電工學

電工學（非電類）（贈送電子課件）》是依據教育部高教司制定的關於應用型人才培養的相關文件精神，由多年從事教學、培訓及科研的一線教師編寫而成。在內容取材及安排上，以“必需”和“夠用”為度，講清概念、強化應用，在基本理論的基礎上配有一些深入淺出的實訓項目，注重技能培養。

全書共分12章，內容包括直流電路、正弦交流電路、半導體二極體與整流濾波電路、半導體三極體及基本放大電路、集成運算放大器、數字電路基礎、電力電子技術及應用、磁路和變壓器、交流電動機、繼電一接觸器控制、工廠供電與安全用電、檢測與轉換技術。每章配有實訓項目和習題，供讀者思考和練習。

《電工學（非電類）（贈送電子課件）》可以作為應用型人才培養高等院校機械類、工程類等專業的教材，還可作為自學考試或相關工程技術人員的參考用書。

第1章直流電路1

1.1電路的組成及基本物理量1

1.1.1電路的組成1

1.1.2電路的基本物理量2

1.2歐姆定律、線性電阻和非線性電阻6

1.2.1一段電路的歐姆定律6

1.2.2全電路的歐姆定律6

1.2.3線性電阻和非線性電阻7

1.2.4電阻電路的連接8

1.3額定值以及電源有載工作、開路、短路10

1.3.1額定值10

1.3.2電源有載工作、開路、短路11

1.4電壓源、電流源及其等效變換12

1.4.1電壓源12

1.4.2電流源13

1.4.3電壓源與電流源的等效變換14

1.5基爾霍夫定律15

1.5.1基爾霍夫電流定律(KCL)15

1.5.2基爾霍夫電壓定律17

1.6電路中電位的計算18

1.7戴維南定理及諾頓定理20

1.7.1戴維南定理20

1.7.2諾頓定理21

1.8支路電流法21

1.9實訓與實驗模擬22

*1.9.1EWB簡介22

1.9.2應用EWB對電路進行計算機模擬實驗——電阻、電流、電壓的測量25

1.10本章實訓27

1.10.1實訓一：直流電壓、電流表的安裝27

1.10.2實訓二：電壓、電位的測定29

1.10.3實訓三：萬用表的基本

原理及使用30

習題33

第2章正弦交流電路36

2.1正弦交流電的基本概念36

2.1.1交流電的產生37

2.1.2表徵交流電的三要素38

2.2同頻率正弦量的相加和相減41

2.2.1正弦量的表示法41

2.2.2同頻率正弦量的加、減法42

2.3交流電路中的電阻、電容與電感44

2.3.1純電阻交流電路45

2.3.2純電容交流電路47

2.3.3純電感交流電路48

2.4電阻、電感、電容的串、並聯電路及諧振50

2.4.1電阻、電感、電容的串聯電路50

2.4.2電阻、電感、電容的並聯電路51

2.4.3電路的諧振53

2.5功率因數的補償54

2.5.1電路的功率因數54

2.5.2功率因數的補償55

2.6三相交流電路57

2.6.1三相交流電動勢的產生57

2.6.2三相電源的星形連接和三角形連接59

2.7三相負載的連接60

2.7.1三相負載的星形連接61

2.7.2三相負載的三角形連接62

2.8本章實訓63

2.8.1照明電路安裝及功率因數的提高63

2.8.2三相負載的連接及功率的測量65

習題69

第3章半導體二極體與整流濾波電路70

3.1半導體的基本知識70

3.1.1半導體的特性71

3.1.2雜質半導體71

3.1.3PN結的形成及特性72

3.2半導體二極體74

3.2.1二極體的基本結構74

3.2.2二極體的伏安特性74

3.2.3二極體的參數75

3.3整流電路與濾波電路76

3.3.1整流電路的工作原理76

3.3.2整流電路的參數計算77

3.3.3電容濾波電路的工作原理78

3.4硅穩壓管穩壓電路79

3.4.1穩壓管的工作原理79

3.4.2穩壓管穩壓電路80

3.5本章實訓：應用EWB進行計算機模擬分析81

3.5.1二極體的伏安特性模擬分析81

3.5.2整流電路與濾波電路模擬分析82

3.5.3硅穩壓管穩壓電路模擬分析83

習題83

第4章半導體三極體及基本放大電路85

4.1半導體三極體85

4.1.1半導體三極體的結構85

4.1.2半導體三極體的電流放大作用86

