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上篇 电工基础 3

第1章 电路的组成及其分析方法 3

1.1 电路的组成及其模型 3

1.1.1 电路的组成 3

1.1.2 电路模型 4

1.2 电压和电流的方向 5

1.3　分析电路的三个基本定律 6

1.3.1 欧姆定律 7

1.3.2 基尔霍夫电流定律 7

1.3.3 基尔霍夫电压定律 9

1.4　电阻元件的联接及其等效变换 12

1.4.1 电阻元件的串联联接 12

1.4.2 电阻元件的并联联接 13

1.4.3 通过合并串并联电阻简化电路 14

1.4.4 电阻元件的三角形与星形联接 16

1.5.1 电源元件的使用 19

1.5 电源元件的使用及其模型 19

1.5.2 电流源模型 24

1.5.3 受控电源 26

1.6 电源元件的联接及其等效变换 27

1.6.1 电源元件的联接 27

1.6.2 电压源与电流源的等效变换 28

1.7 电路分析基本方法：支路电流法与结点电压法 31

1.7.1 支路电流法 31

1.7.2 结点电压法 32

1.7.3 电位的引入 33

1.8　叠加原理 36

1.9　戴维宁定理与诺顿定理 38

1.9.1　戴维宁定理 38

1.9.2 诺顿定理 40

1.10　线性电阻电路分析小结 41

本章小结 41

习题 42

2.1　正弦量及其相量表示 46

2.1.1 正弦量的三要素 46

第2章 交流电路分析的基本方法 46

2.1.2 两个同频率正弦量的相位差 49

2.1.3 正弦量的相量表示 50

2.2　 3种基本电路元件 55

2.2.1 电阻元件 55

2.2.2 电容元件 56

2.2.3 电感元件 57

2.3 3　种基本元件的相量模型及其正弦激励下的功率 59

2.3.1 电阻元件的相量模型及功率 60

2.3.2 电容元件的相量模型及功率 61

2.3.3 电感元件的相量模型及功率 64

2.3.4 阻抗的引入在正弦交流电路分析中的作用 66

2.4　基本元件串联的正弦交流电路 67

2.5　基本元件并联的正弦交流电路 72

2.6　一般正弦交流电路的计算 76

2.7　功率因数的提高 80

2.8.1 RC低通滤波器 83

2.8　交流电路的频率特性 83

2.8.2 RL高通滤波器 84

2.8.3 RC带通滤波器 85

2.8.4 谐振电路 86

2.9　非正弦交流电路 87

2.9.1 非正弦周期量分解为傅里叶级数 87

2.9.2 有效值与平均功率 89

2.9.3 非正弦交流电路的计算 90

习题 92

本章小结 92

第3章　三相电路及其应用 97

3.1 三相电压 97

3.1.1 三相电压的形式及其特点 97

3.1.2 三相绕组的联接方式 98

3.2　对称三相电路的特点 100

3.2.1 对称Y-Y联接三相电路的特点 101

3.2.2 对称△－△联接三相电路的特点 102

3.2.3 对称三相电路的平均功率 104

3.3　三相电路的计算 105

3.4.1 发电与输电概述 108

3.4　发电、输电及工业企业配电 108

3.4.2 工业企业配电的基本知识 109

3.5 安全用电 110

3.5.1 触电 110

3.5.2 接地 111

3.5.3　保护接零 112

本章小结 113

习题 113

4.1 电压电流的初始值 116

第4章 电路的暂态分析 116

4.2 RC电路的暂态分析 120

4.2.1　零输入响应 120

4.2.2　零状态响应 123

4.2.3 全响应 125

4.3　一阶线性电路暂态分析的三要素法 129

4.4　RL电路的暂态分析 132

4.4.1 零输入响应 132

4.4.2 零状态响应与全响应 134

4.5　暂态过程的利用及预防 137

本章小结 138

习题 138

第5章　变压器 142

5.1　磁路的概念及其简单计算 142

5.1.1 磁路及其相关的几个概念 142

5.1.2　磁路的计算 144

5.2.1 理想变压器 145

5.2　变压器的工作原理及特性 145

5.2.2 实际变压器 146

5.2.3 变压器的额定值、外特性及效率 148

5.3　变压器绕组的极性及其联接 150

