《高職高專"十一五"規劃示範教材·電工與電子技術基礎》是根據教育部最新制定的高等職業院校電工電子技術課程教學基本要求,結合編者多年的教學實踐,為進一步提高學生的綜合素質與自主創新能力編寫而成的。在內容取材及安排上,以“必需”和“夠用”為前提,講清概念,強化套用。 全書共14章,分別介紹了電路的基本概念和分析方法、正弦交流電路、三相電路、動態電路的分析、磁路與變壓器、異步電動機及其控制、繼電接觸器控制、可程式控制器、半導體二極體及整流電路、半導體三極體及放大電路、集成運算放大器及其套用、組合邏輯電路、時序邏輯電路和數/模及模/數轉換電路。每章均配有經典例題和習題,書後附有習題答案。此外,每章最後編寫了配合本章教學的典型實驗,書的附錄部分編寫了4個綜合實訓。
基本介紹
- 書名:高職高專"十一五"規劃示範教材
- 出版社:北京航空航天大學出版社
- 頁數:344頁
- 開本:16
- 定價:36.00
- 作者:張虹
- 出版日期:2008年7月1日
- 語種:簡體中文
- ISBN:9787811243185, 7811243180
- 品牌:北京航空航天大學出版社
內容簡介
圖書目錄
1.1 電路和電路模型1
1.1.1 電路1
1.1.2 電路模型1
1.2 電路的基本物理量2
1.2.1 電流2
1.2.2 電壓3
1.2.3 電功率5
1.3 電阻元件和電源5
1.3.1 電阻元件5
1.3.2 獨立電源8
1.3.3 受控源9
1.4 基爾霍夫定律10
1.4.1 基爾霍夫電流定律11
1.4.2 基爾霍夫電壓定律12
1.5 支路電流法13
1.6 等效變換法14
1.6.1 基本概念14
1.6.2 兩種實際電源模型的等效變換15
1.7 節點電壓法16
1.7.1 節點電壓及節點電壓方程16
1.7.2 節點法套用舉例18
1.8 網路定理分析法19
1.8.1 疊加定理19
1.8.2 戴維南定理和諾頓定理20
1.8.3 最大功率傳輸定理23
1.9 本章小結 25
習題一25
實驗一 電路基本定律及定理的驗證29
第2章 正弦交流電路32
2.1 正弦交流電路的基本概念32
2.1.1 正弦量的瞬時值32
2.1.2 正弦量的三要素32
2.1.3 相位差34
2.1.4 正弦量的有效值35
2.2 正弦量的相量表示36
2.2.1 複數的表示形式及運算規則36
2.2.2 正弦量的相量表示38
2.3 單一參數正弦交流電路的分析39
2.3.1 純電阻電路39
2.3.2 純電感電路40
2.3.3 純電容電路42
2.3.4 電感、電容的聯接43
2.4 基爾霍夫定律的相量形式44
2.4.1 基爾霍夫電流定律的相量形式45
2.4.2 基爾霍夫電壓定律的相量形式45
2.5 RLC串聯電路的分析——多阻抗串聯45
2.5.1 RLC串聯電路的分析45
2.5.2 復阻抗的串聯46
2.6 正弦交流電路的功率48
2.6.1 瞬時功率和平均功率48
2.6.2 復功率、視在功率和無功功率49
2.7 功率因數的提高50
2.8 相量法分析正弦交流電路50
2.9 諧振電路51
2.9.1 RLC串聯諧振電路51
2.9.2 RLC並聯諧振電路53
2.10 本章小結 55
習題二55
實驗二 單相正弦交流電路59
實驗三 RLC串聯諧振電路的研究60
第3章 三相電路63
3.1 三相電源63
3.1.1 對稱三相電源63
3.1.2 三相電源的連線64
3.1.3 三相電源與負載的連線65
3.2 三相電路的計算66
3.3 三相電路的功率69
3.4 本章小結 70
習題三71
實驗四 三相交流電路72
第4章 動態電路的分析75
4.1 過渡過程及換路定律75
4.1.1 過渡過程75
4.1.2 換路定律75
4.2 一階RC電路的過渡過程77
4.2.1 RC電路的零輸入回響77
4.2.2 RC電路的零狀態回響79
4.3 一階RL電路的過渡過程81
4.3.1 RL電路的零輸入回響81
4.3.2 RL電路的零狀態回響82
4.4 一階電路的全回響83
