电工技术

本教材是根据职业教育的发展，坚持以能力为本位，重视实践能力的培养，突出职业技术教育特色。本教材根据电气类和机电类专业毕业生所从事职业的实际需要，确定学生应具备的能力结构与知识结构，对教材内容的深度、难度作了较大程度的调整，较多地采用定性分析，弱化了定量分析计算。在保证学生具有必备的专业基础知识的同时，加强实践性教学内容，为培养学生的实际工作能力提供了条件。

本书共分十四章，内容包括电路的基本知识和基本定律、直流电路、磁场与电磁感应、电容器、单相正弦交流电路、三相正弦交流电路、非正弦交流电、磁路与变压器、直流电动机、特种电机、低压电器及其基本控制线路、供电、照明及安全用电、电工仪表及电工测量技术等。

本书第1～9章和第12章由范次猛编写，第10、11、13、14章由侯守军编写，参加编写工作的还有张佰琪、徐丽萍、张炜、张立、沈红妹。全书由范次猛主编并统稿。

由于编者学识和水平有限，书中难免存在缺点和错误，恳请同行和广大读者批评指正。

编 者

2006年12月

序
前言
第1章 电路的基本知识 1
1.1 电路及电路图 1
1.1.1 电路和电路的组成 1
1.1.2 电路图 1
1.1.3 电路的工作状态 2
1.2 电流 2
1.2.1 电流的形成 2
1.2.2 电流的方向 2
1.2.3 电流的大小 3
1.3 电压与电位 4
1.3.1 电压 4
1.3.2 电位 4
1.3.3 电压与电位的关系 5
1.4 电源 6
1.4.1 电源与电动势 6
1.4.2 电动势与端电压的关系 7
1.5 电阻与电导 8
1.5.1 电阻 8
1.5.2 电阻定律 8
1.5.3 电阻与温度的关系 9
1.5.4 常用电阻器 9
1.5.5 电导 11
1.6 欧姆定律 12
1.6.1 部分电路欧姆定律 12
1.6.2 电压、电流关系曲线 13
1.6.3 全电路欧姆定律 14
1.6.4 电源的外特性 15
1.7 电路中各点电位的计算 16
1.7.1 电位的计算 16
1.7.2 电路中两点间电压的计算 17
1.8 电功与电功率 18
1.8.1 焦耳定律 18
1.8.2 电功 18
1.8.3 电功率 18
1.8.4 负载的额定值 19
1.8.5 负载获得最大功率的条件 20
本章小结 22
思考题与习题 23
第2章 直流电路 28
2.1 电阻的串联 28
2.1.1 电阻的串联 28
2.1.2 串联电路的特点 28
2.1.3 串联电路的应用 29
2.2 电阻的并联 30
2.2.1 电阻的并联 30
2.2.2 并联电路的特点 31
2.2.3 并联电路的应用 32
2.3 电阻的混联 33
2.3.1 电阻的混联 33
2.3.2 直流电桥电路 36
2.3.3 直流电桥平衡的条件 36
2.3.4 直流电桥电路的应用 37
2.4 基尔霍夫定律及应用 37
2.4.1 基尔霍夫第一定律 38
2.4.2 基尔霍夫第二定律 39
*2.5 电压源、电流源及其等效变换 41
2.5.1 电压源 41
2.5.2 电流源 42
2.5.3 实际电压源与电流源的等效变换 44
2.6 支路电流法 46
2.7 叠加原理 47
2.8 戴维南定理 49
本章小结 51
思考题与习题 52
第3章 磁场与电磁感应 58
3.1 磁的基本知识 58
3.1.1 磁体与磁极 58
3.1.2 磁场与磁力线 58
3.1.3 电流的磁场 59
3.2 磁场的基本物理量 60
3.2.1 磁通 60
3.2.2 磁感应强度 60
3.2.3 磁导率 61
3.2.4 磁场强度 62
3.3 铁磁物质的磁化 62
3.3.1 磁化的概念 62
3.3.2 起始磁化曲线 62
3.3.3 磁滞回线 63
3.3.4 铁磁材料的分类和用途 65
3.4 电磁感应 65
3.4.1 电磁感应现象 66
3.4.2 电磁感应定律 66
3.5 自感与互感 69
3.5.1 自感现象 69
3.5.2 互感现象 73
*3.6 RL电路的暂态过程 75
3.6.1 暂态过程 75
3.6.2 RL电路接通直流电源 75
3.6.3 RL电路的短接 77
3.6.4 通有电流的RL电路与电源断开 77
本章小结 78
思考题与习题 79
第4章 电容器 83
4.1 电容器及电容量 83
4.1.1 电容器 83
4.1.2 电容量 83
4.1.3 电容器的主要性能指标 84
4.2 电容器的连接 85
4.2.1 电容器的并联 85
4.2.2 电容器的串联 85
4.2.3 电容器的混联 87
4.3 电容器的充放电 87
4.3.1 电容器的充电过程 88
4.3.2 电容器的放电过程 88
4.3.3 电容器中的电流 88
4.3.4 电容器中的电场能量 89
4.3.5 电容器的特点 89
*4.4 RC电路的暂态过程 90
4.4.1 RC串联电路接通直流电源 90
4.4.2 RC串联电路的短接 90
4.4.3 时间常数 91
4.5 电容器的种类和选用 92
4.5.1 电容器的分类 92
4.5.2 电容器的选用 93
4.5.3 电容器的简易检测方法 93
