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上篇 电工技术基础 2

第1章 电路分析基础 2

1.1电路的基本概念 2

1.1.1电路的组成和基本功能 2

1.1.2电路模型和理想电路元件 2

1.1.3电路的基本变量 2

1.1.4电路的基本工作状态 4

1.1.5电路中的电位 5

1.2电路中的常用元件 6

1.2.1无源电路元件 6

1.2.2有源电路元件 8

1.3基尔霍夫定律 9

1.3.1基尔霍夫电流定律 9

1.3.2基尔霍夫电压定律 10

1.4电路分析方法 10

1.4.1电压源与电流源的等效变换 10

1.4.2支路电流法 11

1.4.3节点电压法 12

1.4.4叠加定理 13

1.4.5等效电源定理 13

1.5含受控源电路的分析 18

1.5.1受控源及其类型 18

1.5.2含受控源电路的分析 18

习题 20

第2章 暂态电路分析 23

2.1换路定则与电压、电流初始值的确定 23

2.1.1换路定则 23

2.1.2电压、电流初始值的计算 23

2.2 RC电路的暂态过程 24

2.2.1 RC电路的零输入响应 24

2.2.2 RC电路的零状态响应 25

2.2.3 RC电路的全响应 26

2.2.4一阶线性电路暂态分析的三要素法 27

2.3 RL电路的暂态过程 29

2.4暂态电路的应用 30

习题 32

第3章 正弦交流电路 34

3.1正弦电压和电流 34

3.2正弦量的相量表示法 36

3.2.1正弦量的相量表示法 36

3.2.2 KCL、KVL的相量形式 38

3.3单一参数的正弦交流电路 39

3.3.1线性电阻元件的交流电路 39

3.3.2线性电感元件的交流电路 40

3.3.3线性电容元件的交流电路 41

3.4正弦交流电路的分析与计算 43

3.4.1 RLC串联电路 43

3.4.2阻抗的串并联电路 45

3.5功率因数的提高 47

3.6电路中的谐振 48

3.6.1串联谐振 48

3.6.2并联谐振 50

3.7非正弦周期交流电路 51

3.7.1非正弦周期信号的谐波分解 51

3.7.2非正弦周期信号的有效值和平均功率 52

3.7.3非正弦周期交流电路的分析与计算 53

3.8三相交流电路 54

3.8.1三相电源 54

3.8.2三相负载的连接 55

3.8.3三相负载的功率 58

习题 59

第4章 变压器和电动机 62

4.1磁路和有铁心的交流电路 62

4.1.1磁场的基本物理量 62

4.1.2铁磁材料特性 63

4.1.3磁路及其基本定律 64

4.1.4交流铁心线圈电路 65

4.2变压器 67

4.2.1变压器的基本结构 67

4.2.2变压器的分类 68

4.2.3变压器的型号与额定值 68

4.2.4变压器的运行 69

4.2.5变压器的运行性能 72

4.2.6变压器原边、副边绕组首末端标记及极性的判定 73

4.2.7特殊变压器 74

4.3异步电动机 75

4.3.1三相异步电动机的基本结构 75

4.3.2异步电动机的基本工作原理 77

4.3.3三相异步电动机的电磁关系 80

4.3.4异步电动机的电磁转矩和机械特性 81

4.3.5三相异步电动机的运行 84

4.3.6三相异步电动机的铭牌数据 88

4.4单相电动机 89

4.5同步电动机 91

4.6直流电机 93

4.6.1直流电机的工作原理和基本结构 93

4.6.2直流电机的工作特性 95

4.6.3直流电机的启动、调速 96

4.7控制电机 97

4.7.1步进电机 97

4.7.2伺服电机 99

4.7.3测速发电机 101

习题 102

第5章 继电接触器控制系统 104

5.1工厂常用低压电器 104

5.2异步电动机的直接启动控制 112

5.2.1结构组成与工作原理 112

5.2.2电气原理图 112

5.2.3基本保护环节 113

5.3异步电动机的正、反转控制 114

5.4多机顺序联锁控制 115

5.5多处控制 115

5.6行程控制电路 116

5.7时间控制电路 117

5.7.1三相鼠笼式异步电动机Y-△换接降压启动的时间控制电路 117

5.7.2能耗制动控制电路 117

习题 118

第6章PLC及其应用 119

6.1 PLC概述 119

6.2 PLC的结构和工作原理 120

6.2.1 PLC结构 120

6.2.2 PLC的工作原理 123

6.2.3 PLC的编程语言 124

6.3 PLC的内部编程元件 124