4.4.1 一階電路的全回響83
4.4.2 一階電路的三要素法83
4.5 本章小結 87
習題四88
實驗五 動態電路的過渡過程90
第5章 磁路與變壓器92
5.1 磁場的基本物理量92
5.2 磁路和磁路定律93
5.2.1 磁路93
5.2.2 磁路定律94
5.3 鐵芯線圈96
5.3.1 直流鐵芯線圈96
5.3.2 交流鐵芯線圈96
5.4 變壓器98
5.4.1 變壓器的結構99
5.4.2 變壓器的工作原理100
5.5 本章小結 103
習題五104
第6章 異步電動機及其控制106
6.1 三相異步電動機的結構和工作原理106
6.1.1 三相異步電動機的結構106
6.1.2 三相異步電動機的轉動原理107
6.2 三相異步電動機的電磁轉矩和機械特性111
6.2.1 三相異步電動機的電磁轉矩111
6.2.2 三相異步電動機的機械特性113
6.3 三相異步電動機的銘牌和技術數據115
6.4 三相異步電動機的啟動、調速和制動116
6.4.1 三相異步電動機的啟動116
6.4.2 三相異步電動機的調速119
6.4.3 三相異步電動機的制動120
6.5 單相異步電動機120
6.6 本章小結 122
習題六122
實驗六 三相異步電動機的點動和自鎖控制123
實驗七 三相異步電動機的正、反轉控制126
第7章 繼電接觸器控制129
7.1 常用低壓控制電器129
7.1.1 手動電器129
7.1.2 自動電器131
7.2 三相鼠籠式異步電動機的基本控制電路135
7.2.1 三相異步電動機的簡單起停控制135
7.2.2 三相異步電動機的正反轉控制137
7.2.3 行程控制137
7.2.4 時間控制138
7.2.5 觸頭的聯鎖139
7.3 本章小結 140
習題七140
第8章 可程式控制器143
8.1 PLC的特點與基本組成143
8.1.1 PLC的特點143
8.1.2 PLC控制系統的組成144
8.1.3 PLC的組成145
8.2 PLC的工作原理147
8.3 PLC的程式語言148
8.3.1 兩種常用的程式語言149
8.3.2 PLC的基本指令150
8.4 PLC的套用舉例152
8.5 本章小結 156
習題八156
第9章 半導體二極體與整流電路157
9.1 半導體的基礎知識157
9.1.1 本徵半導體與雜質半導體157
9.1.2 PN結158
9.2 半導體二極體160
9.2.1 基本結構160
9.2.2 伏安特性160
9.2.3 主要參數161
9.3 半導體二極體的簡單套用162
9.3.1 限幅電路162
9.3.2 整流電路162
9.3.3 濾波電路165
9.4 穩壓二極體及其套用167
9.4.1 穩壓二極體特性與參數167
9.4.2 穩壓二極體穩壓電路168
9.5 本章小結 169
習題九169
第10章 半導體三極體及放大電路172
10.1 晶體三極體172
10.1.1 基本結構及電路符號172
10.1.2 三極體的電流放大原理173
10.1.3 三極體的共射特性曲線174
10.1.4 三極體的主要參數175
10.1.5 複合電晶體176
10.2 場效應電晶體177
10.2.1 N溝道增強型MOS管177
10.2.2 N溝道耗盡型MOS管179
10.2.3 場效應管和三極體比較179
10.3 基本放大電路的組成及性能指標180
10.3.1 基本放大電路的組成180
10.3.2 放大電路的主要性能指標181
10.4 基本放大電路的工作原理及分析方法183
10.4.1 基本放大電路的工作原理183
10.4.2 基本放大電路的分析184
10.5 放大電路靜態工作點的穩定188
10.5.1 溫度對靜態工作點的影響188
10.5.2 靜態工作點穩定電路189
10.6 射極輸出器190
10.6.1 電路的基本分析191
10.6.2 共集電極電路的特點和套用192
10.7 多級放大電路192
10.7.1 多級放大電路的耦合方式193
