电工电子技术基础

本书是依据教育部最新制定的《高职高专教育电工电子技术课程教学基本要求》编写的。全书集电工电子技术和应用于一体，在内容和结构上对电工电子技术课程进行了优化整合。主要内容包括：电路分析方法，正弦电路分析，磁路和变压器，电动机，继电—接触器控制系统，电工测量，基本放大电路，集成运算放大器，直流稳压电源，组合逻辑电路，时序逻辑电路。

在本书编写过程中，作者根据自己多年的教学经验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，力图实现以下目标：内容精练，基本概念清楚；系统性强，使学生建立完整有序的概念；知识结构合理，为进一步学习有关后续课程和实际应用打下良好的基础；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；力图反映新技术、新动向，以适应电工电子技术发展和变化的需要。

本教材的理论教学时数约为60学时，实践教学时数约为20学时。在教学时可根据各专业的实际情况进行适当取舍。

本书是在教育部“高职高专教育电工课程教学内容体系改革、建设的确定与实践”（项目编号Ⅲ31-1）课题组和中国水利水电出版社指导下编写完成的。参加本书编写工作的有：杨华（第1章、第2章），谢胜曙（第3章、第4章），方厚辉（第5章、第6章），谢沙天（第7章），李中发（第8章、第9章），胡锦（第10章、第11章），周少华参加了部分习题的选编工作。全书由李中发任主编，负责全书的组织、修改和定稿工作；胡锦、谢胜曙、方厚辉、杨华担任副主编。

