電工學原理與套用（第五版）

本書是電工學概論領域的經典教材，也是暢銷教材。作者通過講授電工學原理來激勵學生學習，並關注於解決各個工程領域的特定的或者有趣的問題，同時還提供了詳盡的例題和實際的套用範例。

基本介紹

• 書名：電工學原理與套用（第五版）
• 作者：Allan R. Hambley（阿倫 R. 漢布利）
• 譯者：熊蘭 彭光金,孫韜,余傳祥等
• ISBN：9787121238253
• 頁數：728頁
• 出版時間：2014-09
• 開本：16開
• 千字數：1293
• 叢書名：國外電子與通信教材系列

出版信息

書名：電工學原理與套用（第五版）

叢書名 ：國外電子與通信教材系列

著 者：Allan R. Hambley（阿倫 R. 漢布利）

作 譯 者：熊蘭 彭光金,孫韜,余傳祥等

出版時間：2014-09

千 字 數：1293

版 次：01-01

頁 數：728

開 本：16(185*260)

裝 幀：

I S B N ：9787121238253

內容簡介

本書是電工學概論領域的經典教材，也是暢銷教材。作者通過講授電工學原理來激勵學生學習，並關注於解決各個工程領域的特定的或者有趣的問題，同時還提供了詳盡的例題和實際的套用範例。本書包含電路分析、數字系統、電子器件與電路、電機學四大模組，主要內容包括： 電阻性電路、電感與電容、瞬態電路分析、正弦穩態電路分析、頻率回響與諧振、數字邏輯電路、微機原理、基於計算機的測量系統、二極體、放大電路、場效應管和三極體、運算放大器、磁路與變壓器及直流、交流電機。

