绪论 1
I.1 学习目标 1
I.2 什么是电 1
I.3 元素与原子 1
I.3.1 自由电子 2
I.3.2 电流 2
I.3.3 能量 2
I.4 电工材料 2
I.4.1 导体 2
I.4.2 绝缘体 3
I.4.3 半导体 3
I.5 发电 4
I.6 电压与电流 7
I.6.1 电阻 8
I.6.2 导线规格 9
I.6.3 铜导线与铝导线的对比 10
I.6.4 电路 11
I.7 欧姆定律 12
I.8 功率 13
I.9 电的测量 14
I.9.1 仪表 14
I.9.2 其他类型的仪表 19
I.10 电能控制 20
I.10.1 开关 20
I.10.2 螺线管 23
I.10.3 继电器 23
I.10.4 二极管 24
I.11 电阻 24
I.12 思考题 26
第1章 工具与设备 27
1.1 学习目标 27
1.2 手工工具 27
1.2.1 螺钉旋具 27
1.2.2 钳子 28
1.2.3 锤子 29
1.2.4 钢锯 29
1.2.5 扳手 30
1.2.6 螺母旋具 31
1.2.7 轴承和衬套工具 32
1.2.8 无焊接插件紧线钳 32
1.2.9 电烙铁 32
1.3 焊枪 33
1.3.1 线规 33
1.3.2 熔丝拔钳 33
1.3.3 转速计 33
1.3.4 出坯杆 34
1.3.5 穿线器 34
1.3.6 电缆剥线钳 34
1.3.7 电缆剪 34
1.3.8 电工刀 35
1.3.9 其他工具 35
1.4 电动工具 35
1.4.1 便携式电流表和电压表 35
1.4.2 兆欧表 35
1.4.3 电压检测器 36
1.4.4 万用表 36
1.4.5 数字逻辑探针 36
1.4.6 连通测试仪 38
1.4.7 插头极性测试仪 38
1.4.8 记录仪 38
1.4.9 示波器 38
1.4.10 相序适配器 39
1.4.11 平衡分析仪 39
1.5 特殊工作需要的专用工具 39
1.5.1 印制电路板拔出器 39
1.5.2 绕接／解开工具 39
1.5.3 弯管机 40
1.5.4 PVC管切割刀 40
1.5.5 电缆弯曲器 40
1.5.6 导管铰刀 41
1.6 思考题 41
1.7 练习题 41
第2章 安全生产 42
2.1 学习目标 42
2.2 电击 42
2.3 电气安全措施 43
2.3.1 使用接地故障断路器 43
2.3.2 安全装置 44
2.3.3 电路保护 44
2.3.4 过电流 44
2.3.5 过载 44
2.3.6 短路 44
2.3.7 熔断器 45
2.4 电气规程 46
2.4.1 美国国家电气规程 46
2.4.2 美国安全检测实验室 46
2.4.3 加拿大标准协会 47
2.4.4 其他国家的标准 48
2.5 职业安全与健康法案 48
2.5.1 设备标准 48
2.5.2 OSHA色码 49
2.6 灭火器 49
2.7 安全操作规程 49
2.8 工具安全 52
2.8.1 正确使用锤子 52
2.8.2 工作服 52
2.8.3 断电 53
2.8.4 安全使用电动机和发电机 53
2.8.5 接地 54
2.9 思考题 56
2.10 练习题 56
第3章 符号 57
3.1 学习目标 57
3.2 电气符号 57
3.2.1 常见的开关（按钮）符号 57
3.2.2 标准接线图符号 57
3.3 电子元器件符号 61
3.3.1 电阻色标 62
3.3.2 电子元器件符号的对比 63
3.4 继电器触点符号 63
3.5 线路图、接线图和梯形图 64
3.6 思考题 65
3.7 练习题 65
第4章 控制电路与接线图 66
4.1 学习目标 66
4.2 接线图 66
4.3 线路图或梯形图 68
4.4 欠电压释放 69
4.5 双线控制线路 69
4.6 温控器控制 69
4.7 欠电压保护 70
4.8 三线控制电路 71
4.9 控制线路的过电流保护 73
4.10 控制电路中的变压器 74
4.11 思考题 76
4.12 练习题 77
第5章 开关 78
5.1 学习目标 78
5.2 控制电 78
5.3 鼓形开关 79
5.3.1 易于转变 79
5.3.2 三相开关 79
5.3.3 直流开关 80
5.4 浮动开关 80
5.5 流量开关 82
5.6 脚踏开关 83
5.7 操纵杆开关 83
5.8 互锁开关 84
5.8.1 机械互锁 84
5.8.2 按钮互锁 85
5.8.3 辅助触点互锁 85
5.9 限位开关 86
5.9.1 限位开关的类型 87
5.9.2 限位开关电路 89
5.10 压力开关 89
5.11 按钮开关 91
5.12 安全开关 91