4.1.3半導體三極體的特性曲線88

4.1.4半導體三極體的主要參數89

4.2放大電路的基本知識90

4.2.1放大電路的概念90

4.2.2放大電路的主要性能指標91

4.3共發射極基本放大電路92

4.3.1共發射極基本放大電路的組成92

4.3.2共發射極放大電路的靜態分析94

4.3.3用圖解法分析動態工作情況96

4.3.4放大電路的非線性失真99

4.3.5微變等效電路分析法100

4.4穩定靜態工作點的放大電路103

4.4.1溫度對靜態工作點的影響103

4.4.2穩定靜態工作點放大電路的分析104

4.5多級放大電路107

4.5.1多級放大電路的級間耦合方式108

4.5.2多級放大電路的參數109

4.6功率放大電路111

4.6.1功率放大電路概述111

4.6.2乙類雙電源互補對稱功率放大電路112

4.6.3甲乙類互補對稱功率放大電路115

4.7本章實訓：應用Multisim進行計算機模擬分析117

4.7.1Multisim簡介117

4.7.2應用Multisim對固定偏流式共射極放大電路進行模擬分析118

4.7.3應用Multisim對分壓偏置式共射極放大電路進行模擬分析119

習題120

第5章集成運算放大器123

5.1差動放大電路的工作原理123

5.2集成電路基本知識128

5.3集成運放的應用基礎128

5.3.1集成運放的理想化條件128

5.3.2集成運放的電壓傳輸特性130

5.4集成運放的線性應用132

5.4.1反相比例運算132

5.4.2同相比例運算133

5.4.3加法與減法運算電路133

5.5集成運放的非線性應用137

5.6集成穩壓電路138

5.6.1三端固定輸出集成穩壓器138

5.6.2三端可調輸出集成穩壓器139

5.7本章實訓：應用Multisim進行計算機模擬分析140

5.7.1應用Multisim對差分式放大電路進行模擬分析140

5.7.2應用Multisim對比例運算電路進行模擬分析141

5.7.3應用Multisim對加減法運算電路進行模擬分析142

5.7.4應用Multisim對積分運算電路模擬分析143

習題144

第6章數字電路基礎147

6.1數制與編碼147

6.1.1數制147

6.1.2編碼149

6.2基本邏輯門電路及應用150

6.2.1與邏輯及與門電路150

6.2.2或邏輯和或門電路152

6.2.3非邏輯和非門電路153

6.2.4複合門電路154

6.2.5基本邏輯及應用155

6.3組合邏輯電路160

6.3.1組合邏輯電路的分析160

6.3.2組合邏輯電路的設計161

6.3.3組合邏輯部件162

6.3.4基本觸發器169

6.3.5其他觸發器及觸發器的觸發方式171

6.4時序邏輯電路及應用177

6.4.1寄存器179

6.4.2計數器180

6.4.3555定時器及其應用182

6.5本章實訓185

6.5.1基本邏輯門電路設計與模擬185

6.5.2組合邏輯電路設計與模擬186

6.5.3計數器設計與模擬187

6.5.4555振蕩器設計與模擬187

習題188

第7章電力電子技術及其應用191

7.1電力電子技術簡介191

7.1.1電力電子技術的發展191

7.1.2電力電子技術的應用192

7.2晶閘管的結構和工作原理192

7.2.1晶閘管的結構192

7.2.2晶閘管的工作原理194

7.2.3晶閘管的伏安特性和主要參數194

7.3單相可控整流電路196

7.3.1單相半波可控整流電路197

7.3.2單相橋式全控整流電路199

7.4晶閘管的觸發電路203

7.4.1對晶閘管的觸發電路的要求203

7.4.2單結晶體管組成的觸發電路203

7.5新型電力電子器件206

7.5.1門極可關斷晶閘管206

7.5.2大功率晶體管207

7.5.3功率場效應晶體管208

7.5.4絕緣柵雙極型晶體管209

7.6本章實訓：單結管觸發電路及單相半控橋式電路三種負載的研究212

習題213

第8章磁路和變壓器214

