电工技术

1.内容简明精炼，深入浅出，通俗易懂，图文并茂。

2.例题、习题丰富，各章均有学习要求、概述和小结，书后附有习题答案和附录。

3.基本概念清楚，重点突出，难点不难，便于教与学。

4.结构合理，系统性强，使学生建立完整有序的知识体系，为后续课程和实际应用打下良好的基础。

5.理论教学与实践教学紧密结合，注重学生的智力开发和能力培养。

6.力求反映新技术、新动向，以适应电工技术发展和变化的需要。

电工技术课程是理工科高等学校非电类专业一门重要的技术基础课程。目前，电工技术应用十分广泛，发展极为迅速，并且日益渗透到其他学科领域，在我国社会主义现代化建设中占有极其重要的地位。电工技术课程的作用与任务是：使学生通过本课程的学习，获得电工技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工技术的应用和我国电工事业发展的概况，为学习后续相关课程以及从事与本专业相关的工程技术工作和科学研究打下一定基础。

《电工技术》与《电子技术》（李中发主编，中国水利水电出版社出版）同为电工学的系列教材，在章节安排和内容取舍上都作了仔细分工与协调。在本书编写过程中，作者根据自己多年的教学经验以及对课程改革的实践尝试，从时代发展、技术进步、知识结构、课程体系上进行总体考虑，融先进性、科学性、完整性、实用性为一体，力图实现以下目标：

（1）内容简明精炼，深入浅出，通俗易懂，图文并茂。

（2）例题、习题丰富，各章均有学习要求、概述和小结，书后附有习题答案和附录。

（3）基本概念清楚，重点突出，难点不难，便于教与学。

（4）结构合理，系统性强，使学生建立完整有序的知识体系，为后续课程和实际应用打下良好的基础。

（5）理论教学与实践教学紧密结合，注重学生的智力开发和能力培养。

（6）力求反映新技术、新动向，以适应电工技术发展和变化的需要。

本书理论教学时数约为60学时，实践教学时数约为20学时，各校在教学时可根据专业实际情况适当取舍。理论教学参考时数：电路的基本概念和定律5学时、电路的基本分析方法5学时、单相正弦电路分析10学时、三相电路与安全用电3学时、非正弦周期电流电路分析3学时、一阶动态电路分析5学时、磁路与变压器5学时、电动机6学时、控制电机2学时、继电接触器控制6学时、可编程控制器6学时、电工测量4学时。

本书在中国水利水电出版社指导下编写完成。参加本书编写工作的有：张晚英（第1章），江亚群（第2章）、李中发（第3章和第6章）、邓晓（第4章）、徐毅（第5章）、方厚辉（第7章和第9章）、谢胜曙（第8章）、彭敏放（第10章）、梁先宇（第11章）、邹津海（第12章），杨华、陈玉英、李珊珊、陈南放等参加了习题选编、书稿录入和图表制作等工作。全书由李中发担任主编，负责全书的组织、修改和定稿工作；方厚辉、谢胜曙、梁先宇担任副主编。

