本書按照教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與電氣信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)制定的《電工學(xué)課程教學(xué)基本要求》，針對(duì)其中的電路理論、電機(jī)及控制兩個(gè)模塊內(nèi)容編寫而成，共8章，包括電路的基本定律與分析方法、電路的暫態(tài)分析、交流電路、三相電路、鐵磁線圈和變壓器、電動(dòng)機(jī)、繼電接觸器控制、可編程控制器。
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目錄
第1章 電路的基本概念和兩類約束 1
1.1 電路的基本概念 1
1.1.1 實(shí)際電路與理想電路 1
1.1.2 實(shí)際電路的模型化與電路模型 2
1.1.3 電路的基本物理量和變量 3
1.1.4 電壓、電流的參考方向 3
1.1.5 電磁能量與功率 5
1.2 電路元件 6
1.2.1 電阻元件與電導(dǎo)元件 6
1.2.2 獨(dú)立電源 7
1.3 基爾霍夫定律 9
1.3.1 幾個(gè)相關(guān)概念 9
1.3.2 基爾霍夫電流定律 9
1.3.3 基爾霍夫電壓定律 10
習(xí)題 11
第2章 電路的分析方法 14
2.1 電路的等效變換 14
2.1.1 等效變換的概念 14
2.1.2 電阻的串聯(lián) 14
2.1.3 電阻的并聯(lián) 15
2.1.4 電阻的混聯(lián) 16
2.1.5 電阻的星形連接與三角形連接的等效變換 17
2.1.6 實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換 19
2.2 電路的一般分析方法 20
2.2.1 電路的支路約束和方程的獨(dú)立性 20
2.2.2 支路法 22
2.2.3 回路電流法 24
2.2.4 節(jié)點(diǎn)電壓法 26
2.3 電路定理 29
2.3.1 疊加定理與齊性定理 29
2.3.2 戴維南定理和諾頓定理 31
2.3.3 最大功率傳輸定理 34
2.4 電路的對(duì)偶性 35
2.5 受控源及含受控源電路的分析 36
2.5.1 受控電源 36
2.5.2 輸入電阻與輸出電阻 38
2.5.3 含受控源電路的分析 39
2.6 非線性電阻電路的分析 42
2.6.1 非線性電路的概念 42
2.6.2 非線性電阻元件 42
2.6.3 解析法 44
2.6.4 圖解法 44
2.7 應(yīng)用實(shí)例 45
習(xí)題 46
第3章 電路的暫態(tài)分析 53
3.1 電容元件與電感元件 53
3.1.1 電容元件 53
3.1.2 電感元件 54
3.2 換路定理及電路的初始值 56
3.2.1 換路定理 56
3.2.2 電路初始值的確定 57
3.3 RC電路的暫態(tài)響應(yīng) 59
3.3.1 RC電路的零輸入響應(yīng) 59
3.3.2 RC電路的零狀態(tài)響應(yīng) 61
3.3.3 RC電路的全響應(yīng) 63
3.4 一階電路求解的三要素法 64
3.5 RL電路的暫態(tài)響應(yīng) 66
3.5.1 RL電路的零輸入響應(yīng) 66
3.5.2 RL電路的零狀態(tài)響應(yīng) 69
3.5.3 RL電路的全響應(yīng) 69
3.6 應(yīng)用實(shí)例 70
習(xí)題 71
第4章 正弦交流電路 75
4.1 正弦交流電路的基本概念 75
4.1.1 正弦交流電路的定義 75
4.1.2 正弦量的三要素 75
4.1.3 正弦信號(hào)的有效值 76
4.1.4 同頻率正弦量的相位差 77
4.2 正弦量的相量表示 78
4.2.1 復(fù)數(shù)的表示及運(yùn)算 78
4.2.2 相量 80
4.3 電路拓?fù)浼s束和元件約束的相量形式 81
4.3.1 KCL和KVL的相量形式 81
4.3.2 電阻、電感和電容元件VCR的相量形式 81
4.4 阻抗和導(dǎo)納及其串并聯(lián) 86
4.4.1 阻抗和導(dǎo)納 86
4.4.2 阻抗、導(dǎo)納的串聯(lián)和并聯(lián) 88
4.5 正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量分析法 89
4.6 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率 92
4.6.1 瞬時(shí)功率 92
4.6.2 平均功率 93
4.6.3 無功功率 94
4.6.4 視在功率 94
4.6.5 功率因數(shù)的提高 95
4.7 非正弦周期電流電路 96
4.7.1 非正弦周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開 96
4.7.2 非正弦周期信號(hào)的有效值和平均功率 97
4.7.3 非正弦周期電流電路的計(jì)算 98
4.8 諧振電路 100
4.8.1 諧振的定義 100
4.8.2 串聯(lián)諧振 100
4.8.3 并聯(lián)諧振 102
4.9 應(yīng)用實(shí)例 105
習(xí)題 106
第5章 三相電路與安全用電 111
5.1 三相電源 111
5.2 三相電路的連接與結(jié)構(gòu) 112
5.2.1 星形連接的三相電源和三相負(fù)載 112
5.2.2 三角形連接的三相電源和三相負(fù)載 114
5.2.3 三相電路的結(jié)構(gòu) 115
5.3 對(duì)稱三相電路的計(jì)算 116
5.4 不對(duì)稱三相電路 119
5.5 三相電路的功率 120
5.5.1 瞬時(shí)功率 120
5.5.2 有功功率 121
5.5.3 無功功率 121
5.5.4 視在功率 122
5.5.5 三相電路的功率測(cè)量 122
5.6 安全用電 124
5.6.1 觸電事故 124
5.6.2 電流對(duì)人體的危害 124
5.6.3 觸電方式 125
5.6.4 接地和接零 126
5.6.5 靜電防護(hù)和電氣防火防爆 128
5.6.6 節(jié)約用電 129
5.7 應(yīng)用實(shí)例 129
習(xí)題 130
第6章 磁路和變壓器 133
6.1 磁場(chǎng)及磁性材料 133
6.1.1 磁場(chǎng)的基本概念 133
6.1.2 磁場(chǎng)的基本物理量 133
6.1.3 磁性材料及鐵磁物質(zhì) 135
6.2 磁路及磁路的基本定律 135
6.3 電磁鐵 137
6.4 變壓器 138
6.4.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu) 138
6.4.2 變壓器的工作原理 138
6.4.3 變壓器繞組的極性及其連接 144
6.4.4 特殊變壓器 145
習(xí)題 145
第7章 電動(dòng)機(jī) 146
7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 146
7.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 146
7.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 148