本章小结 94
思考题与习题 95
第5章 单相正弦交流电路 97
5.1 交流电的基本概念 97
5.1.1 交流电的概念 97
5.1.2 交流电的产生 97
5.1.3 交流电的基本物理量 98
5.2 正弦交流电的表示方法 103
5.2.1 相量图表示法 103
5.2.2 符号法 105
5.3 纯电阻电路 106
5.3.1 电流与电压的关系 106
5.3.2 电路的功率 107
5.4 纯电感电路 108
5.4.1 感抗 108
5.4.2 电流与电压的关系 109
5.4.3 电路的功率 109
5.5 纯电容电路 111
5.5.1 容抗 111
5.5.2 电流与电压的关系 111
5.5.3 电路的功率 112
5.6 串联电路 114
5.6.1 RL串联电路 114
5.6.2 RC串联电路 116
5.6.3 RLC串联电路 118
5.7 并联电路 121
5.7.1 电压与电流的关系 121
5.7.2 谐振条件与谐振频率 122
5.7.3 并联谐振的特点 123
5.7.4 电路的功率和功率因数 123
5.7.5 功率因数的提高 124
本章小结 125
思考题与习题 127
第6章 三相正弦交流电路 133
6.1 三相正弦交流电动势的产生 133
6.1.1 三相电动势的产生 133
6.1.2 三相正弦交流电动势的表示方法 133
6.1.3 三相正弦电动势的相序 134
6.2 三相电源绕组的连接 134
6.2.1 三相电源绕组的星形连接 134
6.2.2 三相电源绕组的三角形连接 135
6.3 三相负载的连接 136
6.3.1 三相负载的星形连接 136
6.3.2 三相负载的三角形连接 138
6.4 对称三相电路的分析与计算 140
6.4.1 对称负载星形连接的分析与计算 140
6.4.2 对称负载三角形连接的分析与计算 141
6.5 三相电路的功率 141
6.6 特殊不对称三相电路的分析 143
6.6.1 三相四线制星形连接不对称电路的分析 143
6.6.2 三相三线制星形连接不对称电路的分析 144
本章小结 146
思考题与习题 147
*第7章 非正弦交流电 149
7.1 非正弦交流电的产生 149
7.1.1 电路中有几个频率不同的正弦电动势 149
7.1.2 电源电压是非正弦周期电压 150
7.1.3 电路中存在非线性元件 150
7.2 非正弦交流电的分解 150
7.2.1 两个不同频率正弦交流电的合成 151
7.2.2 非正弦交流电的分解 151
7.3 非正弦交流电的计算 152
7.3.1 非正弦交流电的有效值 152
7.3.2 非正弦交流电的平均值 152
7.3.3 非正弦交流电的功率 152
本章小结 153
思考题与习题 153
第8章 磁路与变压器 154
8.1 磁路及其基本定律 154
8.1.1 磁路的基本概念 154
8.1.2 磁路欧姆定律 155
8.2 单相变压器的结构及工作原理 155
8.2.1 单相变压器的结构 156
8.2.2 单相变压器的工作原理 156
8.2.3 变压器的损耗和效率 159
8.2.4 变压器的额定值 159
8.3 变压器绕组的同极性端及其测定 160
8.3.1 同极性端 160
8.3.2 同极性端的测定 161
8.4 特殊变压器简介 162
8.4.1 自耦变压器 162
8.4.2 仪用互感器 163
8.4.3 电焊变压器 166
8.4.4 隔离变压器 167
8.4.5 脉冲变压器 167
本章小结 167
思考题与习题 168
第9章 异步电动机的工作原理及应用 170
9.1 三相异步电动机的结构及铭牌数据 170
9.1.1 结构 170
9.1.2 铭牌 171
9.2 三相异步电动机的工作原理 173
9.2.1 旋转磁场的产生 173
9.2.2 旋转磁场的特点 175
9.2.3 转动原理 175
9.2.4 极数与转差率 176
9.3 三相异步电动机的运行特性 178
9.3.1 电磁转矩 178
9.3.2 空载运行与负载运行 178
9.3.3 机械特性 179
9.4 三相异步电动机的启动、调速、反转及制动 182
9.4.1 启动 182
9.4.2 调速 185
9.4.3 反转 186
9.4.4 制动 186
9.5 三相异步电动机的使用和维护 188
9.5.1 电动机的选择原则 188
9.5.2 电动机的安装原则 189
9.5.3 电动机的接地装置 190
9.5.4 电动机的定期检查和保养 190
本章小结 191
思考题与习题 192
第10章 直流电动机 195
10.1 直流电机的基本结构 195
10.1.1 定子 196
10.1.2 转子（电枢） 197
10.2 直流电机的工作原理 198
10.3 直流电动机的铭牌和分类 199
10.3.1 直流电机的分类 199
10.3.2 直流电机的铭牌数据 200
10.4 直流电动机的运行特性 201
10.4.1 机械特性 201
10.4.2 工作特性 202
10.5 直流电动机的使用 202
