率57

2.5　阻抗串、并联电路59

2.5.1　阻抗串联电路59

2.5.2　阻抗并联电路61

2.6　功率因数的提高64

2.6.1　提高功率因数的意义64

2.6.2　提高功率因数的方法64

2.7　RLC串联电路谐振66

2.7.1　串联谐振的条件66

2.7.2　串联谐振的特征66

2.8　基于EWB的正弦交流电路仿真实例68

2.9　三相交流电路69

2.9.1　三相电源70

2.9.2　三相负载的连接74

2.9.3　三相电路的功率79

第2章小结82

习题284

第3章　一阶电路暂态分析89

3.1　换路定则和暂态过程初始值89

3.1.1　暂态过程的概念89

3.1.2　换路定则和初始值90

3.2　一阶RC电路的零输入响应和零状态响应92

3.2.1　一阶RC电路的零输入响应93

3.2.2　一阶RC电路的零状态响应94

3.3　一阶线性电路的全响应和三要素分析法97

3.3.1　一阶线性电路的全响应97

3.3.2　三要素分析法97

3.4　基于EWB的一阶线性电路的暂态仿真实例100

第3章小结100

习题3101

第4章　变压器和安全用电103

4.1　变压器的基本结构103

4.1.1　绕组103

4.1.2　铁芯104

4.2　变压器的工作原理105

4.2.1　电压变换原理（变压器空载运行）105

4.2.2　电流变换原理（变压器负载运行）107

4.2.3　阻抗变换原理110

4.3　变压器的运行特性和使用112

4.3.1　变压器的外特性和电压调整率112

4.3.2　变压器的损耗和效率113

4.3.3　变压器的额定值114

4.3.4　变压器绕组的极性116

4.4　其他类型的变压器117

4.4.1　自耦变压器117

4.4.2　仪用互感器118

4.5　电流对人体的伤害及触电方式119

4.5.1　电流对人体的伤害119

4.5.2　触电方式120

4.5.3　触电急救121

4.6　低压配电系统的接地122

4.6.1　低压配电系统接地形式的分类122

4.6.2　接地或接零124

4.7　静电防护129

第4章小结129

习题4130

第5章　感应电动机及其控制132

5.1　三相感应电动机的基本结构和工作原理132

5.1.1　基本结构132

5.1.2　转动原理和转差率134

5.2　感应电动机的特性137

5.2.1 三相感应电动机的电路分析137

5.2.2　电磁转矩特性（T-s曲线）139

5.2.3　机械特性（n-T曲线）140

5.3　三相感应电动机的启动和调速142

5.3.1　感应电动机的启动142

5.3.2　感应电动机的调速144

5.4　感应电动机的额定值146

5.5　单相感应电动机148

5.5.1 电容分相式感应电动机148

5.5.2　罩极式感应电动机150

5.6　继电—接触器控制151

5.6.1　常用低压电器151

5.6.2　三相感应电动机直接启动控制电路154

5.6.3　笼形感应电动机正、反转控制电路156

5.7　可编程控制器158

5.7.1　可编程控制器的产生和特点158

5.7.2　PLC的基本结构158

5.7.3　PLC的工作原理162

5.7.4　PLC的编程语言163

5.7.5　PLC实验内容编程举例167

5.7.6　几种PLC的常用指令比较168

第5章小结171

习题5172

第2篇　模拟电子技术173

第6章 半导体二极管及其应用电路173

6.1　PN结和半导体二极管173

6.1.1　PN结及其单向导电性173

6.1.2　半导体二极管176

6.2　二极管整流电路180

6.3　滤波电路182

6.3.1　电容滤波电路183

6.3.2　电感滤波电路184

6.3.3　复式滤波电路184

6.4　稳压管及其稳压电路186

6.4.1　稳压管186

6.4.2　稳压管（并联型）直流稳压电路187

6.5　集成稳压器188

第6章小结189

习题6190

第7章　基本放大电路192

7.1　双极型晶体管192

7.1.1　BJT的基本结构192

7.1.2　BJT的电流放大作用193

7.1.3　BJT的特性曲线和工作状态195

7.1.4　BJT的主要参数196

7.2　共发射极放大电路198

7.2.1　放大电路的基本组成198

7.2.2　交流放大电路的特点200

7.2.3　静态分析200

7.2.4　动态分析202

7.2.5　放大电路的失真206

7.3　静态工作点的稳定和分压式偏置放大电路207

7.4　共集电极放大电路（射极输出器）209

7.4.1　电路的组成209

7.4.2　电路的分析209

7.5　多级放大电路212

7.5.1　级间耦合方式212

7.5.2　阻容耦合多级放大电路213

7.5.3 阻容耦合放大电路的频率特性215

7.6　差分放大电路216

7.6.1　基本差分放大电路216

7.6.2　典型差分放大电路218

7.6.3　差分放大电路的静态和动态分析219

7.7　功率放大电路220

7.7.1　功率放大电路的功能和特点220

7.7.2　互补对称功率放大电路221

7.7.3　复合晶体管及准互补功率放大器225

7.7.4　集成功率放大器简介226