目錄

第Ⅰ部分電路

第1章介紹

1.1電氣工程綜述

1.1.1電氣工程套用的子領域

1.1.2為什麼需要學習電氣工程

1.1.3本書內容

1.2電路、 電流和電壓

1.2.1電路的基本知識

1.2.2液體流動模擬

1.2.3電路

1.2.4電流

1.2.5參考方向

1.2.6直流電流和交流電流

1.2.7用雙下標符號表示電流

1.2.8電壓

1.2.9參考極性

1.2.10電壓的雙下標符號表示

1.2.11開關

1.3功率和能量

1.3.1關聯參考方向

1.3.2能量計算

1.3.3單位前綴

1.4基爾霍夫電流定律

1.4.1基爾霍夫電流定律的物理基礎

1.4.2串聯電路

1.5基爾霍夫電壓定律

1.5.1基爾霍夫電壓定律中的能量守恆

1.5.2並聯電路

1.6電路元件簡介

1.6.1導線

1.6.2電壓源

1.6.3理想電路元件與實際電路元件

1.6.4受控電壓源

1.6.5電流源

1.6.6受控電流源

1.6.7電阻器和歐姆定律

1.6.8電導

1.6.9電阻

1.6.10與電阻有關的物理參數

1.6.11電阻的功率計算

實際套用1.1套用電阻測量應變

1.6.12電阻器與電阻

1.7電路簡介

1.7.1使用任意參考方向

本章小結

習題

實踐測試第2章電阻電路

2.1電阻的串聯和並聯

2.1.1電阻的串聯

2.1.2電阻的並聯

2.1.3電導的串並聯

2.1.4串聯和並聯電路

2.2用串/並聯的等效變換進行網路分析

2.2.1套用串/並聯等效變換分析電路

2.2.2用串/並聯熱電阻控制功率

2.3分壓和分流電路

2.3.1分壓原理

2.3.2分流原理

2.3.3基於分壓原理的位置感測器

2.4節點電壓分析法

2.4.1選擇參考節點

2.4.2設定節點電壓

2.4.3根據節點電壓分析法分析電路元件電壓

2.4.4根據節點電壓列寫KCL方程

2.4.5標準形式的電路方程

2.4.6一種列寫矩陣方程的快捷方法

2.4.7求解電路方程

2.4.8使用MATLAB求解電路方程

2.4.9LabVIEW MathScript

2.4.10含有電壓源的電路

2.4.11含有受控源的電路

2.4.12套用MATLAB符號工具箱得到符號解

2.4.13檢驗答案

2.5網孔電流分析法

2.5.1選擇網孔電流

2.5.2列寫求解網孔電流的方程

2.5.3求解網孔電流方程

2.5.4直接寫出網孔電流方程的矩陣形式

2.5.5含有電流源電路的網孔電流方程

2.5.6含有受控源的電路

2.6戴維南和諾頓等效電路

2.6.1戴維南等效電路

2.6.2諾頓等效電路

2.6.3分析戴維南（諾頓）等效電路的步驟

2.6.4電源的等效變換

2.6.5最大功率傳輸

實際套用2.1 一個重要的工程問題： 電動汽車的能量存儲系統

2.7疊加原理

2.7.1線性

2.7.2用疊加法求解電路

2.8惠斯通電橋

本章小結

習題

實踐測試第3章電感與電容

3.1電容

3.1.1流體模型

3.1.2根據電壓計算儲存的電荷

3.1.3電容的電壓與電流關係

3.1.4由電流計算電容電壓

3.1.5儲存的能量

3.2電容的串聯與並聯

3.2.1電容的並聯

3.2.2電容的串聯

3.3電容器的物理特徵

3.3.1平行板電容器的電容

3.3.2實際電容器

3.3.3電解電容器

3.3.4寄生效應

3.4電感

3.4.1流體模型

3.4.2根據電壓計算電流

3.4.3儲存的能量

3.5電感的串/並聯

3.6實際電感元件

3.6.1寄生效應

套用實例3.1電子閃光燈

3.7互感

3.7.1線性差動變壓器

3.8用MATLAB進行符號積分與微分運算

3.8.1MATLAB中的折線函式

本章小結

習題

套用測試第4章暫態分析

4.1一階RC電路

4.1.1電容通過電阻進行放電

4.1.2直流電源對電容充電

4.2直流穩態

4.3RL電路

4.4其他激勵作用下的RC和RL電路

4.4.1微分方程的解

4.4.2解方程的步驟

4.5二階電路

4.5.1微分方程

4.5.2力學的模擬

4.5.3二階方程的解

4.5.4二階系統的標準階躍回響

4.5.5並聯LC電路

實際套用4.1電子學與汽車維護的藝術

4.6用MATLAB的符號工具箱進行暫態分析

4.6.1線性微分方程組的求解

本章小結

習題

練習測試第5章正弦穩態分析

5.1正弦電流和電壓

5.1.1均方根值

5.1.2正弦電量的均方根值

5.1.3非正弦電壓或電流的有效值

5.2相量

5.2.1相量的定義

5.2.2用相量實現正弦量相加

5.2.3正弦量求和運算的步驟

5.2.4旋轉矢量

5.2.5相位關係

5.3復阻抗

5.3.1電感

5.3.2電容

5.3.3電阻

套用實例5.1我在哪裡？現在是什麼時間？（相位測量的套用之一）

