第1章 电路元件与电路定律 1
1.1 电路组成 1
1.1.1 电路元件 1
1.1.2 电路图 2
1.2 电路的基本物理量及其参考方向 3
1.2.1 电流及其参考方向 3
1.2.2 电压及其参考方向 3
1.2.3 关联参考方向 4
1.2.4 功率、电能与提高能效 4
1.2.5 电气设备的额定值 6
1.3 电阻 6
1.3.1 线性电阻与非线性电阻 6
1.3.2 电阻元件的阻值、功率和额定值 7
1.4 电源 9
1.4.1 电源的电压源模型 9
1.4.2 电源的电流源模型 10
1.4.3 电源模型的等效变换 11
1.4.4 电池 13
1.5 基尔霍夫定律 15
1.5.1 基尔霍夫电流定律 16
1.5.2 基尔霍夫电压定律 16
习题 18
第2章 电路分析方法 23
2.1 简单电路的分析与计算 23
2.1.1 电阻串联电路 23
2.1.2 电阻并联电路 24
2.1.3 电阻混联 26
2.1.4 近似计算 27
2.1.5 电阻星形联结与三角形联结的等效变换 28
2.2 复杂电路的分析与计算 29
2.2.1 支路电流法 30
2.2.2 结点电位(压)法 31
2.2.3 叠加定理 34
2.2.4 等效电源定理 36
2.2.5 负载获得最大功率的条件 39
2.3 含受控源电路的分析 40
2.3.1 受控源模型 40
2.3.2 含受控源电路的分析 41
习题 44
第3章 正弦电流电路 48
3.1 正弦电流的基本知识 48
3.1.1 正弦量的特征量 49
3.1.2 相位和相位差 49
3.1.3 交流电的有效值 51
3.2 正弦交流电的相量表示法 52
3.2.1 复数的表示方法 53
3.2.2 复数的运算 53
3.2.3 正弦电压、电流的复数表示法 54
3.2.4 相量图 56
3.3 正弦电流电路中的元件 56
3.3.1 电阻元件 57
3.3.2 电感元件 58
3.3.3 电容元件 63
3.4 正弦电路电压、电流计算 67
3.4.1 电阻R、电感L和电容C的串联电路 67
3.4.2 并联电路 71
3.4.3 阻抗的串联与并联 73
3.4.4 复杂正弦电流电路的计算 76
3.5 正弦电流电路的功率与功率因数 78
3.5.1 功率 78
3.5.2 功率因数cosφ的提高 82
习题 84
第4章 周期性非正弦电流电路 88
4.1 周期性非正弦波形及其频谱 88
4.1.1 周期性非正弦波形 88
4.1.2 周期性非正弦信号的分解 89
4.1.3 周期性非正弦信号的频谱 91
4.2 周期性非正弦电流、电压的有效值和平均值 93
4.2.1 有效值 93
4.2.2 平均值 94
4.2.3 波形系数 94
4.3 周期性非正弦电流电路的计算 95
4.3.1 电压、电流计算 95
4.3.2 周期性非正弦电路的功率 102
习题 103
第5章 电路中的谐振与电路的频率响应 106
5.1 电路中的谐振 106
5.1.1 串联谐振 107
5.1.2 并联谐振 113
5.2 电路的频率特性 118
5.2.1 转移函数 118
5.2.2 幅频特性和相频特性 119
5.2.3 波特图 120
5.2.4 滤波电路(滤波器) 124
习题 126
第6章 三相交流电路及安全用电 128
6.1 三相交流电源 128
6.1.1 对称三相电源 128
6.1.2 三相电源的连接 129
6.2 三相电路分析 131
6.2.1 三相对称负载星形联结(Y-Y系统)电路分析 131
6.2.2 三相对称负载三角形联结(Y-Δ系统)电路分析 134
6.2.3 一些常见三相电路分析 136
6.3 三相电路的功率 139
6.4 供电与安全用电 140
6.4.1 电力系统的组成 140
6.4.2 用电安全常识 144
习题 150
第7章 电路的瞬态过程 153
7.1 换路定律 153
7.2 一阶电路的瞬态过程 155
7.2.1 一阶RC电路 155
7.2.2 一阶RL电路 163
7.3 三要素法 167
7.4 正弦激励和脉冲激励下的一阶RC电路及含有两个电容的特殊一阶电路 171
7.4.1 正弦激励下的一阶RC电路 171
7.4.2 脉冲信号下的一阶RC电路 174
7.4.3 含有两个电容元件的特殊一阶RC电路 177
7.5 二阶电路的瞬态过程(简介) 183
习题 186
第8章 磁路、交流铁心线圈与变压器 191
8.1 磁路 191
8.1.1 磁感线、磁感应强度和磁通量 191
8.1.2 磁场强度、安培环路定律和磁路欧姆定律 192
8.1.3 磁性材料的主要特性 194
8.2 交流铁心线圈 198
8.2.1 交流励磁下铁心线圈的电压关系式 198
8.2.2 交流励磁下电压、电流与磁通的关系 199
8.3 变压器 202
8.3.1 变压器的结构 203
8.3.2 变压器的工作分析 203
8.3.3 变压器的外特性与效率 207
8.3.4 变压器的联结组别 208
8.3.5 一些特殊变压器 210
8.3.6 变压器的额定值及型号 212
习题 214
第9章 电动机 217
9.1 三相交流异步电动机 217
9.1.1 三相交流异步电动机的结构 217
9.1.2 三相交流异步电动机的转动原理 219