5.3.1 变压器绕组的极性 150

5.3.2 变压器绕组的联接 151

5.4　三相变压器和特殊用途变压器 152

5.4.1 三相变压器 152

5.4.2　特殊用途变压器 153

习题 155

本章小结 155

第6章　电动机 157

6.1　感应电动机 157

6.1.1 感应电动机的运转原理 157

6.1.2　旋转磁场的产生 158

6.1.3 异步电动机的分类 159

6.2 三相异步电动机的结构、主要特性及铭牌数据 160

6.2.1 三相异步电动机的结构 160

6.2.2 三相异步电动机的主要特性 161

6.2.3 三相异步电动机转矩计算的实用公式 167

6.2.4 三相异步电动机的铭牌数据 168

6.3　三相异步电动机的使用 169

6.3.1 三相异步电动机的启动 169

6.3.2 三相异步电动机的调速 174

6.3.3 三相异步电动机的制动 176

6.4　其他类型电动机 177

6.4.1 单相异步电动机 177

6.4.2 直流电动机 178

习题 180

本章小结 180

第7章　放大器基础 185

7.1　半导体二极管及其模型 185

下篇 电子技术 185

7.2　半导体三极管及其模型 192

7.2.1 三极管的伏安特性 192

7.2.2 三极管的主要参数 193

7.2.3 三极管电路模型 195

7.2.4 三极管电路分析方法 197

7.3.2 放大器的基本性能指标 200

7.3　用三极管构成小信号放大器的一般原则 200

7.3.1 小信号放大器的一般结构 200

7.3.3 基本放大器的工作原理及组成原则 202

7.4　放大器的三种基本组态 203

7.4.1 共射放大器 204

7.4.2　共集、共基放大器 206

7.5　工程实用放大器的电路构成原理及特点 210

7.5.1 构成框图 210

7.5.2 差动输入电路 211

7.5.3 多级共射放大电路 214

7.5.4 互补输出级 215

7.5.5 恒流偏置电路 216

7.6　场效应管放大电路 218

7.6.1 场效应管的种类及其特性 218

7.6.2 场效应管的主要参数 221

7.6.3 场效应管的模型 221

7.6.4 场效应管放大器的构成 223

7.6.5 自给偏压电路 224

7.6.6 分压式偏置电路 225

本章小结 227

习题 228

第8章　集成运算放大器及其应用 234

8.1　集成运算放大器简介 234

8.1.1 集成运算放大器的符号、类型及主要参数 234

8.1.2 集成运算放大器的理想化条件 236

8.1.3 什么是反馈 236

8.1.4 集成运放的两种工作状态及相应结论 237

8.2　用集成运放构成放大电路 239

8.3　用集成运放构成信号运算电路 244

8.3.1 用集成运放实现信号的加、减 244

8.3.2 用集成运放实现信号的微分与积分 245

8.4　用集成运放构成信号处理电路 248

8.4.1 用集成运放构成滤波器 248

8.4.2 电压比较器及其应用 251

8.5　用集成运放构成振荡电路 252

8.5.1 产生正弦波振荡的条件 252

8.5.2 RC振荡电路 253

8.6　运放电路中的负反馈 255

8.7　使用运算放大器应注意的几个问题 259

8.8　其他常用模拟集成电路 261

8.8.1 音频放大器 261

8.8.2　模拟乘法器 261

8.8.3 三端稳压器 262

本章小结 266

习题 266

9.1.1 概述 272

第9章 门电路和组合逻辑电路 272

9.1　逻辑代数基础知识 272

9.1.2　基本逻辑运算 276

9.1.3　导出逻辑运算 277

9.1.4 逻辑代数的公理、公式及其规则 280

9.1.5 逻辑函数的表示方法 281

9.1.6 逻辑函数的化简 283

9.1.7 利用任意项化简逻辑函数 289

9.2.1 晶体管的开关特性 291

9.2　基本逻辑门电路 291

9.2.2　MOS管的开关特性 292

9.2.3 分立元件门电路 293

9.2.4 TTL与非门 295

9.2.5 CMOS集成门电路 301

9.3　组合逻辑电路的分析与设计 304

9.3.1 概述 304