7.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析 151
7.2.1 定子電路 151
7.2.2 轉(zhuǎn)子電路 151
7.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性 153
7.3.1 電磁轉(zhuǎn)矩 153
7.3.2 機(jī)械特性 154
7.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的使用 156
7.4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) 156
7.4.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 158
7.4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 161
7.4.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和制動(dòng) 162
7.4.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的選用 163
7.5 單相異步電動(dòng)機(jī) 164
7.6 直流電動(dòng)機(jī) 166
7.6.1 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 166
7.6.2 并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 168
習(xí)題 169
第8章 繼電接觸器控制 170
8.1 常用低壓電器 170
8.1.1 手動(dòng)控制電器 170
8.1.2 自動(dòng)控制電器 172
8.1.3 保護(hù)控制電器 175
8.2 繼電接觸器控制線路圖的繪制原則 178
8.3 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路 179
8.3.1 直接啟動(dòng)控制線路 179
8.3.2 點(diǎn)動(dòng)控制 180
8.3.3 正反轉(zhuǎn)控制線路 180
8.3.4 多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的聯(lián)鎖控制 181
8.4 行程控制 182
8.5 時(shí)間控制 183
習(xí)題 184
第9章 可編程控制器 187
9.1 可編程控制器概述 187
9.1.1 可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展 187
9.1.2 可編程控制器的特點(diǎn) 187
9.1.3 可編程控制器的分類 187
9.1.4 可編程控制器的基本功能 188
9.1.5 可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì) 189
9.1.6 常用的PLC產(chǎn)品 189
9.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 191
9.2.1 PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 191
9.2.2 PLC的工作原理 194
9.2.3 PLC的主要技術(shù)指標(biāo) 194
9.3 PLC的程序編制 195
9.3.1 PLC用戶程序結(jié)構(gòu) 197
9.3.2 PLC編程的規(guī)則 197
9.3.3 PLC編程的注意事項(xiàng) 198
9.4 S 7-200系列PLC的基本指令 199
9.4.1 基本邏輯指令 199
9.4.2 立即操作指令 200
9.4.3 復(fù)雜邏輯指令 201
9.4.4 取非觸點(diǎn)指令和空操作指令 202
9.4.5 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令 203
9.5 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 206
9.5.1 設(shè)計(jì)流程 206
9.5.2 PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例 208
習(xí)題 208
第10章 電工測(cè)量 210
10.1 測(cè)量的基本概念 210
10.1.1 測(cè)量方法及測(cè)量設(shè)備 210
10.1.2 儀表測(cè)量誤差與儀表的準(zhǔn)確度 211
10.1.3 電工儀表的主要技術(shù)性能 214
10.1.4 誤差及消除方法 214
10.2 常用電工儀表 215
10.2.1 電測(cè)量指示儀表的作用和性能 215
10.2.2 測(cè)量機(jī)構(gòu)的一般部件 216
10.2.3 磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)及儀表 219
10.2.4 電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)及儀表 222
10.2.5 電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)及儀表 224
10.2.6 鐵磁電動(dòng)系儀表、靜電系儀表、感應(yīng)系儀表 228
10.2.7 模擬式萬用表 230
10.2.8 數(shù)字式萬用表 234
10.3 電(參)量的測(cè)量 239
10.3.1 電測(cè)量指示儀表的主要特性及應(yīng)用范圍 239
10.3.2 電流的測(cè)量 239
10.3.3 電壓的測(cè)量 241
10.3.4 功率的測(cè)量 241
10.3.5 電阻的測(cè)量 242
10.3.6 阻抗的測(cè)量 243
10.4 非電量電測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介 243
習(xí)題 244
第11章 電路實(shí)驗(yàn) 246
11.1 實(shí)驗(yàn)一：儀表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響 246
11.2 實(shí)驗(yàn)二：電路元件伏安特性的測(cè)定 247
11.3 實(shí)驗(yàn)三：疊加定理 250
11.4 實(shí)驗(yàn)四：戴維南定理 251
11.5 實(shí)驗(yàn)五：日光燈電路 253
11.6 實(shí)驗(yàn)六：三相電壓電流測(cè)量 254
11.7 實(shí)驗(yàn)七：電路功率因數(shù)的提高 256
11.8 實(shí)驗(yàn)八：三相功率的測(cè)量 257
11.9 實(shí)驗(yàn)九：一階電路 259
11.10 實(shí)驗(yàn)十：二階電路 261
部分習(xí)題參考答案 263
參考文獻(xiàn) 268
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