10.7.2 多級放大電路的動態分析194
10.8 本章小結 194
習題十195
實驗八 常用電子元器件的識別198
實驗九 電晶體單管放大器201
第11章 集成運算放大器及其套用205
11.1 積體電路概述205
11.1.1 積體電路及其發展205
11.1.2 積體電路的特點及分類205
11.1.3 積體電路製造工藝簡介206
11.2 集成運放的基本組成及功能207
11.2.1 偏置電路——電流源207
11.2.2 輸入級——差動放大電路208
11.2.3 輸出級——功率放大電路213
11.3 理想運算放大器216
11.3.1 理想運放的技術指標216
11.3.2 理想運放的兩種工作狀態217
11.4 放大電路中的反饋218
11.4.1 反饋的基本概念及判別方法218
11.4.2 負反饋對放大電路性能的影響222
11.5 集成運算放大器的線性套用223
11.5.1 比例運算電路223
11.5.2 加減運算電路225
11.5.3 積分和微分運算電路227
11.5.4 模擬乘法器及其套用228
11.6 集成運算放大器的非線性套用230
11.6.1 電壓比較器概述230
11.6.2 單限比較器231
11.6.3 滯回電壓比較器231
11.6.4 雙限電壓比較器232
11.6.5 集成穩壓電路233
11.7 本章小結 235
習題十一236
實驗十 兩級放大電路及放大電路中的負反饋239
實驗十一 比例、求和運算電路242
第12章 組合邏輯電路246
12.1 數字電路概述246
12.1.1 模擬信號和數位訊號246
12.1.2 數制與編碼246
12.2 邏輯門電路248
12.2.1 基本邏輯關係及其門電路248
12.2.2 複合門電路250
12.2.3 集成門電路251
12.3 邏輯代數及其化簡254
12.3.1 邏輯代數的公式和定理254
12.3.2 邏輯代數的化簡255
12.4 組合邏輯電路的分析與設計255
12.4.1 組合電路的分析方法256
12.4.2 組合電路的一般設計方法257
12.5 常用中規模集成組合邏輯電路258
12.5.1 編碼器258
12.5.2 解碼器262
12.5.3 加法器267
12.5.4 數值比較器268
12.5.5 數據選擇器269
12.5.6 數據分配器271
12.6 本章小結 272
習題十二273
實驗十二 組合邏輯電路的測試與設計277
第13章 時序邏輯電路281
13.1 雙穩態觸發器281
13.1.1 基本RS觸發器281
13.1.2 同步RS觸發器282
13.1.3 主從觸發器283
13.1.4 不同類型時鐘觸發器間的轉換285
13.2 暫存器286
13.2.1 數碼暫存器287
13.2.2 移位暫存器287
13.3 計數器290
13.3.1 同步計數器290
13.3.2 異步計數器294
13.3.3 集成計數器構成N進制計數器的方法295
13.4 集成555定時器的原理及套用298
13.4.1 集成555定時器298
13.4.2 由555定時器構成的單穩態觸發器300
13.4.3 由555定時器構成的多諧振盪器301
13.4.4 由555定時器構成的施密特觸發器302
13.5 本章小結 303
習題十三303
實驗十三 時序電路邏輯功能的測試及簡單套用307
第14章 數/模、模/數轉換電路310
14.1 D/A轉換器310
14.1.1 D/A轉換原理310
14.1.2 倒T型電阻網路D/A轉換器311
14.1.3 D/A轉換器的主要技術指標312
14.1.4 集成DAC313
14.2 A/D轉換器314
14.2.1 A/D轉換的一般步驟315
14.2.2 取樣保持電路316
14.2.3 逐次漸近型A/D轉換器317
14.2.4 雙積分型A/D轉換器319
14.2.5 A/D轉換器的主要技術指標320
14.2.6 集成ADC320
14.3 本章小結 321
習題十四322