由于时间仓促及编者水平有限，书中疏漏与错误之处在所难免，恳请广大读者提出宝贵意见，以便修改。作者的E-mail地址为li_zhongfa@163.net。

编者

2005年1月

序
前言
第1章 电路的基本概念和定律 1
本章学习要求 1
1.1 电路及电路模型 1
1.1.1 电路及其功能 1
1.1.2 电路的组成 2
1.1.3 电路模型 2
1.2 电路的基本物理量 3
1.2.1 电流 3
1.2.2 电压、电位及电动势 4
1.2.3 电功率 6
1.3 电路元件的伏安关系 8
1.3.1 无源元件 8
1.3.2 有源元件 10
1.3.3 实际电源的两种模型 11
1.4 电气设备的额定值与电路的工作状态 13
1.4.1 电气设备的额定值 13
1.4.2 电路的工作状态 14
1.5 基尔霍夫定律 17
1.5.1 基尔霍夫电流定律 17
1.5.2 基尔霍夫电压定律 18
1.6 电位的概念及计算 21
1.6.1 电位的概念 21
1.6.2 电位的计算 22
本章小结 25
习题1 26
第2章 电路的基本分析方法 30
本章学习要求 30
2.1 简单电阻电路分析 30
2.1.1 电阻的串联 30
2.1.2 电阻的并联 32
2.2 复杂电阻电路分析 34
2.2.1 支路电流法 35
2.2.2 节点电压法 37
2.3 电压源与电流源的等效变换 39
2.3.1 电路等效变换的概念 39
2.3.2 电压源与电流源的等效变换 41
2.4 电路定理 44
2.4.1 叠加定理 44
2.4.2 等效电源定理 46
2.5 含受控源电阻电路的分析 49
2.5.1 受控源 49
2.5.2 含受控源电阻电路的分析 51
2.6 非线性电阻电路的分析 54
2.6.1 非线性电阻 54
2.6.2 非线性电阻电路的分析 55
本章小结 57
习题2 58
第3章 单相正弦电路分析 65
本章学习要求 65
3.1 正弦交流电的基本概念 66
3.1.1 正弦量的三要素 66
3.1.2 相位差 68
3.1.3 有效值 70
3.2 正弦交流电的相量表示法 72
3.2.1 复数及其运算 73
3.2.2 正弦量的相量表示法 76
3.3 KCL、KVL及元件伏安关系的相量形式 78
3.3.1 相量运算规则 78
3.3.2 元件伏安关系的相量形式 79
3.3.3 KCL、KVL的相量形式 85
3.4 简单正弦电路的分析 88
3.4.1 阻抗 88
3.4.2 RLC串联电路 90
3.4.3 RLC并联电路 93
3.4.4 阻抗的串联及并联 94
3.5 正弦电路的功率 96
3.5.1 瞬时功率 96
3.5.2 平均功率 99
3.5.3 无功功率和视在功率 99
3.5.4 功率因数的提高 101
3.6 交流电路的频率特性 103
3.6.1 RC电路的频率特性 103
3.6.2 电路中的谐振 106
本章小结 111
习题3 113
第4章 三相正弦电路分析 119
本章学习要求 119
4.1 三相正弦交流电源 119
4.1.1 三相交流电的产生 119
4.1.2 三相电源的连接 121
4.2 三相电路中负载的连接 122
4.2.1 三相电路中负载的连接方式与原则 122
4.2.2 负载的星形连接 123
4.2.3 负载的三角形连接 126
4.3 安全用电 128
4.3.1 触电方式及其防护 128
4.3.2 接地与接零 130
4.3.3 静电防护和电气防火防爆 132
本章小结 133
习题4 133
第5章 非正弦周期电流电路分析 135
本章学习要求 135
5.1 非正弦周期信号的谐波分析 135
5.1.1 非正弦周期信号的产生 135
5.1.2 非正弦周期信号的分解 136
5.1.3 非正弦周期信号的频谱 138
5.2 非正弦周期信号的有效值、平均值和平均功率 139
5.2.1 非正弦周期信号的有效值 139
5.2.2 非正弦周期信号的平均值 140
5.2.3 非正弦周期信号的平均功率 141
5.3 非正弦周期电流电路的计算 142
5.3.1 非正弦周期电流电路的计算方法 142
5.3.2 非正弦周期电流电路计算举例 143
本章小结 146
习题5 147
第6章 一阶动态电路分析 149
本章学习要求 149
6.1 换路定理 149
6.1.1 电路中产生过渡过程的原因 150
6.1.2 换路定理 151
6.2 一阶动态电路的分析方法 154
6.2.1 一阶动态电路的经典分析法 154
6.2.2 一阶动态电路的三要素分析法 161
6.3 零输入响应和零状态响应 165
6.3.1 一阶电路响应的分解 165
6.3.2 一阶电路的零输入响应 168
6.3.3 一阶电路的零状态响应 173
6.4 微分电路与积分电路 176
6.4.1 微分电路 176
6.4.2 积分电路 178
本章小结 179
习题6 180
第7章 磁路与变压器 185
本章学习要求 185
7.1 磁路 185
7.1.1 磁场的基本物理量 186
7.1.2 磁路的基本定律 187
7.1.3 磁性材料的磁性能 189
7.2 交流铁心线圈电路 192
7.2.1 交流铁心线圈的电磁关系 193
7.2.2 交流铁心线圈的功率损耗 194