5.4用相量和復阻抗進行電路分析

5.4.1基爾霍夫定律的相量形式

5.4.2用相量和復阻抗進行電路分析

5.4.3節點電壓分析

5.4.4網孔電流分析

5.5交流電路的功率

5.5.1單個負載的功率

5.5.2電感負載的電流、 電壓和功率

5.5.3電容負載的電流、 電壓和功率

5.5.4無功功率的重要性

5.5.5一般負載功率的計算

5.5.6功率因數

5.5.7無功功率

5.5.8視在功率

5.5.9單位

5.5.10功率三角形

5.5.11其他功率關係

5.5.12復功率

5.5.13功率因數校正

5.6戴維南和諾頓等效電路

5.6.1戴維南等效電路

5.6.2諾頓等效電路

5.6.3最大功率傳輸

5.7三相對稱電路

5.7.1相序

5.7.2YY連線

5.7.3三相功率

5.7.4無功功率

5.7.5線電壓

5.7.6Δ形電源

5.7.7Y形和Δ形負載

5.7.8ΔΔ連線

5.8用MATLAB進行交流分析

5.8.1MATLAB中的複數數據

5.8.2在MATLAB中尋找數據的極坐標形式

5.8.3為MATLAB添加新函式

5.8.4用MATLAB求解網路方程

本章小結

習題

實踐測試第6章頻率回響、 波特圖和諧振

6.1傅立葉分析、 濾波器和傳遞函式

6.1.1傅立葉分析

6.1.2濾波器

6.1.3傳遞函式

實際套用6.1有源消聲器

6.2一階低通濾波器

6.2.1傳遞函式的幅值和相點陣圖

6.2.2傳遞函式的套用

6.2.3一階低通濾波器的套用

6.2.4不同頻率下的相量用法

6.3分貝、 級聯和對數頻率坐標

6.3.1二連線埠網路的級聯

6.3.2對數頻率坐標

6.4波特圖

6.4.1相點陣圖

6.5一階高通濾波器

6.5.1傳遞函式的幅頻特性和相頻特性

6.5.2一階高通濾波器的波特圖

6.6串聯諧振

6.6.1串聯諧振電路用作帶通濾波器

6.7並聯諧振

6.8理想濾波器和二階濾波器

6.8.1理想濾波器

6.8.2二階低通濾波器

6.8.3比較一階和二階濾波器

6.8.4二階高通濾波器

6.8.5二階帶通濾波器

6.8.6二階帶阻（陷波）濾波器

6.9使用MATLAB軟體求傳遞函式和波特圖

6.9.1使用符號工具箱導出傳遞函式

6.10數位訊號處理

6.10.1模數信號轉換

6.10.2數字濾波器

6.10.3數字低通濾波器

6.10.4其他數字濾波器

6.10.5簡單的陷波濾波器

6.10.6數字濾波器的仿真

6.10.7濾波技術的比較

本章小結

習題

模擬測試第Ⅱ部分數 字 系 統

第7章邏輯電路

7.1邏輯電路的基本概念

7.1.1數位訊號處理的優點

7.1.2正邏輯與負邏輯

7.1.3電平區和噪聲容限

7.1.4數字字

7.1.5數字信息的傳輸

7.1.6數字信息處理系統的套用

7.2二進制數的表示

7.2.1二進制數

7.2.2十進制數與二進制形式的轉換

7.2.3二進制數的代數運算

7.2.4十六進制數和八進制數

7.2.5二進制編碼的十進制數

7.2.6格雷碼

7.2.7補碼運算

7.3組合邏輯電路

7.3.1基本門電路

7.3.2非門（反相器）

7.3.3或門

7.3.4布爾代數

7.3.5布爾代數式的實現

7.3.6摩根定理

7.3.7與非門、 或非門和異或門

7.3.8電路的與非門和或非門實現

7.4邏輯電路的綜合

7.4.1與或式(SOP式)的電路實現

7.4.2或與式（POS）的電路實現

7.4.3解碼器、 編碼器和解碼器

7.5邏輯電路的化簡

7.5.1卡諾圖

7.5.2如何獲得最簡的或與式

7.6時序邏輯電路

7.6.1觸發器

7.6.2暫存器

7.6.3併入串出移位暫存器

7.6.4計數器

實際套用7.1電子學在生物醫學工程中的套用： 心臟起搏器

本章小結

習題

測試題第8章微型計算機

8.1計算機結構

8.1.1存儲器

8.1.2程式

8.1.3匯流排

8.1.4輸入/輸出設備

8.2存儲器類型

8.2.1RAM

8.2.2ROM

8.2.3海量存儲器

8.2.4存儲器的選擇

8.3數字過程控制

實際套用8.1人人都能做新鮮麵包

8.3.1中斷與輪詢

8.468HC11微控制器

8.4.168HC11的編程模型

8.4.2堆疊和堆疊暫存器

8.568HC11的指令集和定址模式

8.5.168HC11指令

8.5.2擴展定址

8.5.3直接定址

8.5.4固有定址

8.5.5立即定址

8.5.6變址定址

8.5.7相對定址

8.5.8機器代碼和彙編程式

8.6彙編語言編程

8.6.1子程式

本章小結

練習

自測題第9章基於計算機的儀表系統

9.1測量概念和感測器

9.1.1基於計算機的儀表概述

9.1.2感測器

9.1.3等效電路和負載