6.3.1用户数据的类型 125

6.3.2编程元件 126

6.4 PLC指令系统 130

6.4.1 PLC基本指令系统 130

6.4.2 PLC应用指令简介 135

6.5简单控制电路的PLC设计 137

6.5.1用PLC实现异步电动机的自锁控制 137

6.5.2用PLC实现异步电动机的正反转控制 138

6.5.3用PLC实现多机顺序联锁控制 138

6.5.4用PLC实现多处控制 139

6.5.5用PLC实现行程自动往返控制电路 140

6.5.6用PLC控制Y-△启动电路 141

6.6 PLC系统设计与应用实例 141

6.6.1系统设计 141

6.6.2三菱FX2系列PLC实现人行道与车道交叉路口红绿灯的控制 142

6.6.3三菱FX2系列PLC在机械自动装置控制中的应用 143

6.6.4三菱FX2系列PLC在电动机控制中的应用 145

习题 146

第7章 电工技术实验与仿真 147

7.1电工电子技术实验须知 147

7.2电工技术实验内容 148

7.2.1戴维南定理的研究 148

7.2.2一阶RC电路的时域响应 149

7.2.3日光灯电路及功率因数的提高 150

7.2.4三相交流电路的测量 152

7.2.5变压器的连接与测试 154

7.2.6三相异步电动机正、反转继电接触器控制 156

7.3仿真软件Multisim10.0简介 157

7.4仿真软件Multisim10.0应用举例 158

下篇 电子技术基础 166

第8章 常用半导体器件及基本放大电路 166

8.1 PN结和半导体二极管 166

8.1.1半导体基础知识 166

8.1.2二极管及其简单应用 168

8.1.3特殊二极管 170

8.2半导体三极管 171

8.2.1基本结构和电流放大作用 171

8.2.2三极管的特性曲线 172

8.2.3主要参数 174

8.2.4开关应用 175

8.3基本放大电路 175

8.3.1共发射极放大电路 176

8.3.2静态工作点的稳定 183

8.3.3共集电极放大电路 184

8.3.4放大电路的级间耦合与差分放大电路 187

8.4功率放大电路 189

8.4.1功率放大电路的类型 189

8.4.2互补对称功率放大电路 190

8.4.3集成功率放大器简介 191

8.5绝缘栅型场效应管 193

8.5.1 N沟道增强型MOS管 193

8.5.2 N沟道耗尽型MOS管 195

8.5.3场效应管与晶体管的比较及其主要参数 195

习题 196

第9章 集成运算放大器 199

9.1集成运算放大器简介 199

9.1.1集成运放的结构与符号 199

9.1.2集成运放的主要技术指标 200

9.1.3集成运放的电压传输特性与理想化模型 201

9.2放大电路中的反馈 202

9.2.1反馈的基本概念 202

9.2.2反馈放大电路的基本类型及判断方法 203

9.2.3负反馈的4种组态 205

9.2.4负反馈对放大电路性能的影响 206

9.3集成运放的线性应用 207

9.3.1比例运算电路 207

9.3.2加法与减法运算电路 208

9.3.3积分与微分运算电路 209

9.3.4运放线性应用电路举例 210

9.4集成运放的非线性应用 215

9.4.1比较器 215

9.4.2方波发生器 218

9.4.3方波和三角波发生器 220

9.4.4脉冲和锯齿波发生器 221

9.5正弦波发生器 221

9.5.1自激振荡 222

9.5.2文氏电桥振荡器 223

9.6集成运算放大器的正确使用 224

9.6.1集成运放的型号选择 224

9.6.2集成运放的消振和调零 224

9.6.3集成运算放大器的保护措施 224

习题 225

第10章 直流稳压电源 228

10.1整流与滤波电路 228

10.1.1整流电路 228

10.1.2滤波电路 230

10.2稳压电路 232

10.2.1稳压管稳压电路 232

10.2.2串联型稳压电路 234

10.3集成稳压器 235

10.3.1三端固定式集成稳压器 235

10.3.2三端可调式集成稳压器 236

10.3.3基准电压源 236

习题 237

第11章 数字电路基础 239

11.1数制与编码 239

11.1.1常用数制及转换 239

11.1.2二进制代码 242

11.2逻辑代数的基本运算 244

11.2.1基本的逻辑运算 245

11.2.2逻辑代数的基本运算 246

11.2.3逻辑函数的表示方法 247

11.3逻辑函数的化简 250