7.3 单相变压器 196
7.3.1 变压器的基本结构 197
7.3.2 变压器的工作原理 197
7.3.3 变压器的工作特性 202
7.3.4 变压器绕组的同极性端及其测定 204
7.4 三相变压器 205
7.4.1 三相变压器的结构 205
7.4.2 变压器的额定值 207
7.5 特殊变压器 208
7.5.1 自耦变压器 209
7.5.2 仪用互感器 209
7.5.3 电焊变压器 211
本章小结 211
习题7 212
第8章 电动机 215
本章学习要求 215
8.1 三相异步电动机的结构及转动原理 215
8.1.1 三相异步电动机的结构 216
8.1.2 旋转磁场的产生 217
8.1.3 三相异步电动机的转动原理 219
8.2 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 221
8.2.1 三相异步电动机的电路分析 221
8.2.2 三相异步电动机的电磁转矩 223
8.2.3 三相异步电动机的机械特性 223
8.3 三相异步电动机的运行与控制 226
8.3.1 三相异步电动机的起动 226
8.3.2 三相异步电动机的调速 230
8.3.3 三相异步电动机的反转 231
8.3.4 三相异步电动机的制动 231
8.4 三相异步电动机的选择与使用 233
8.4.1 三相异步电动机的铭牌 233
8.4.2 三相异步电动机的选择 236
8.4.3 电动机的安装原则和接地装置 237
8.5 单相异步电动机 238
8.5.1 单相异步电动机的工作原理与特性 238
8.5.2 单相异步电动机的起动 240
8.6 直流电动机 241
8.6.1 直流电动机的结构及分类 242
8.6.2 直流电动机的工作原理和机械特性 244
8.6.3 直流电动机的运行与控制 246
本章小结 248
习题8 249
第9章 控制电机 252
本章学习要求 252
9.1 伺服电动机 252
9.1.1 交流伺服电动机 253
9.1.2 直流伺服电动机 255
9.2 测速发电机 256
9.2.1 交流异步测速发电机 256
9.2.2 直流测速发电机 257
9.3 步进电动机 258
9.3.1 步进电动机的结构 259
9.3.2 步进电动机的工作原理 259
9.3.3 步进电动机的步距角和转速 261
本章小结 262
习题9 263
第10章 继电接触器控制 264
本章学习要求 264
10.1 常用控制电器 264
10.1.1 开关电器 264
10.1.2 熔断器 266
10.1.3 主令电器 267
10.1.4 交流接触器 268
10.1.5 继电器 269
10.2 三相异步电动机的基本控制电路 272
10.2.1 点动控制 272
10.2.2 直接起动控制 273
10.2.3 正反转控制 274
10.2.4 多地控制 276
10.2.5 顺序控制 276
10.3 三相异步电动机的基本控制原则 277
10.3.1 行程控制与行程控制原则 277
10.3.2 时间控制与时间控制原则 279
10.3.3 速度控制与速度控制原则 280
本章小结 280
习题10 281
第11章 可编程控制器 284
本章学习要求 284
11.1 PLC的结构及工作原理 284
11.1.1 PLC的结构 284
11.1.2 PLC的工作原理 286
11.1.3 PLC的工作方式 287
11.2 PLC的编程语言和指令系统 288
11.2.1 PLC的梯形图 289
11.2.2 PLC的编程元件 290
11.2.3 PLC的指令 293
11.3 PLC梯形图的设计方法 298
11.3.1 梯形图的经验设计法 298
11.3.2 梯形图的顺序控制设计法 300
11.4 PLC应用实例 302
11.4.1 电动机正、反转Y－△降压起动控制 303
11.4.2 计数器工作电路控制 304
11.4.3 机械手工作过程控制 305
本章小结 307
习题11 308
第12章 电工测量 311
本章学习要求 311
12.1 电工仪表的类型、误差和准确度 311
12.1.1 电工仪表的分类 311
12.1.2 电工仪表的误差和准确度 313
12.2 指针式仪表的结构及工作原理 314
12.2.1 磁电式仪表 314
12.2.2 电磁式仪表 315
12.2.3 电动式仪表 316
12.3 电流、电压、功率和电能的测量 317
12.3.1 电流的测量 317
12.3.2 电压的测量 317
12.3.3 功率的测量 318
12.3.4 电能的测量 320
12.4 电阻的测量 321
12.4.1 万用表 321
12.4.2 兆欧表 324
本章小结 325
习题12 325
附录A 部分习题参考答案 327
附录B 电阻器标称阻值系列 336
附录C 电阻器阻值的色环标志法 337
参考文献 338

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]
14. 电工技术学习指导与习题解答 [李中发 主编]
15. 电工学电工技术（第六版）同步辅导及习题全解 [陈勇 孟祥曦]
16. 电工技术基础 [李中发 主编]
17. 电工技术 [范次猛 编著]