5.13 选择开关 92
5.14 单刀开关 92
5.15 起停开关 92
5.16 温度开关 93
5.17 拨动开关 93
5.18 晶体管开关 94
5.19 真空开关 94
5.20 思考题 94
5.21 练习题 94
第6章 磁性与螺线管 96
6.1 学习目标 96
6.2 螺线管 97
6.2.1 电磁阀 97
6.2.2 全自动燃气炉电磁阀 98
6.3 电磁阀的构造 98
6.3.1 衔铁和铁心中的涡流 99
6.3.2 气隙和衔铁 99
6.4 短路环 99
6.5 螺线管线圈 100
6.5.1 维持电流额定值 100
6.5.2 线圈电压 100
6.5.3 电压变化的影响 101
6.6 交流噪声 101
6.7 思考题 102
6.8 练习题 102
第7章 继电器 103
7.1 学习目标 103
7.2 继电器 103
7.2.1 继电器螺线管 103
7.2.2 继电器的用途 104
7.2.3 继电器衔铁 104
7.2.4 继电器触点 104
7.3 固态继电器 105
7.3.1 晶体管 105
7.3.2 浪涌保护 105
7.3.3 双向可控硅 106
7.3.4 可控硅整流器 107
7.4 断相继电器 108
7.5 固态监控继电器 110
7.5.1 电压继电器 110
7.5.2 电流继电器 111
7.5.3 过电压／欠电压继电器 111
7.6 固态继电器开关的类型 111
7.6.1 开关继电器负载 112
7.6.2 热敏继电器 112
7.6.3 触点放大继电器 112
7.6.4 负载监测和负载转换继电器 112
7.6.5 典型应用 113
7.7 热过载继电器 114
7.7.1 热过载继电器的类型 115
7.7.2 手动复位易熔合金型过载继电器（NEMA标准） 115
7.7.3 双金属片过载继电器（NEMA标准） 115
7.7.4 温度补偿 115
7.8 电磁继电器和电动机 118
7.9 机电继电器 119
7.10 继电器的工作特性 120
7.10.1 触点寿命 121
7.10.2 触点结构 121
7.10.3 继电器线圈 121
7.10.4 冲击与振动 122
7.10.5 继电器和海拔 122
7.11 思考题 122
7.12 练习题 122
第8章 电动机 124
8.1 学习目标 124
8.2 电动机的分类 124
8.3 直流电动机 124
8.3.1 工作原理 125
8.3.2 反电动势 125
8.3.3 负载 126
8.3.4 直流电动机的类型 126
8.3.5 串励直流电动机 126
8.3.6 并励直流电动机 127
8.3.7 复励直流电动机 127
8.3.8 电枢种类 127
8.3.9 旋转方向 128
8.3.10 电动机的转速 128
8.3.11 电枢反应 128
8.3.12 补偿绕组和换向极 129
8.3.13 直流电动机的起动电阻 129
8.3.14 直流电动机的特性和应用 129
8.3.15 直流电动机故障排除 130
8.4 交流电动机 130
8.4.1 交流电动机的类型 130
8.4.2 串励交流电动机 130
8.4.3 交流电动机中的磁场 131
8.4.4 两相旋转磁场 131
8.4.5 两相波形 131
8.4.6 三相旋转磁场 132
8.4.7 同步电动机 133
8.4.8 笼型电动机 134
8.4.9 起动同步电动机 134
8.4.10 感应电动机 135
8.4.11 定子结构 135
8.4.12 转差 136
8.4.13 单相感应电动机 137
8.4.14 分相感应型 137
8.4.15 罩极式感应电动机 138
8.4.16 笼型电动机的转速和转差率 139
8.4.17 旋转 139
8.4.18 转矩和功率 140
8.4.19 堵转转矩 140
8.4.20 最大转矩 140
8.4.21 转子堵转容量 141
8.4.22 起动笼型电动机 141
8.5 思考题 142
8.6 练习题 142
第9章 定时器与传感器 143
9.1 学习目标 143
9.2 时间与定时器 143
9.3 阻尼式或气动式延时定时器 144
9.4 同步时钟定时器 144
9.5 固态定时器 144
9.6 延时继电器 144
9.7 通用时间继电器 145
9.8 可编程定时器的控制 146
9.9 数字固态定时器／计数器 147
9.9.1 单阶段型 147
9.9.2 定时／计数模式 147
9.9.3 双阶段型 148
9.9.4 指轮开关 149
9.10 DIP开关 150
9.11 气动式定时继电器 150
9.12 电动定时器 152