11.3.1逻辑函数的代数化简法 250

11.3.2卡诺图化简法 250

11.3.3具有无关项的逻辑函数及其卡诺图化简法 251

11.4逻辑门电路 252

11.4.1基本门电路 252

11.4.2常用复合门电路 254

11.5集成门电路 256

11.5.1 TTL系列门电路 256

11.5.2 CMOS门电路 260

11.5.3集成电路应用 261

习题 264

第12章 组合逻辑电路 266

12.1组合逻辑电路的分析 266

12.2组合逻辑电路的设计 267

12.3加法器 269

12.3.1半加器 269

12.3.2全加器 270

12.4编码器 270

12.4.1二进制编码器 270

12.4.2二-十进制编码器 271

12.4.3优先编码器 272

12.5译码器 273

12.5.1译码器工作原理 273

12.5.2二-十进制译码器 276

12.5.3显示译码器 276

12.6数据选择器和数据分配器 278

12.6.1数据选择器 278

12.6.2数据分配器 279

12.7组合逻辑电路中的竞争冒险现象 280

12.7.1竞争冒险现象及其产生原因 280

12.7.2竞争冒险现象的判别 281

12.7.3消除竞争冒险现象的方法 281

习题 281

第13章 时序逻辑电路 284

13.1双稳态触发器 284

13.1.1基本RS触发器 284

13.1.2可控触发器 285

13.1.3边沿触发器 288

13.2时序逻辑电路分析 288

13.3寄存器 291

13.3.1数码寄存器 291

13.3.2移位寄存器 291

13.4计数器 293

13.4.1计数器的分类和基本原理 293

13.4.2常用的集成计数器 298

13.4.3用集成计数器实现任意进制计数 299

13.5 555定时器及其应用 301

13.5.1 555定时器的电路结构与工作原理 301

13.5.2用555定时器构成的施密特触发器 302

13.5.3用555定时器构成的单稳态触发器 304

13.5.4用555定时器构成的多谐振荡器 304

习题 305

第14章 数模和模数转换 308

14.1 D/A转换器 308

14.1.1倒T形电阻网络D/A转换器 308

14.1.2 D/A转换器的主要技术指标 309

14.1.3集成D/A转换器 310

14.2 A/D转换器 311

14.2.1 A/D转换器基本工作原理 311

14.2.2逐次逼近型模数转换器 312

14.2.3集成模数转换器及其应用 314

习题 315

第15章 电子技术实验与仿真 316

15.1电子技术实验内容 316

15.1.1基本放大电路的分析 316

15.1.2集成运放的线性应用 318

15.1.3整流、滤波、稳压电路的测试 320

15.1.4 TTL集成门电路逻辑功能测试与变换 322

15.1.5组合逻辑电路的设计 323

15.1.6任意进制计数器的设计 324

15.2仿真软件Multisim10.0应用举例 325

第16章 单片机入门与应用 334

16.1概述 334

16.1.1单片机定义与特点 334

16.1.2 C8051F020芯片简介 335

16.2单片机硬件结构组成和原理 336

16.2.1 CPU内核 336

16.2.2存储器 337

16.2.3可编程数字I/I/O和交叉开关 339

16.2.4可编程计数器／定时器阵列 340

16.2.5模数转换器件（ADC0和ADC1） 340

16.2.6数模转换器和比较器 342

16.2.7中断系统 343

16.2.8电源管理方式 344

16.3 C8051F020单片机芯片引脚与端口电路 345

16.3.1芯片引脚与功能 345

16.3.2 C8051F020的I/O端口 348

16.3.2复位电路 350

16.4单片机51指令系统 351

16.4.1 51汇编语言 351

16.4.2 C语言 355

16.5单片机程序设计 359

16.5.1顺序结构程序 360

16.5.2分支结构程序 360

16.5.3循环结构程序 361

16.5.4算术运算程序设计 363

16.6单片机应用系统设计与实例 364

16.6.1应用系统设计步骤 364

16.6.2系统硬件设计 365

16.6.3系统软件设计 365

16.6.4基于单片机的数据采集系统原理 366

习题 367

上篇部分习题答案 368

下篇部分习题答案 371

附录A 51汇编指令表 374

参考文献 379