限于编者水平，书中缺点错误在所难免，恳请广大读者提出宝贵意见，以便修改。

编　者

2003年5月

序
前言
第1章 电路分析方法 1
学习要求 1
1.1 电路基本物理量 1
1.1.1 电流 1
1.1.2 电压、电位和电动势 2
1.1.3 电功率 3
1.2 电路基本元件 4
1.2.1 无源元件 4
1.2.2 有源元件 6
1.3 基尔霍夫定律 8
1.3.1 基尔霍夫电流定律（KCL） 9
1.3.2 基尔霍夫电压定律（KVL） 10
1.4 电路分析方法 11
1.4.1 电阻的串联及并联 11
1.4.2 支路电流法 13
1.4.3 节点电压法 14
1.4.4 实际电源模型及其等效变换 16
1.5 电路定理 18
1.5.1 叠加定理 18
1.5.2 戴维南定理 19
1.6 电路过渡过程分析 20
1.6.1 过渡过程与换路定理 20
1.6.2 RC电路的过渡过程分析 21
1.6.3 RL电路的过渡过程分析 26
本章小结 26
习题一 28
第2章 正弦电路分析 32
学习要求 32
2.1 正弦量的基本概念及其相量表示法 32
2.1.1 周期与频率 33
2.1.2 相位、初相和相位差 33
2.1.3 有效值 34
2.1.4 正弦量的相量表示法 36
2.2 KCL、KVL及元件伏安关系的相量形式 38
2.2.1 相量运算规则 38
2.2.2 KCL、KVL的相量形式 38
2.2.3 元件伏安关系的相量形式 39
2.3 正弦交流电路的一般分析方法 42
2.3.1 阻抗的串联与并联 42
2.3.2 RLC串联电路 44
2.3.3 RLC并联电路 46
2.4 正弦电路的功率 47
2.4.1 二端网络的功率 48
2.4.2 功率因数的提高 49
2.5 电路中的谐振 50
2.5.1 串联电路的谐振 51
2.5.2 并联电路的谐振 52
2.6 三相电路 53
2.6.1 三相电源 53
2.6.2 对称三相电路的计算 55
本章小结 58
习题二 59
第3章 磁路和变压器 64
学习要求 64
3.1 磁路 64
3.1.1 磁路的基本物理量 64
3.1.2 磁路的基本定律 66
3.1.3 铁磁材料的磁性能 67
3.1.4 交流铁心线圈电路 69
3.2 变压器 72
3.2.1 变压器的工作原理 72
3.2.2 变压器的使用 76
3.2.3 特殊变压器 77
本章小结 79
习题三 80
第4章 电动机 82
学习要求 82
4.1 三相异步电动机的结构及转动原理 82
4.1.1 三相异步电动机的结构 82
4.1.2 旋转磁场的产生 83
4.1.3 三相异步电动机的转动原理 85
4.2 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 86
4.2.1 三相异步电动机的电路分析 86
4.2.2 三相异步电动机的电磁转矩 87
4.2.3 三相异步电动机的机械特性 88
4.3 三相异步电动机的运行与控制 90
4.3.1 三相异步电动机的起动 90
4.3.2 三相异步电动机的调速 92
4.3.3 三相异步电动机的反转 92
4.3.4 三相异步电动机的制动 93
4.4 三相异步电动机的选择与使用 94
4.4.1 三相异步电动机的铭牌 94
4.4.2 三相异步电动机的选择 96
4.4.3 电动机的安装原则和接地装置 97
4.5 单相异步电动机 98
4.5.1 单相异步电动机的工作原理与特性 98
4.5.2 单相异步电动机的起动 99
4.6 直流电动机 101
4.6.1 直流电动机的结构及分类 102
4.6.2 直流电动机的工作原理和机械特性 104
4.6.3 直流电动机的运行与控制 106
本章小结 107
习题四 108
第5章 继电—接触器控制系统 111
学习要求 111
5.1 常用控制电器 111
5.1.1 手动电器 111
5.1.2 自动电器 113
5.2 三相异步电动机的基本控制电路 118
5.2.1 三相异步电动机的简单起停控制 118
5.2.2 行程控制 120
5.2.3 时间控制 122
5.3 安全用电 123
5.3.1 触电方式 123
5.3.2 接地与接零 125
本章小结 126
习题五 126
第6章 电工测量 129
学习要求 129
6.1 电工仪表的类型、误差和准确度 129
6.1.1 电工仪表的分类 129
6.1.2 电工仪表的误差和准确度 131
6.2 指针式仪表的结构及工作原理 132
6.2.1 磁电式仪表 132
6.2.2 电磁式仪表 133
6.2.3 电动式仪表 134
6.3 电流、电压、功率及电能的测量 135
6.3.1 电流的测量 135
6.3.2 电压的测量 136
6.3.3 功率的测量 136
6.3.4 电能的测量 138
6.4 电阻的测量 139
6.4.1 万用表 139
6.4.2 兆欧表 142
本章小结 143
习题六 144
第7章 基本放大电路 146
学习要求 146
7.1 半导体二极管 146
7.1.1 PN结 146