9.13 顺序控制 153
9.14 可编程定时器 153
9.15 传感器 154
9.15.1 固态液位传感器 154
9.15.2 电容传感器 155
9.15.3 温度传感器 155
9.15.4 热电偶 156
9.15.5 热敏电阻 156
9.15.6 电阻测温器 157
9.15.7 半导体温度传感器 157
9.15.8 压力传感器 157
9.15.9 应变式传感器 158
9.15.10 压敏电阻传感器 158
9.16 思考题 158
9.17 练习题 159
第10章 传感与传感器 160
10.1 学习目标 160
10.2 传感器的分类 160
10.2.1 接触式传感器 160
10.2.2 非接触式传感器 161
10.3 存在传感器 161
10.4 限位开关 161
10.5 转速开关 163
10.6 压力控制器 164
10.7 工作原理 165
10.8 温度控制器 166
10.9 浮动开关 168
10.10 编码器 170
10.10.1 光学可编程控制编码器 170
10.10.2 多路传输 171
10.11 接近开关 171
10.11.1 工作原理 171
10.11.2 固态开关 171
10.11.3 圆柱形感应接近开关 171
10.11.4 宽范围感应接近开关 171
10.11.5 紧凑型感应接近开关 172
10.11.6 自包含薄型接近开关 172
10.12 光电开关 172
10.12.1 工作原理 172
10.12.2 特征 173
10.12.3 光电光源 173
10.12.4 色标传感器 174
10.12.5 透明材料检测 175
10.13 开关的应用 175
10.14 自动识别 176
10.15 射频识别系统 176
10.15.1 射频天线 176
10.15.2 射频终端 176
10.16 条形码读取器与解码器 177
10.16.1 手持型扫描器 177
10.16.2 移动光束式扫描器 177
10.17 多路复用技术 178
10.18 视觉系统 178
10.19 思考题 178
第11章 螺线管与阀门 179
11.1 学习目标 179
11.2 螺线管 179
11.3 工业螺线管 180
11.3.1 管式螺线管 180
11.3.2 框架式螺线管 180
11.4 应用 180
11.4.1 螺线管作为电磁铁 183
11.4.2 螺线管线圈 183
11.4.3 线圈的检修 184
11.5 电路中的电磁阀 185
11.6 思考题 186
第12章 电动机的起动方法 187
12.1 学习目标 187
12.2 电动机 187
12.3 电动机的起动 188
12.3.1 反向旋转 188
12.3.2 用途 188
12.4 推斥感应电动机 189
12.5 电容起动电动机 189
12.6 反向旋转 190
12.7 永久分相电容式电动机 191
12.8 罩极式电动机 191
12.8.1 反向旋转 192
12.8.2 用途 192
12.9 分相电动机 192
12.10 多相电动机起动器 193
12.11 减压起动方法 194
12.12 定子电阻起动 195
12.13 自耦变压器起动 196
12.14 部分绕组起动 198
12.14.1 操作 199
12.14.2 优点和缺点 199
12.15 ？-△起动器 199
12.15.1 操作 200
12.15.2 优点和缺点 200
12.15.3 ？-△联结 200
12.16 多速起动器 202
12.16.1 低速闭锁继电器 202
12.16.2 自动顺序加速继电器 202
12.16.3 自动顺序减速继电器 202
12.17 变极式电动机控制器 202
12.18 全压起动器 207
12.19 起动顺序 208
12.20 低压保护 208
12.21 时间延迟保护 209
12.22 思考题 209
第13章 固态减压起动器 210
13.1 学习目标 210
13.2 机电设备 210
13.3 减压起动 210
13.4 可控硅整流器 211
13.5 固态无级加速 212
13.6 逻辑机架 212
13.6.1 B-2模块 213
13.6.2 B-3模块 213
13.6.3 B-4模块 214
13.6.4 B-5模块 215
13.6.5 B-6模块 215
13.6.6 B-7电压监控器模块 215
13.6.7 B-8节能模块 215
13.7 短路SCR开关 215
13.8 固态基础接线图 215
13.9 双向触发二极管 217
13.10 双向可控硅 218
13.11 发光二极管 218
13.12 采用固态控制器和电磁装置 219