9.1.4電流輸出的感測器

9.1.5變阻感測器

9.1.6測量系統的誤差

9.2信號調理

9.2.1單端與差分放大器

9.2.2環路接地

9.2.3替代連線

9.2.4噪聲

實際套用9.1虛擬的首攻線

9.3模擬數字轉換

9.3.1採樣率

9.3.2混疊現象

9.3.3量化噪聲

9.4LabVIEW

9.4.1虛擬時頻振動分析儀

9.4.2LabVIEW軟體

9.4.3模擬數據源

9.4.4使用VI程式計算平均值和有效值

9.4.5構建前面板

9.4.6程式運行

9.4.7添加直流和有效值功能的虛擬儀器

9.4.8LabVIEW軟體的MathScript工具包

本章小結

習題

自測題第10章二極體

10.1二極體的基本概念

10.1.1二極體的物理結構簡介

10.1.2二極體的小信號模型

10.1.3肖克萊方程

10.1.4齊納二極體（穩壓管）

10.2二極體電路的負載線分析法

10.3穩壓管穩壓電路

10.3.1負載線的斜率

10.3.2複雜電路的負載線分析

10.4理想二極體模型

10.4.1理想二極體電路的假定狀態分析

10.5二極體折線模型

10.5.1簡化的二極體折線模型

10.6整流電路

10.6.1半波整流電路

10.6.2反向峰值電壓

10.6.3全波整流電路

10.7波形整形電路

10.7.1限幅（削波）電路

10.7.2鉗位電路

10.8線性小信號等效電路

10.8.1電子電路中電流和電壓的標記法

10.8.2壓控衰減器

本章小結

習題

測試題第11章放大器的技術參數和外部特性

11.1放大器的基本概念

11.1.1公共接地點

11.1.2電壓放大器模型

11.1.3電流增益

11.1.4功率增益

11.1.5負載效應

11.2級聯放大器

11.2.1級聯放大器的簡化模型

11.3功率和效率

11.3.1功率

11.3.2效率

11.4其他放大器模型

11.4.1電流放大器模型

11.4.2跨導放大器模型

11.4.3互阻放大器模型

11.5放大器阻抗在不同套用中的重要性

11.5.1對輸入阻抗的要求

11.5.2對輸出阻抗的要求

11.5.3對特殊阻抗的要求

11.6理想放大器

11.6.1實際放大器分類

11.7頻率回響

11.7.1增益的頻率回響

11.7.2交流耦合與直流耦合

11.7.3高頻區

11.7.4半功率頻率與頻寬

11.7.5寬頻與窄帶放大器

11.8線性波形失真

11.8.1幅值畸變

11.8.2相位失真

11.8.3對無失真放大的要求

11.8.4增益的再定義

11.9脈衝回響

11.9.1上升時間

11.9.2過沖和振盪

11.9.3傾斜度

11.10傳輸特性和非線性失真

11.10.1諧波失真

11.11差分放大器

11.11.1共模抑制比

11.11.2CMRR的測量

11.12失調電壓、 偏流和失調電流

實際套用11.1電子螺栓儀

11.12.1降低偏流的影響

11.12.2平衡電路

本章小結

習題

模擬測試第12章場效應電晶體

12.1NMOS和PMOS電晶體

12.1.1簡介

12.1.2工作特性

12.1.3PMOS電晶體

12.2一個簡單NMOS放大器的負載線分析

12.3偏置電路

12.3.1固定自偏置電路

12.4小信號等效電路

12.4.1元件參數和Q點對互導的影響

12.4.2較複雜的等效電路

12.4.3偏微分形式表示的互導和漏極電阻

12.5共源極放大器

12.5.1小信號等效電路

12.5.2電壓增益

12.5.3輸入電阻

12.5.4輸出電阻

12.6源極跟隨器

12.6.1小信號等效電路

12.6.2電壓增益

12.6.3輸入電阻

12.6.4輸出電阻

12.7CMOS邏輯門

12.7.1CMOS反相器

12.7.2CMOS與非門

12.7.3CMOS或非門（CMOS NOR Gate）

12.7.4小結

實際套用12.1請問鱒魚將往哪裡走？

本章小結

習題

測試題第13章雙極結型電晶體

13.1電流和電壓的關係

13.1.1流體模型

13.1.2運行特性方程

13.2共射極接法的特性曲線

13.2.1BJT的套用

13.3共射極放大器的負載線分析法

13.3.1輸入電路的分析

13.3.2輸出電路的分析

13.3.3非線性失真

實際套用13.1能通過改變汽車軟體來提高馬力嗎？

13.4pnp型電晶體

13.5大信號直流電路模型

13.5.1線性區的等效模型

13.5.2飽和區的等效模型

13.5.3截止區的等效模型

13.6BJT電路的大信號直流分析

13.6.1偏置電路設計的套用

13.6.2四電阻偏置電路的分析

13.7小信號等效電路

13.7.1BJT的小信號等效電路

13.8共射極放大器

13.8.1小信號等效電路

