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上篇 电工基础3

第1章 直流电路分析方法3

1.1 直流电路概述4

1.1.1 什么是直流电路4

1.1.2 手电筒电路模型4

1.1.3 直流电路中电压与电流的方向6

思考与练习7

1.2 直流电路的计算机仿真分析方法7

1.2.1 计算机仿真分析软件Multisim简介7

1.2.2 直流电路计算机仿真分析的本质及其步骤8

1.2.3 电路元件的额定值与实际值9

1.2.4 手电筒电路计算机仿真分析的实现10

思考与练习11

1.3 直流电路分析的三大基本定律11

1.3.1 欧姆定律12

1.3.2 基尔霍夫电流定律12

1.3.3 基尔霍夫电压定律14

思考与练习16

1.4 直流电阻电路分析基本方法16

1.4.1 支路电流法16

1.4.2 结点电压法17

1.4.3 电位的引入19

思考与练习21

1.5 利用电阻元件联接间的等效变换简化分析电路的方法22

1.5.1 什么是等效22

1.5.2 电阻元件的串联联接及其等效电路23

1.5.3 电阻元件的并联联接及其等效电路24

1.5.4 通过合并串并联电阻简化分析电路的方法及其实例24

1.5.5 电阻元件的三角形与星形联接27

思考与练习29

1.6 电源元件的模型及其应用30

1.6.1 实际电源的电压源模型30

1.6.2 实际电源的电流源模型31

1.6.3 电源元件的使用基础32

1.6.4 实际电源两种模型的转换及其在电路分析中的应用35

1.6.5 受控电源37

思考与练习38

1.7 电路定理39

1.7.1 叠加定理39

1.7.2 戴维宁定理41

思考与练习43

习题43

第2章 交流电路的基本分析方法49

2.1 正弦量及其相量表示50

2.1.1 正弦量的三要素50

2.1.2 什么是相量54

2.1.3 相量的本质55

2.1.4 相量的运算及其Matlab求解方法55

2.1.5 基尔霍夫定律的相量形式58

思考与练习59

2.2 三种基本元件的定义及其交流特性59

2.2.1 电阻元件59

2.2.2 电容元件60

2.2.3 电感元件62

思考与练习64

2.3 三种基本元件的相量模型64

2.3.1 电阻元件的相量模型64

2.3.2 电容元件的相量模型65

2.3.3 电感元件的相量模型67

2.3.4 利用相量模型分析正弦交流电路68

思考与练习70

2.4 RLC串联电路70

2.4.1 Multisim仿真分析70

2.4.2 RLC串联电路各元件的电压响应特点71

2.4.3 RLC串联电路中的功率分析74

2.4.4 RLC串联电路的应用76

2.4.5 RLC串联电路中的谐振问题77

思考与练习78

2.5 基本元件并联的正弦交流电路79

思考与练习82

2.6 一般正弦交流电路的计算82

思考与练习85

2.7 功率因数的提高85

思考与练习88

2.8 交流电路的频率特性88

2.8.1 RC低通滤波器88

2.8.2 RL高通滤波器90

2.8.3 RC带通滤波器91

思考与练习92

习题92

第3章 三相电路及其应用100

3.1 三相电路概述101

3.1.1 三相电压的形式及其特点101

3.1.2 三相电源的联接方式102

思考与练习104

3.2 对称三相电路的特点104

3.2.1 对称Y-Y联接三相电路的特点104

3.2.2 对称△-△联接三相电路的特点106

3.2.3 对称三相电路的平均功率107

思考与练习107

3.3 三相电路的计算107

思考与练习111

3.4 发电、输电及工业企业配电111

3.4.1 发电与输电概述111

3.4.2 工业企业配电的基本知识112

思考与练习113

3.5 安全用电113

3.5.1 触电113

3.5.2 接地114

3.5.3 保护接零115

思考与练习116

习题116

第4章 电路的暂态分析119

4.1 暂态过程中的电压电流的初始值120

4.1.1 什么是暂态120

4.1.2 换路定则120

4.1.3 电压电流初始值的计算121

思考与练习123

4.2 一阶RC电路的暂态分析123

4.2.1 零输入响应123

4.2.2 零状态响应126

4.2.3 全响应129

思考与练习132

4.3 一阶动态电路暂态分析的三要素法132

思考与练习135

4.4 RL电路的暂态分析135

4.4.1 零输入响应135

4.4.2 零状态响应与全响应137

思考与练习139

4.5 暂态过程的利用及预防139

习题140

第5章 变压器145

5.1 磁路的概念及其简单计算146

5.1.1 磁路及其相关的几个概念146

5.1.2 磁路的计算147