7.8　基于EWB的交流放大电路的仿真实例227

第7章小结229

习题7232

第8章　集成运算放大器及其应用236

8.1　集成运算放大器236

8.1.1　集成电路概述236

8.1.2　集成运放的组成及主要参数237

8.2　放大电路中的负反馈241

8.2.1　反馈的基本概念241

8.2.2　负反馈的类型和判别242

8.2.3　负反馈对放大电路性能的影响245

8.3　集成运放电路的基本分析方法247

8.4　集成运放的线性应用248

8.4.1　反相输入运算电路248

8.4.2　同相输入运算电路250

8.4.3　差动输入运算电路250

8.4.4　积分和微分运算电路251

8.5　集成运放的非线性应用252

8.5.1　零电压比较器253

8.5.2　任意电压比较器254

8.5.3　双限电压比较器254

8.6　正弦波振荡电路255

8.6.1　正弦波振荡电路的基本原理255

8.6.2　RC桥式振荡电路257

8.6.3　起振与波形的改善258

8.7　串联型反馈式稳压电源259

8.8　集成运放的使用259

第8章小结261

习题8263

第9章　场效应晶体管放大电路268

9.1　绝缘栅场效应管268

9.1.1 N沟道增强型绝缘栅场效应管268

9.1.2　P沟道增强型绝缘栅场效应管270

9.1.3　N沟道耗尽型绝缘栅场效应管271

9.1.4　P沟道耗尽型绝缘栅场效应管272

9.1.5　场效应管的主要参数和使用注意事项272

9.2　场效应管基本放大电路273

9.2.1　共源极放大电路273

9.2.2　共漏极放大电路—源极输出器276

第9章小结276

习题9278

第3篇　数字电子技术279

第10章　数字逻辑基础和逻辑门电路279

10.1　数制及编码279

10.1.1　数制279

10.1.2　数制间的转换280

10.1.3　二—十进制编码282

10.2　逻辑代数及其基本运算规则283

10.2.1　基本逻辑运算284

10.2.2　逻辑代数的基本定律286

10.3　逻辑门电路287

10.3.1　基本逻辑门电路287

10.3.2　复合逻辑门电路289

10.3.3　集成逻辑门电路290

10.4 逻辑函数的表示和化简294

10.4.1　逻辑函数的表示方法294

10.4.2　逻辑函数的化简297

第10章小结299

习题10300

第11章　组合逻辑电路303

11.1　组合逻辑电路的分析和设计303

11.1.1　组合逻辑电路的分析303

11.1.2　组合逻辑电路的设计305

11.2　编码器306

11.2.1　二进制编码器306

11.2.2　8421BCD码编码器307

11.2.3　优先编码器308

11.3　译码器310

11.3.1　二进制译码器310

11.3.2　二—十进制译码器314

11.3.3　译码器驱动数字显示器件314

11.4　加法器317

11.4.1　1位加法器317

11.4.2　多位加法器319

第11章小结320

习题11321

第12章　时序逻辑电路323

12.1　双稳态触发器323

12.1.1　基本RS触发器323

12.1.2　钟控RS触发器325

12.1.3　主从JK触发器327

12.1.4　边沿触发器330

12.1.5　触发器的功能转换333

12.2　寄存器334

12.2.1　数码寄存器334

12.2.1　移位寄存器335

12.3　计数器338

12.3.1　计数器的概念和分类338

12.3.2　二进制加法计数器338

12.3.3　十进制加法计数器341

12.3.4　N进制计数器的分析与设计344

12.3.5　集成计数器及其应用348

12.4 555定时器的原理和应用353

12.4.1　555定时器的结构和功能353

12.4.2　555定时器组成的多谐振荡器355

12.4.3　555定时器组成的单稳态触发器356

第12章小结357

习题12359

第13章　数／模和模／数转换器363

13.1　数／模和模／数转换器的一般概念363

13.2　数／模转换器363

13.2.1　权电阻网络D/A转换器364

13.2.2 倒T形电阻网络D/A转换器366

13.2.3　集成D/A转换器368

13.2.4　D/A转换器的主要技术指标369

13.3　模／数转换器370

13.3.1　A/D转换器的基本原理370

13.3.2　并行比较型A/D转换器373

13.3.3　逐次逼近型A/D转换器376

13.3.4　双积分型A/D转换器377

13.3.5　A/D转换器的主要技术指标378

第13章小结378

习题13378

附录1 电容器和电阻器的标称值380

附录2　S7系列电力变压器的技术数据382

附录3　部分Y系列三相异步电动机的参数383

附录4　常用电气图形符号和文字符号384

附录5　半导体分立器件型号命名法386

附录6　部分半导体器件型号和参数387

附录7　半导体集成电路型号命名法389

附录8　部分半导体集成电路型号、参数和图形符号390

附录9　电路的计算机辅助分析概述393

附录10　EWB简介396

部分习题参考答案403

主要参考文献418