7.1.2 半导体二极管 148
7.1.3 稳压管 150
7.2 半导体三极管 151
7.2.1 三极管的结构及类型 151
7.2.2 电流分配和电流放大作用 151
7.2.3 三极管的特性曲线 152
7.2.4 三极管的主要参数 154
7.3 三极管单管放大电路 155
7.3.1 共发射极基本放大电路的组成和工作原理 155
7.3.2 共发射极基本放大电路的静态分析 155
7.3.3 共发射极基本放大电路的动态分析 157
7.3.4 工作点稳定的放大电路 163
7.3.5 射极输出器 164
7.4 场效应晶体管及其放大电路 167
7.4.1 绝缘栅型场效应管 167
7.4.2 场效应管放大电路 170
7.5 多级放大电路 172
7.5.1 阻容耦合多级放大电路 172
7.5.2 直接耦合多级放大电路 174
7.6 差动放大电路 174
7.6.1 差动放大电路的工作原理 175
7.6.2 差动放大电路的输入输出方式 176
7.7 互补对称功率放大电路 178
7.7.1 功率放大电路的特点及类型 178
7.7.2 互补对称功率放大电路 179
本章小结 181
习题七 182
第8章 集成运算放大器 189
学习要求 189
8.1 集成运算放大器简介 189
8.1.1 集成运算放大器的组成 189
8.1.2 集成运放的主要参数及种类 190
8.1.3 集成运放的理想模型 191
8.2 模拟运算电路 192
8.2.1 比例运算电路 192
8.2.2 加法和减法运算电路 194
8.2.3 积分和微分运算电路 196
8.3 放大电路中的负反馈 197
8.3.1 反馈的基本概念 198
8.3.2 负反馈的类型及其判别 199
8.3.3 负反馈对放大器性能的影响 201
8.4 信号处理电路 203
8.4.1 有源滤波器 203
8.4.2 采样保持电路 204
8.4.3 电压比较器 205
8.5 正弦波振荡器 206
8.5.1 自激振荡条件 207
8.5.2 RC正弦波振荡器 207
本章小结 209
习题八 209
第9章 直流稳压电源 217
学习要求 217
9.1 整流电路 217
9.1.1 单相半波整流电路 217
9.1.2 单相桥式整流电路 218
9.2 滤波电路 221
9.2.1 电容滤波电路 221
9.2.2 电感滤波电路 223
9.2.3 复合滤波电路 223
9.3 直流稳压电路 224
9.3.1 并联型稳压电路 224
9.3.2 串联型稳压电路 225
9.3.3 集成稳压器 226
本章小结 227
习题九 228
第10章 组合逻辑电路 231
学习要求 231
10.1 数字电路概述 231
10.1.1 数字信号与数字电路 231
10.1.2 数制与编码 232
10.2 逻辑门电路 235
10.2.1 基本逻辑关系及其门电路 235
10.2.2 集成门电路 239
10.3 逻辑函数及其化简 241
10.3.1 逻辑代数的公式和定理 241
10.3.2 逻辑函数的表示方法 243
10.3.3 逻辑函数的化简 244
10.4 组合逻辑电路的分析与设计 245
10.4.1 组合逻辑电路的分析 245
10.4.2 组合逻辑电路的设计 247
10.5 组合逻辑部件 249
10.5.1 加法器 249
10.5.2 数值比较器 251
10.5.3 编码器 252
10.5.4 译码器 256
10.5.5 数据选择器 260
10.5.6 数据分配器 261
本章小结 262
习题十 263
第11章 时序逻辑电路 271
学习要求 271
11.1 双稳态触发器 271
11.1.1 基本RS触发器 271
11.1.2 同步RS触发器 272
11.1.3 主从JK触发器 274
11.1.4 触发器逻辑功能的转换 276
11.2 寄存器 277
11.2.1 数码寄存器 277
11.2.2 移位寄存器 277
11.3 计数器 279
11.3.1 二进制计数器 280
11.3.2 十进制计数器 282
11.3.3 N进制计数器 284
11.4 555定时器 291
11.4.1 555定时器的结构和工作原理 291
11.4.2 555定时器的应用 292
11.5 数/模和模/数转换 297
11.5.1 D/A转换器 297
11.5.2 A/D转换器 300
本章小结 302
习题十一 303
部分习题答案 311
参考文献 318

1. 电工电子技术实验指导书 [主编 李翠英 聂玲 魏 钢 罗]
2. 电工电子技术 [主编 吴培刚 许弟建]
3. 电工电子技术实训指导书 [主编 陈亮]
4. 电工电子技术（第二版） [任万强 张钢]
5. 电工电子技术实验与实训（第二版） [主编 任万强]
6. 电工电子技术基础（第二版） [李中发]
7. 实用电工电子技术教程（第二版） [艾建春]
8. 电工电子技术实验与实训教程 [郭振民 主编]
9. 实用电工电子技术教程 [艾建春 主编]
10. 电工电子技术 [任万强 张纲 主编]
11. 电工电子技术实验与实训 [任万强 主编]