思考与练习148

5.2 变压器的工作原理及特性148

5.2.1 理想变压器148

5.2.2 实际变压器149

5.2.3 变压器的额定值、外特性及效率151

思考与练习153

5.3 变压器绕组的极性及其联接153

5.3.1 变压器绕组的极性153

5.3.2 变压器绕组的联接154

思考与练习155

5.4 三相变压器和特殊用途变压器155

5.4.1 三相变压器155

5.4.2 特殊用途变压器156

思考与练习158

习题158

第6章 电动机161

6.1 感应电动机162

6.1.1 感应电动机的运转原理162

6.1.2 旋转磁场的产生162

6.1.3 异步电动机的分类163

思考与练习164

6.2 三相异步电动机的结构、主要特性及铭牌数据164

6.2.1 三相异步电动机的结构164

6.2.2 三相异步电动机的主要特性165

6.2.3 三相异步电动机转矩计算的实用公式170

6.2.4 三相异步电动机的铭牌数据171

思考与练习172

6.3 三相异步电动机的使用173

6.3.1 三相异步电动机的启动173

6.3.2 三相异步电动机的调速177

6.3.3 三相异步电动机的制动179

思考与练习180

6.4 其他类型电动机180

6.4.1 单相异步电动机180

6.4.2 直流电动机181

思考与练习183

习题183

下篇 电子技术189

第7章 放大器基础189

7.1 PN结的引入及其特点190

7.1.1 强电线路中的电流流动特点190

7.1.2 本征半导体的微弱导电性能190

7.1.3 杂质半导体的导电性能191

7.1.4 PN结的形成及其特点192

思考与练习193

7.2 半导体二极管193

7.2.1 二极管的主要性能参数193

7.2.2 二极管的简化电路模型194

7.2.3 二极管的应用195

7.2.4 晶闸管197

思考与练习197

7.3 半导体三极管及其模型198

7.3.1 三极管的电流控制特性198

7.3.2 三极管的伏安特性199

7.3.3 三极管的主要参数201

7.3.4 三极管电路模型202

7.3.5 三极管电路分析方法204

7.3.6 三极管在电子技术领域中的重要作用206

思考与练习208

7.4 用三极管构成小信号放大器的一般原则208

7.4.1 小信号放大器的一般结构208

7.4.2 放大器的基本性能指标208

7.4.3 基本放大器的工作原理及组成原则210

思考与练习211

7.5 放大器的三种组态及其典型电路211

7.5.1 放大器三种组态的基本电路211

7.5.2 放大器三种组态的典型电路211

思考与练习215

7.6 工程实用放大器的电路构成原理及特点215

7.6.1 构成框图215

7.6.2 差动输入电路216

7.6.3 多级共射放大电路219

7.6.4 互补输出级220

7.6.5 恒流偏置电路221

思考与练习222

7.7 场效应管放大电路222

7.7.1 场效应管的电压控制特性222

7.7.2 场效应管的种类223

7.7.3 场效应管的主要参数224

7.7.4 场效应管的主要特性225

7.7.5 场效应管的模型226

7.7.6 场效应管放大器的构成228

7.7.7 自给偏压电路229

7.7.8 分压式偏置电路230

思考与练习232

习题232

第8章 集成运算放大器及其他模拟集成电路240

8.1 集成运算放大器简介241

8.1.1 集成运算放大器的符号、类型及主要参数241

8.1.2 集成运算放大器的理想化条件242

8.1.3 什么是反馈243

8.1.4 集成运放的两种工作状态及相应结论244

思考与练习246

8.2 用集成运放构成放大电路246

思考与练习250

8.3 用集成运放构成信号运算电路250

8.3.1 用集成运放实现信号的加、减250

8.3.2 用集成运放实现信号的微分与积分252

8.3.3 其他常用集成运算放大器应用电路254

思考与练习258

8.4 运放电路中的负反馈258

思考与练习262

8.5 使用运算放大器应注意的几个问题262

8.6 其他常用模拟集成电路263

8.6.1 音频放大器263

8.6.2 模拟乘法器264

8.6.3 三端稳压器264

习题268

第9章 门电路和组合逻辑电路274

9.1 逻辑运算与逻辑函数275

9.1.1 逻辑问题与逻辑运算275

9.1.2 计数制及其转换276

9.1.3 基本逻辑运算278

9.1.4 导出逻辑运算280

9.1.5 逻辑代数的公理、公式282

9.1.6 逻辑抽象与逻辑函数的最小项表达式284

9.1.7 逻辑函数的化简285

9.1.8 利用无关项化简逻辑函数291

思考与练习292