13.13 浪涌电压抑制器 219
13.14 防雷 219
13.15 思考题 220
第14章 转速控制与监测 221
14.1 学习目标 221
14.2 电动机转速控制 221
14.3 笼型电动机 221
14.4 同步电动机 222
14.4.1 励磁磁场 222
14.4.2 转速 222
14.4.3 起动 223
14.4.4 起动方法 223
14.4.5 同步电动机的应用 226
14.5 绕线式电动机 226
14.5.1 电阻调速 226
14.5.2 转速控制类型 226
14.5.3 多路开关起动器 227
14.5.4 鼓形控制器 227
14.5.5 电磁起动器 228
14.5.6 电阻器 228
14.5.7 固态调速控制器 229
14.6 变频调速 229
14.7 多速起动器 230
14.8 转速监测 230
14.9 思考题 232
第15章 电动机控制与保护 233
15.1 学习目标 233
15.2 电动机控制 233
15.3 手动起动 234
15.4 固态电动机控制器 235
15.5 顺序控制 236
15.6 起动某一电动机需要其他电动机运行 236
15.7 点动 238
15.8 反接制动 239
15.8.1 电动机任意方向的反接制动 239
15.8.2 防止反接制动 241
15.9 制动 241
15.9.1 电动机电子制动 241
15.9.2 机械制动 242
15.9.3 推杆制动器 242
15.9.4 电磁式制动器 243
15.9.5 液压式制动器 243
15.10 电动机保护 243
15.10.1 喘振保护和逆转保护 243
15.10.2 过载保护 244
15.10.3 过载继电器自动复位 244
15.10.4 反时限电流继电器 245
15.10.5 固态线电压与线电流监测继电器 245
15.10.6 可编程电动机保护 246
15.10.7 保护模块 246
15.10.8 远程温度探测器模块 246
15.11 思考题 247
第16章 三相控制器 248
16.1 学习目标 248
16.2 三相电动机 248
16.3 起动器 249
16.3.1 最简单的类型 249
16.3.2 全压双向起动器 249
16.3.3 正转-反转-停止 249
16.3.4 起动-停止-点动 250
16.3.5 双向起动器 250
16.3.6 双速起动器 251
16.4 双电动机控制器 251
16.5 中压控制器 252
16.6 固态电动机控制器 257
16.6.1 模块 257
16.6.2 固态控制器的优势 258
16.7 电动机控制中心 258
16.8 思考题 258
第17章 驱动器 259
17.1 学习目标 259
17.2 风扇、鼓风机与水泵 259
17.3 调速驱动器 260
17.4 交流变频驱动器 260
17.5 电流源逆变器 260
17.6 调压逆变器 261
17.7 脉宽调制逆变器 261
17.8 涡流驱动器 262
17.9 变距驱动器 263
17.10 绕线式交流电动机驱动器 263
17.11 直流驱动器 264
17.12 调速驱动器 264
17.13 开环控制（传统方法） 264
17.14 闭环控制 265
17.15 直流驱动器的优缺点 266
17.16 直流驱动器与系统 266
17.17 固态数字交流驱动器 267
17.18 思考题 268
第18章 变压器 269
18.1 学习目标 269
18.2 变压器 269
18.3 铁心变压器 270
18.4 自耦变压器 270
18.5 变压器损耗 271
20.4 系统分析 317
20.4.1 短路电流 317
20.4.2 故障电流 317
20.4.3 三相电源 318
20.5 功率测量 319
20.6 变压器 319
20.6.1 变压器结构 319
20.6.2 三相变压器的连接 321
20.7 开关 325
20.7.1 自动应急电源开关 325
20.7.2 开关柜 327
20.7.3 配电盘 328
20.7.4 电缆管道 329
20.7.5 铝合金墙内电缆管道和地板电缆管道 329
20.7.6 电缆桥架 329
20.8 思考题 331
20.9 练习题 331
第21章 可编程序控制器 333
21.1 学习目标 333
21.2 固态电子学 333
21.3 可编程序控制器 334
21.3.1 输入-输出 334
21.3.2 接口技术 334
21.3.3 ASCII码 335
21.3.4 并行接口 336
21.3.5 串行接口 336