8.1磁場的基本物理量214

8.1.1磁通與磁感應強度214

8.1.2磁導率215

8.1.3磁場強度H216

8.2鐵磁材料的磁性能216

8.2.1磁化曲線與磁滯回線216

8.2.2鐵磁材料的磁性能218

8.2.3鐵磁材料的種類和用途219

8.3磁路和磁路歐姆定律219

8.3.1磁路219

8.3.2磁通勢220

8.3.3磁路歐姆定律220

8.3.4渦流221

8.4變壓器223

8.4.1變壓器的基本結構223

8.4.2變壓器的工作原理224

8.4.3變壓器的額定值、功率、效率227

8.4.4其他變壓器229

8.5本章實訓：單相變壓器特性檢測231

習題233

第9章交流電動機234

9.1三相非同步電動機的構造234

9.1.1定子235

9.1.2轉子235

9.1.3三相電動機的銘牌236

9.2三相非同步電動機的基本原理237

9.2.1旋轉磁場238

9.2.2轉差率240

9.3非同步電動機的電磁轉矩與機械特性242

9.3.1轉子電路的參數242

9.3.2三相非同步電動機的電磁轉矩243

9.3.3三相非同步電動機的機械特性244

9.4三相非同步電動機的啟動、調速和制動247

9.4.1三相非同步電動機的啟動247

9.4.2三相非同步電動機的調速250

9.4.3三相非同步電動機的制動251

9.5其他用途的交流電動機252

9.5.1單相非同步電動機252

9.5.2同步電動機254

9.6本章實訓：三相非同步電動機

旋轉磁場的演示實驗255

習題257

第10章繼電-接觸器控制259

10.1常用低壓電器259

10.1.1刀開關259

10.1.2熔斷器260

10.1.3按鈕261

10.1.4接觸器262

10.1.5繼電器264

10.1.6行程開關267

10.1.7自動空氣開關268

10.2三相籠型非同步電動機直接啟動控制電路270

10.2.1單向控制電路270

10.2.2順序控制電路271

10.2.3正反轉控制電路272

10.2.4多地控制電路274

10.3三相籠型非同步電動機的降壓啟動和制動控制275

10.3.1三相籠型非同步電動機的降壓啟動275

10.3.2三相籠型非同步電動機的制動控制276

10.4本章實訓：電氣控制實訓278

10.4.1常用低壓電器的識別278

10.4.2單向旋轉接觸器自鎖控制線路的安裝279

10.4.3按鈕、接觸器雙重聯鎖控制線路的安裝281

10.4.4Y/△降壓啟動控制線路的安裝282

習題283

第11章工廠供電與安全用電285

11.1電力系統的基本知識285

11.1.1發電廠286

11.1.2電網286

11.1.3電力用戶287

11.2工廠供電概述287

11.2.1工廠供電的意義和要求287

11.2.2工廠供電系統組成288

11.2.3工廠電力負荷的計算289

11.3觸電293

11.4安全用電295

11.5節約用電297

11.5.1加強工廠供用電系統的科學管理298

11.5.2搞好工廠供用電系統的技術改造299

11.6本章實訓：三相交流電相序的判別300

習題301

第12章檢測與轉換技術302

12.1檢測與轉換技術的基礎知識302

412.1.1檢測與轉換技術的基本概念302

12.1.2測量誤差303

12.2感測器及其分類304

12.2.1感測器304

12.2.2感測器的組成304

12.2.3感測器的分類304

12.2.4感測器的特性305

12.3電量測量及非電量測量307

12.3.1電流、電壓和功率的測量307

12.3.2非電量測量307

12.4常用感測器工作原理及其測量電路308

12.4.1應變片式電阻感測器308

12.4.2電容式感測器310

12.4.3電感式感測器311

12.5本章實訓：電阻應變式感測器特性測試313

習題314

附錄A邏輯符號對照示例315

附錄B集成電路316

附錄C常用集成電路引腳排列317

附錄D常用二極體技術參數320

部分習題參考答案326