附錄A 綜合實訓323
實訓1 小容量變壓器的設計323
實訓2 無觸點自動充電器的設計326
實訓3 感應式防盜報警電路的設計327
實訓4 市電過、欠壓保護電路的設計328
附錄B 習題參考答案330
參考文獻344
文摘
第1章 電路的基本概念和分析方法
本章主要介紹電路的基礎知識,包括:電路的基本概念,基本物理量,常用元件,電路中的基本定律——基爾霍夫定律。最後重點介紹分析電路的幾種基本方法。
1.1 電路和電路模型
1.1.1 電路
電路在日常生活、生產和科學研究工作中套用廣泛,小到手電筒,大到計算機、通信系統和電力網路,都可以看到各種各樣的電路。可以說,只要是用電的物體,其內部都含有電路,只是電路的結構各異,特性和功能不同。電路的一種功能是實現電能的傳輸和轉換,例如電力網路將電能從發電廠輸送到各個工廠、廣大農村和千家萬戶,供各種電氣設備使用;電路的另一種功能是實現電信號的傳輸、處理和存儲,例如電視接收天線將接收到的含有聲音和圖像信息的高頻電視信號,通過高頻傳輸線送到電視機中,這些信號經過選擇、變頻、放大和檢波等處理,恢復出原來的聲音和圖像信號,通過揚聲器發出聲音並在顯像管螢幕上呈現圖像。
那么,什麼是電路呢?所有的實際電路是由電氣設備和元器件按照一定的方式連線起來,為電流的流通提供路徑的總體,也稱網路。電路中提供電能的設備或元器件稱為電源,電路中使用電能的設備或元器件稱為負載。手電筒電路就是一個最簡單的實用電路。這個電路是由一個電源(乾電池)、一個負載(小燈泡)、一個開關和連線導線組成,如圖1—1(a)所示。
1.1.2 電路模型
為了便於對實際電路進行分析,通常是將實際電路器件理想化(或稱模型化),即在一定條件下,突出其主要的電磁性質,忽略其次要因素,將其近似地看做理想電路元件,並用規定的圖形符號表示。例如用電阻元件來表征具有消耗電能特徵的各種實際元件,那么在電源頻率不十分高的電路中,所有電阻器、電爐、電燈等實際電路元器件,都可以用電阻元件這個理想化的模型來近似表示。同樣,在一定條件下,電感線圈忽略其電阻,就可以用電感元件來近似地表示;電容器忽略其漏電,就可以用電容元件近似地表示。此外還有電壓源、電流源兩種理想電源元件。
序言
本書以套用型人才為培養目標,在編寫過程中結合筆者多年工程實踐經驗,緊緊抓住技術基礎課程的特點,突出課程本身的基礎性和實踐性,通過深入淺出的習題和典型實驗,加強理論與實踐的結合,注重技能培養。本書編寫的宗旨是:
1. 以基本要求為依據,以夠用、實用為尺度,對傳統內容進行了加工,精簡了理論的講解與推導,將重點放在對知識的套用性介紹上。
2. 內容精選,主次分明,詳細得當。
3. 體現知識的先進性,將成熟的新技術,如可程式邏輯器件(PLD)納入教材,使學生初步了解其功能和套用。
4. 在電子技術部分,注意分立元件電路與積體電路的比重,加強積體電路的介紹,尤其是結合不同電路給出了典型的集成晶片的引腳排列圖,並對晶片的用途及功能擴展作了有針對性的講解。
5. 教材編寫注意將培養學生能力的要求貫穿於整個教學中。本教材通過教學目標、教學要求以及例題、習題等多種途徑幫助學生建立本課程學習的正確方法,抓住重點,明確思路,真正從“套用”這個角度加強對知識的掌握。
本書由張虹執筆主編。在大綱的論證及教材編寫過程中,欒學德、張星慧、姜華、張元國、管金華老師給予了大力支持和具體幫助;此外,李秋潭、王立梅、劉曉亮、高寒、陳光軍、楊潔、李厚榮、於欽慶、劉鈞波、杜德也提出了寶貴意見。本書由陳汝合老師主審。在此對以上各位同志表示衷心地感謝!
全書共分14章,按照理論教學64學時、實驗14學時、實訓28學時的要求編寫。內容包括電路的基本概念和分析方法、正弦交流電路、三相電路、電路的暫態分析、磁路與變壓器、異步電動機及其控制、繼電接觸器控制、可程式控制器、半導體二極體與整流電路、半導體三極體與放大電路、集成運算放大器及其套用、組合邏輯電路、時序邏輯電路、數/模與模/數轉換電路。
編寫過程中,由於時間倉促,加之水平有限,若書中有錯誤和不妥之處,敬請讀者批評指正,以便今後不斷改進。