21.4 环境影响性能 336
21.5 电气噪声 336
21.5.1 安装 337
21.5.2 接地 337
21.6 固态元件的可靠性 337
21.7 控制器 338
21.7.1 系统硬件与编程设备 338
21.7.2 处理器 339
21.7.3 输入-输出模块 339
21.7.4 智能I/O模块 340
21.7.5 显示系统 340
21.7.6 单元控制器 341
21.7.7 微型单元控制器 341
21.7.8 局域网 341
21.7.9 低压电动机控制中心 342
21.7.10 可编程序控制器的未来 343
21.8 思考题 343
第22章 机器人与机器人学 345
22.1 机器人系统 345
22.2 机器人的历史 346
22.3 机器人分类 346
22.3.1 探索者机器人 346
22.3.2 课堂机器人 347
22.3.3 娱乐机器人 347
22.4 作业区域 347
22.5 机器人的运动能力 347
22.6 四类机械臂系统 349
22.7 机器人的驱动系统 350
22.8 终端执行器 352
22.9 限位开关 355
22.10 传感器 355
22.11 发光二极管 355
22.12 接近传感器 356
22.13 机器人动力 358
22.14 电动机 358
22.15 伺服控制机器人 360
22.16 执行器 360
22.17 控制器 361
22.17.1 基于微型处理器的控制器 361
22.17.2 示教器 362
22.17.3 计算机编程控制机器人 363
22.17.4 软件与计算机代码 363
22.18 传感器输入 364
22.19 视觉系统 364
22.20 零件加工 364
22.21 路径跟踪 365
22.22 计算机集成制造 365
22.23 思考题 366
第23章 故障排除与维修 367
23.1 学习目标 367
23.2 检修与电工 367
23.3 预防性维修 367
23.3.1 潮湿区域 367
23.3.2 避免意外电击 368
23.3.3 接地故障插座 369
23.3.4 布线装置 370
23.4 小型电动机的维修 370
23.4.1 恰当的导线规格 370
23.4.2 检查内部开关 370
23.4.3 检查负载情况 370
23.4.4 特别关注润滑油 370
23.4.5 保持换向器清洁 371
23.4.6 电动机运行额定值 371
23.4.7 更换磨损电刷 371
23.5 电动机故障 371
23.5.1 滚珠轴承电动机 371
23.5.2 套筒轴承电动机 371
23.6 常见电动机故障及起因 372
23.6.1 故障诊断 373
23.6.2 离心开关 373
23.6.3 换向器型电动机 373
23.7 故障排除手段 373
23.7.1 接线图 373
23.7.2 小型三相电动机额定数据 375
23.8 电源扰动 377
23.8.1 电压波动 377
23.8.2 电压瞬变 378
23.8.3 电力中断 378
23.8.4 查找短路点 378
23.9 笼型电动机 379
23.10 检测单相电动机的离心开关 379
23.11 检测运行绕组与起动绕组间的短路 379
23.12 检测电容 380
23.13 利用测量仪表检查故障 380
23.13.1 利用电压表检修电动机 381
23.13.2 钳式电压电流表 381
23.13.3 查找接地点 381
23.13.4 查找开路点 382
23.14 故障排除指南 383
23.15 电动机寿命 386
23.15.1 通风设备 387
23.15.2 环境温度 387
23.16 运行特性 387
23.17 电动机保护 388
23.18 直流电动机故障 389
23.19 固态装置检修 392
23.20 思考题 393
第24章 电力相关职业 394
24.1 学习目标 394
24.2 雇用电工的行业 394
24.3 电力相关职业 395
24.3.1 电气工程师 395
24.3.2 建筑电工 396
24.3.3 维修电工 396
24.3.4 弱电电工 396
24.4 通用信息 397
24.5 开始你自己的生意 398
24.6 领导能力的发展 399
24.6.1 电工的就业情况 399
24.6.2 收入 399
24.6.3 相关职业 399
24.7 发展前景 400
附录 401
附录A 直流电动机故障表 401
附录B 绕线式电动机故障表 402
附录C 小功率电动机故障表 403
附录D 用于电动机运行过载保护的双元件熔断器的选择 408
术语表 410
思考题与练习题答案 415