13.8.2電壓增益

13.8.3輸入阻抗

13.8.4電流增益和功率增益

13.8.5輸出阻抗

13.9射極跟隨器

13.9.1小信號等效電路

13.9.2電壓增益

13.9.3輸入阻抗

13.9.4輸出阻抗

本章小結

習題

測試題第14章運算放大器

14.1理想運算放大器

14.1.1電源連線

14.2反相放大器

14.2.1基本反相器

14.2.2“虛短”的概念

14.2.3反相電路的分析

14.2.4正反饋

14.3同相放大器

14.3.1電壓跟隨器

實際套用14.1負反饋在機械（力學）中的套用——動力方向盤

14.4簡單放大器的設計

14.4.1高精度設計

14.5運算放大器線性工作的缺陷

14.5.1輸入和輸出阻抗

14.5.2增益和頻寬的限制

14.5.3閉環頻寬

14.5.4增益頻寬積

14.6非線性限制

14.6.1輸出電壓的峰值限制

14.6.2輸出電流限制

14.6.3轉換速率的限制

14.6.4全功率頻寬

14.7直流缺陷

14.7.1消除偏置電流的影響

14.8差分放大器和儀用放大器

14.8.1精密儀用差分放大器

14.9積分器和微分器

14.9.1微分器電路

14.10有源濾波器

14.10.1巴特沃思傳遞函式

本章小結

習題

模擬測試第15章磁路和變壓器

15.1磁場

15.1.1右手定則

15.1.2磁場中運動電荷產生的力

15.1.3載流導線產生的力

15.1.4磁通量和法拉第定律

15.1.5由導體切割磁場產生的電壓

15.1.6磁場強度和安培定律

15.2磁路

15.2.1利用磁路方法的優點

15.3電感和互感

15.3.1互感

15.3.2同名端

15.3.3互感的電路等式

15.4磁性材料

15.4.1能源考慮

15.4.2鐵芯損耗

15.4.3渦流損耗

15.4.4存儲在磁場中的能量

15.5理想變壓器

15.5.1電壓比

15.5.2電流比

15.5.3理想變壓器中的功率

15.5.4變壓器的機械模擬:槓桿

15.5.5阻抗變換

15.6實際變壓器

15.6.1不同的變壓器模型

15.6.2調整和效率

總結

習題

模擬測試第16章直流電機

16.1電動機概述

16.1.1基本結構

16.1.2電樞和勵磁繞組

16.1.3交流電動機

16.1.4直流電動機

16.1.5電動機的損耗、 額定功率和效率

16.1.6電動機的機械特性

16.1.7電動機的調速

16.1.8同步電動機的運行特性

16.1.9感應式電動機的運行特性

16.1.10並勵直流電動機的運行特性

16.1.11串勵直流電動機的運行特性

16.2直流電機的工作原理

16.2.1工作原理

16.2.2電動機運行

16.2.3發電機運行

實際套用16.1電磁流量計， 法拉第， 獵殺紅十月號

16.3旋轉直流電機

16.3.1轉子和定子結構

16.3.2感應電壓和換向

16.3.3直流電動機的等效電路

16.3.4直流電動機的磁化曲線

16.4並勵與他勵直流電動機

16.4.1並勵直流電動機的功率分流過程

16.4.2並勵直流電動機的機械特性

16.5他勵直流電動機

16.6永磁直流電動機

16.7串勵直流電動機

16.8通用電動機

16.9直流電動機的速度控制

16.9.1改變電樞電壓調速

16.9.2改變直流勵磁電壓的調速

16.9.3改變勵磁電流的調速

16.9.4勵磁電路斷開的危害

16.9.5電樞繞組串電阻調速

16.10直流發電機

16.10.1他勵直流發電機

16.10.2並勵直流發電機

16.10.3復勵直流發電機

16.10.4性能參數計算

本章小結

習題

測試題第17章交流電機

17.1三相感應電動機

17.1.1定子的旋轉磁場

17.1.2同步轉速

17.1.3鼠籠式感應電動機

17.1.4轉差率

17.1.5轉子電感對轉矩的影響

17.1.6機械特性

17.2感應電動機等效電路和參數計算

17.2.1轉子等效電路

17.2.2感應電動機的完整等效電路

17.2.3相與線的電量轉換

17.2.4功率和轉矩的計算

17.2.5繞線式轉子感應電動機

17.2.6感應式電動機的選擇

17.3同步電機

17.3.1汽車的交流發電機

17.3.2電動機的運行狀態

17.3.3電角度

17.3.4磁場分量

17.3.5等效電路

17.3.6功率因數校正的含義

17.3.7電機在恆定勵磁電流和變負荷情況下的運行

17.3.8電機運行在負載恆定和勵磁電流變化下

17.3.9最大轉矩

17.3.10啟動方法

17.4單相電動機

17.4.1典型的單相感應電動機

17.4.2輔助繞組

17.4.3罩極式電動機

17.5步進電動機和無刷直流電動機

17.5.1步進電動機

17.5.2無刷直流電動機

本章小結