9.1.3 三相交流异步电动机的转矩和机械特性 223
9.1.4 三相交流异步电动机的型号与额定数据 228
9.1.5 三相交流异步电动机的使用—起动、反转、调速和制动 230
9.1.6 同步电动机简介与电动机节能运行 235
9.2 单相交流异步电动机 235
9.2.1 单相交流异步电动机的结构 235
9.2.2 分相式单相交流异步电动机的工作原理 236
9.2.3 分相式单相交流异步电动机的类型 237
9.2.4 罩极式单相交流异步电动机 238
9.2.5 三相交流异步电动机的单相运行 238
9.3 直流电动机 240
9.3.1 直流电动机结构、分类与工作原理 240
9.3.2 直流电动机的机械特性 242
9.3.3 直流电动机调速 243
9.3.4 直流电动机的使用—连接、起动、反转和制动 245
9.4 控制电机 247
9.4.1 伺服电机 247
9.4.2 步进电机 248
习题 251
第10章 继电器控制 254
10.1 低压电器 254
10.1.1 刀开关 254
10.1.2 熔断器 255
10.1.3 自动空气开关 257
10.1.4 主令电器 258
10.1.5 接触器 261
10.1.6 控制继电器 264
10.2 起-保-停控制电路与电气控制原理图 264
10.2.1 异步电动机起-保-停控制 265
10.2.2 控制电路原理图 266
10.2.3 热继电器与电动机过载保护 266
10.3 继电器控制电路的逻辑函数表达式 268
10.3.1 基本逻辑关系式 269
10.3.2 继电器控制电路的逻辑函数表示式 270
10.4 典型控制环节 270
10.4.1 异步电动机正、反转控制 270
10.4.2 行程控制 272
10.4.3 时间控制 274
10.4.4 其他一些常见的控制环节 276
10.5 继电器控制电路电气原理图的阅读 279
10.5.1 阅读电气原理图的注意事项 279
10.5.2 继电器控制电路(读图)举例 279
习题 283
第11章 可编程控制器 285
11.1 可编程控制器的结构与工作方式 285
11.1.1 PLC的组成 285
11.1.2 PLC的工作方式 288
11.1.3 西门子S7-200可编程控制器 288
11.2 可编程控制器的编程语言与程序结构 289
11.2.1 可编程控制器的编程语言 289
11.2.2 可编程控制器的程序结构 290
11.3 S7-200PLC存储器 291
11.3.1 数据在存储器中存取的方式 291
11.3.2 S7-200PLC的寄存器 291
11.4 S7-200PLC的基本指令 293
11.4.1 位逻辑指令 293
11.4.2 定时器指令 296
11.4.3 计数器指令 298
11.5 小型PLC控制系统设计 300
11.5.1 PLC程序的经验设计方法 300
11.5.2 利用顺序控制继电器指令编写程序 302
11.6 STEP7-MicroWIN编程软件使用指南 307
11.6.1 STEP7-MicroWIN编程软件的窗口界面介绍 307
11.6.2 项目的组成 307
11.6.3 程序的编写与下载 308
11.6.4 监视与调试程序 309
习题 310
第12章 电工测量 312
12.1 测量的有关概念与测量误差 312
12.1.1 测量及其有关概念 312
12.1.2 测量误差与准确度等级 312
12.1.3 指示仪表常用符号 314
12.2 磁电式仪表 315
12.2.1 磁电式测量机构的工作原理 315
12.2.2 直流电流、电压、电阻的测量 316
12.3 电磁式和电动力式仪表 320
12.3.1 电磁式交流电压、电流的直读测量仪表 321
12.3.2 电动力式仪表与功率测量 322
12.4 一些其他类型的常用直读测量仪表 324
12.4.1 整流式仪表 324
12.4.2 兆欧表 325
12.4.3 数字式仪表 326
习题 326
第13章 电路仿真软件TINA及应用 328
13.1 TINA的功能介绍 328
13.1.1 电路输人与元件管理方面的功能 328
13.1.2 基于Spice的电路分析功能 328
13.1.3 TINA的扩展功能 329
13.2 TINA主窗口 330
13.3 TINA主菜单及工具条介绍 331
13.4 TINA元件工具条介绍 337
13.5 TINA的使用方法 342
13.5.1 编辑电路 343
13.5.2 分析电路 343
13.6 应用举例 345
13.6.1 直流电路仿真举例 345
13.6.2 交流电路仿真举例 348
13.6.3 交流电路的频率特性仿真举例 352
13.6.4 三相电路仿真举例 354
13.6.5 电路的过渡过程仿真举例 355
13.6.6 分立元件放大电路仿真举例 356
13.6.7 运算放大器电路仿真 359
习题 361
附录 363
附录[一] 电阻器与电位器 363
附录[二] 电感与电容 366
附录[三] 电动机 369
附录[四] 交流接触器 374
附录[五] 导线截面选择及常用绝缘导线允许载流量表 375
部分习题答案 380
参考文献 387