9.3.2 组合逻辑电路的分析 304

9.3.3 用小规模器件实现组合逻辑电路（SSI设计） 307

9.4.1 编码器 310

9.4　常见中规模组合逻辑电路芯片原理及其应用 310

9.4.2 译码器 316

9.4.3 加法器 320

9.4.4　数据选择器 321

9.4.5 利用中规模器件实现组合逻辑电路（MSI设计） 323

本章小结 327

习题 328

第10章　触发器和时序逻辑电路 334

10.1　触发器 334

10.1.1 什么是触发器 334

10.1.2 触发器的逻辑功能描述 336

10.1.3 常见触发器的逻辑功能 338

10.1.4　触发器的动作特点 341

10.2　时序逻辑电路的分析 347

10.2.1 概述 347

10.2.2 同步时序逻辑电路的分析 348

10.2.3 异步时序逻辑电路的分析 352

10.3　寄存器与计数器的电路特点 354

10.3.1 寄存器 355

10.3.2 同步计数器 357

10.3.3　异步计数器 363

10.4　常用中规模时序逻辑电路芯片特点及其应用 366

10.4.1 集成二进制同步计数器 366

10.4.2 集成二进制异步计数器 369

10.4.3 集成十进制同步计数器 370

10.4.4 集成十进制异步计数器 371

10.4.5 用中规模集成计数器实现N进制计数器 372

10.4.6 集成移位寄存器及其应用 377

10.5　脉冲单元电路 380

10.5.1 施密特触发器 381

10.5.2 单稳态触发器 382

10.5.3 多谐振荡器 383

10.5.4　555定时器 384

本章小结 390

习题 390

11.1.1 概述 397

11.1　数－模转换器 397

第11章　大规模集成电路 397

11.1.2　理论转换公式 398

11.1.3 D/A转换器的芯片实例 399

11.2　模－数转换器 399

11.2.1 模－数转换的一般过程 400

11.2.2 模－数转换器的芯片实例 402

11.2.3 其他类型模－数转换器 403

11.2.4 利用A/D、D/A构成数字应用系统 403

11.3　存储器 404

11.3.1 存储器的电路结构及主要参数 405

11.3.2 存储器的种类及其芯片实例 406

11.3.3　存储器的扩展 407

11.4　利用大规模集成电路芯片实现组合逻辑电路 410

11.4.1 用ROM实现组合逻辑电路 410

11.4.2 用可编程逻辑器件实现组合逻辑电路 414

本章小结 416

习题 416

12.1.1 测量值及其误差 419

第12章 电气过程中的测量与控制技术 419

12.1　电工测量概述 419

12.1.2 直读式电工测量仪表的种类 420

12.1.3 数字化测量 421

12.2　常见电参量的测量方法简介 422

12.2.1 电压的测量 422

12.2.2 电流的测量 423

12.2.3 电阻的测量 423

12.2.5 电感的测量 425

12.2.4 电容的测量 425

12.3 自动控制的两种类型 426

12.3.1 顺序控制 427

12.3.2 反馈控制 428

12.4　触点控制系统 429

12.4.1 常用控制电器 429

12.4.2 顺序控制的基本电路 433

12.4.3 三相异步电动机的控制 435

12.5　可编程控制器简介 439

12.5.1 PLC的种类、组成 440

12.5.2 梯形图 441

12.5.3 FX系列PLC的基本逻辑指令 444

12.5.4 PLC程序的运行原理 447

12.5.5 PLC程序的编制方法 448

12.6　微机控制系统概述 452

12.6.1 微型计算机的模块构成 452

12.6.2 微型计算机的指令及其执行 454

12.6.3 与微型计算机相关的重要概念 456

12.6.4 利用微机实现简单的打印控制 457

本章小结 458

习题 459

附录A 用MATLAB分析例2.1.2并画出相量图 464

附录B 常用导电材料的电阻率和温度系数 467

附录C MAX+plusⅡ的简要说明 468

附录D　例9.3.1仿真实现 473

附录E　本书中所介绍的芯片 477

主要参考书 482