10.5.1 直流电动机的启动 202
10.5.2 改变电动机转向的方法 203
10.5.3 直流电动机的调速方法 204
10.5.4 直流电动机的制动方法 205
本章小结 206
思考题与习题 207
第11章 特种电机 208
11.1 单相异步电动机 208
11.1.1 基本类型 208
11.1.2 单相异步电动机的调速与正反转控制 210
11.2 同步电机 211
11.2.1 分类 211
11.2.2 工作原理 211
11.2.3 小功率同步电机 213
11.3 伺服电动机 214
11.3.1 交流伺服电动机 214
11.3.2 直流伺服电动机 215
11.4 测速发电机 217
11.4.1 直流测速发电机 218
11.4.2 交流异步测速发电机 218
11.5 步进电动机 219
11.5.1 基本结构 219
11.5.2 工作原理 220
11.5.3 性能指标 221
11.5.4 驱动电源 221
本章小结 222
思考题与习题 222
第12章 低压电器及其基本控制线路 223
12.1 低压电器与电气图的基本知识 223
12.1.1 低压电器的基本知识 223
12.1.2 电气图形符号和文字符号 224
12.1.3 电气图的分类与作用 225
12.2 开关 227
12.2.1 刀开关 227
12.2.2 组合开关 229
12.3 熔断器 230
12.4 空气断路器 231
12.5 按钮 232
12.6 接触器 233
12.7 热继电器 235
12.8 中间继电器 236
12.9 时间继电器 237
12.10 行程开关 239
12.11 三相笼型异步电动机的直接启动控制线路 240
12.12 三相笼型异步电动机的正反转控制线路 242
12.12.1 接触器联锁的正反转控制线路 243
12.12.2 按钮、接触器双重联锁的正反转控制线路 244
12.13 位置控制与自动循环控制线路 245
12.13.1 位置控制线路（又称行程控制或限位控制线路） 245
12.13.2 自动循环控制线路 246
12.14 顺序控制与多地控制线路 247
12.14.1 顺序控制线路 247
12.14.2 多地控制线路 249
12.15 三相笼型异步电动机降压启动控制电路 249
12.15.1 定子绕组串接电阻降压启动控制线路 250
12.15.2 自耦变压器降压启动控制线路 251
12.15.3 Y-△降压启动控制线路 252
本章小结 253
思考题与习题 254
第13章 供电、照明及安全用电 257
13.1 发电、输电、配电概况 257
13.1.1 电力系统 257
13.1.2 厂矿企业的配电 257
*13.2 导线截面的计算与选择 258
13.2.1 架空线路导线截面的选择 258
13.2.2 电缆线芯截面的选择 261
13.3 照明用电 263
13.3.1 照明的概念 263
13.3.2 白炽灯照明电路 265
13.3.3 日光灯照明电路 266
13.3.4 其他电光源 268
13.4 安全用电 270
13.4.1 常见的触电方式 270
13.4.2 电流对人体的伤害 271
13.4.3 常用的安全用电措施 272
13.4.4 触电急救 275
本章小结 277
思考题与习题 277
第14章 电工仪表及电工测量技术 278
14.1 电工仪表 278
14.1.1 电工仪表的分类 278
14.1.2 电工仪表的组成 278
14.1.3 电工仪表的工作原理 278
14.2 万用表 279
14.2.1 磁电式万用表 279
14.2.2 数字式万用表 284
14.3 电参数的测量 287
14.3.1 电流的测量 287
14.3.2 电压的测量 289
14.3.3 电功率的测量 289
14.3.4 电阻的测量 292
14.3.5 电容的测量 294
14.3.6 电感的测量 295
本章小结 296
思考题与习题 297
参考文献 278

1. 电工电子技术基础 [主编 刘 军 杨国龙 刘天成]
2. 电工电子技术实验指导书 [主编 李翠英 聂玲 魏 钢 罗]
3. 电工电子技术 [主编 吴培刚 许弟建]
4. 电工与电子技术（第二版） [主编 王梅 唐翠微]
5. 电工电子技术实训指导书 [主编 陈亮]
6. 电工普训 [主编 贺小艳 王璇]
7. 电工技术基础 （第二版） [主编 李中发 邹津海]
8. 《电工技术》开放式精品示范课堂设计 [罗瑞琼 宋学瑞 朱利香 刘子建]
9. 电工电子技术实验与实训（第二版） [主编 任万强]
10. 电工技术（第二版） [李中发 罗瑞琼]
11. 电工与电子技术 [主编 李燕]
12. 电工技术 [主编 刘子建 ]
13. 电工技术 [李中发 主 编]
14. 电工学电工技术（第七版•上册）同步辅导及习题全解 [主编 陈勇 孟祥曦]
15. 电工技术学习指导与习题解答 [李中发 主编]
16. 电工学电工技术（第六版）同步辅导及习题全解 [陈勇 孟祥曦]
17. 电工技术基础 [李中发 主编]