9.2 逻辑运算的电路实现292

9.2.1 利用晶体管等电子开关构成的分立元件门电路292

9.2.2 TTL逻辑门电路295

9.2.3 CMOS集成门电路301

思考与练习303

9.3 组合逻辑电路的分析与设计303

9.3.1 组合逻辑电路的分析304

9.3.2 用小规模器件实现组合逻辑电路（SSI设计）306

思考与练习307

9.4 常见中规模组合逻辑电路芯片原理及其应用308

9.4.1 编码器308

9.4.2 译码器312

9.4.3 加法器316

9.4.4 数据选择器318

9.4.5 利用中规模器件实现组合逻辑电路（MSI设计）319

思考与练习323

习题323

第10章 触发器和时序逻辑电路330

10.1 触发器331

10.1.1 什么是触发器331

10.1.2 触发器的逻辑功能描述332

10.1.3 常见触发器的逻辑功能334

10.1.4 触发器的动作特点337

思考与练习339

10.2 时序逻辑电路分析339

10.2.1 概述339

10.2.2 同步时序电路的分析方法341

10.2.3 异步时序电路的分析方法344

思考与练习346

10.3 寄存器与计数器的电路特点346

10.3.1 寄存器346

10.3.2 同步计数器349

10.3.3 异步计数器352

思考与练习354

10.4 常用中规模时序逻辑电路芯片特点及其应用354

10.4.1 集成二进制同步计数器354

10.4.2 集成二进制异步计数器357

10.4.3 集成十进制同步计数器358

10.4.4 集成十进制异步计数器359

10.4.5 用中规模集成计数器实现N进制计数器360

10.4.6 集成移位寄存器及其应用364

10.4.7 用中规模时序电路芯片实现实际逻辑问题的方法367

思考与练习368

10.5 脉冲单元电路369

10.5.1 施密特触发器369

10.5.2 单稳态触发器371

10.5.3 多谐振荡器371

10.5.4 555定时器372

思考与练习378

习题378

第11章 大规模集成电路385

11.1 数一模转换器386

思考与练习388

11.2 模—数转换器388

11.2.1 模—数转换的一般过程388

11.2.2 模—数转换器的芯片实例390

11.2.3 其他类型模—数转换器391

11.2.4 利用A/D、D/A构成数字应用系统391

思考与练习392

11.3 存储器393

11.3.1 存储器的电路结构及主要参数393

11.3.2 存储器的种类及其芯片实例394

11.3.3 存储器的扩展395

思考与练习398

11.4 利用大规模集成电路芯片实现组合逻辑电路398

11.4.1 用ROM实现组合逻辑电路398

11.4.2 用可编程逻辑器件实现组合逻辑电路401

思考与练习403

习题404

第12章 电气过程中的测量与控制技术407

12.1 电工测量概述408

12.1.1 测量值及其误差408

12.1.2 直读式电工测量仪表的种类408

12.1.3 数字化测量409

12.2 常见电参量的测量方法简介410

12.2.1 电压的测量410

12.2.2 电流的测量411

12.2.3 电阻的测量411

12.2.4 电容的测量413

12.2.5 电感的测量413

12.3 自动控制的两种类型414

12.3.1 顺序控制414

12.3.2 反馈控制416

12.4 触点控制系统417

12.4.1 常用控制电器417

12.4.2 顺序控制的基本电路420

12.4.3 三相异步电动机的控制423

思考与练习426

12.5 可编程控制器简介427

12.5.1 PLC的种类、组成427

12.5.2 梯形图428

12.5.3 FX系列PLC的基本逻辑指令431

12.5.4 PLC程序的运行原理434

12.5.5 PLC程序的编制方法435

思考与练习438

12.6 微机控制系统概述439

12.6.1 微型计算机的模块构成439

12.6.2 微型计算机的指令及其执行441

12.6.3 与微型计算机相关的重要概念442

12.6.4 利用微机实现简单的打印控制443

习题445

附录A 常用导电材料的电阻率和温度系数450

附录B MAX+plusⅡ的简要说明451

附录B.1 MAX+plusⅡ的安装452

附录B.2 MAX+plusⅡ仿真的实现452

附录B.3 本书仿真包的使用455

附录C 例9.3.1 仿真实现456

附录C.1 建立仿真项目的工程文件457

附录C.2 设计图形文件457

附录C.3 设计波形文件458

附录C.4 仿真459

附录D 部分习题、思考与练习答案460

附录E 本书中所介绍的芯片461

参考文献467