電工基礎

本書是依據教育部最新制定的《高職高專教育基礎課程教學基本要求》編寫的。主要內容包括: 電路的基本概念和基本定律，直流電阻電路的分析計算，電感元件與電容元件，正弦交流電路，三相正弦交流電路，互感電路，非正弦周期電流電路，線性電路的過渡過程，磁路與鐵芯線圈等。附錄中介紹了常用的電工儀錶。

本書可作為高等職業院校電子電工類專業或相近專業的教材，也可供相關專業的工程技術人員參考。

第1章 電路的基本概念和基本定律 1

1.1 電路和電路模型 1

1.1.1 電路 1

1.1.2 理想電路元件 2

1.1.3 電路模型 2

1.2 電流、電壓及其參考方向 3

1.2.1 電流及其參考方向 3

1.2.2 電壓及其參考方向 4

1.2.3 電位 5

1.3 電功率和電能 5

1.4 電阻元件和歐姆定律 7

1.5 電壓源和電流源 8

1.6 基爾霍夫定律 10

1.6.1 基爾霍夫電流定律(KCL) 11

1.6.2 基爾霍夫電壓定律(KVL) 11

本章小結 14

習題 15

第2章 直流電阻電路的分析計算 18

2.1 電阻的串聯和並聯 18

2.1.1 等效網路的定義 18

2.1.2 電阻的串聯 19

2.1.3 電阻的並聯 20

2.1.4 電阻的串、並聯 21

2.2 電阻的星形連接與三角形連接的等效變換 23

2.3 兩種實際電源模型的等效變換 26

2.4 支路電流法 28

2.5 網孔法 30

2.6 節點電壓法 33

2.7 疊加定理 36

2.8 戴維南定理 39

[KG-*2/3]*2.9 含受控源電路的分析 41

2.9.1 受控源 41

2.9.2 含受控源電路的分析 42

本章小結 44

習題 45

第3章 電感元件與電容元件 52

3.1 電容元件 52

3.1.1 電容元件的基本概念 52

3.1.2 電容元件的u-i關係 53

3.1.3 電容元件的儲能 53

3.2 電容的串、並聯 55

3.2.1 電容器的並聯 55

3.2.2 電容器的串聯 56

3.3 電感元件 59

3.3.1 電感元件的基本概念 59

3.3.2 電感元件的u-i關係 60

3.3.3 電感元件的儲能 60

本章小結 62

習題 63

第4章 正弦交流電路 66

4.1 正弦量的基本概念 66

4.1.1 正弦交流電的三要素 66

4.1.2 相位差 68

4.2 正弦量的有效值 70

4.2.1 有效值的定義 70

4.2.2 正弦量的有效值 71

4.3 正弦量的相量表示法 71

4.3.1 複數及四則運算 72

4.3.2 正弦量的相量表示法 73

4.4 正弦電路中的基本元件 75

4.4.1 電阻元件 75

4.4.2 電感元件 78

4.4.3 電容元件 81

4.5 基爾霍夫定律的相量形式 84

4.5.1 相量形式的基爾霍夫電流定律 84

4.5.2 相量形式的基爾霍夫電壓定律 84

4.6 復阻抗、復導納及其等效變換 86

4.6.1 復阻抗與復導納 86

4.6.2 復阻抗與復導納的等效變換 87

4.7 RLC串聯電路 89

4.7.1 電壓與電流的關係 89

4.7.2 電路的性質 89

4.7.3 阻抗串聯電路 90

4.8 RLC並聯電路 93

4.8.1 阻抗法分析並聯電路 93

4.8.2 導納法分析並聯電路 94

4.8.3 多阻抗並聯 96

4.9 正弦交流電路的相量分析法 97

4.9.1 網孔電流法 98

4.9.2 節點法 98

4.10 正弦交流電路的功率 99

4.10.1 瞬時功率p 99

4.10.2 有功功率P 100

4.10.3 無功功率Q 101

4.10.4 視在功率S 101

4.10.5 功率三角形 101

4.11 功率因數的提高 103

4.11.1 提高功率因數的意義 103

4.11.2 提高功率因數的方法 103

4.12 諧振 105

4.12.1 串聯諧振 106

4.12.2 並聯諧振 108

本章小結 110

習題 113

第5章 三相正弦交流電路 119

5.1 三相電源 119

5.1.1 三相對稱正弦交流電壓 119

5.1.2 三相電源的星形(Y)連接 120

5.1.3 三相電源的三角形(△)連接 121

5.2 三相負載 122

5.2.1 負載的星形(Y)連接 123

5.2.2 負載的三角形(△)連接 125

5.3 對稱三相電路的分析計算 126

5.3.1 對稱星形電路的特點 127

5.3.2 對稱三相電路的一般解法 128

[KG-*2/3]*5.4 不對稱三相電路的分析計算 132

5.4.1 位形圖 132

5.4.2 中點電壓法 132

5.5 三相電路的功率 135

5.5.1 三相電路的有功功率、無功功率、視在功率和功率因數 135

5.5.2 對稱三相電路的瞬時功率 137

本章小結 138

習題 140

第6章 互感電路 143

6.1 互感與互感電壓 143

6.1.1 互感現象 143

6.1.2 互感係數 144

6.1.3 耦合係數 144

6.1.4 互感電壓 145

6.2 同名端及其判定 145

6.2.1 同名端 146

6.2.2 同名端的測定 146

6.2.3 同名端原則 147

6.3 具有互感電路的計算 148

6.3.1 互感線圈的串聯 148

6.3.2 互感線圈的並聯 150

*6.4 空芯變壓器 152

本章小結 155

習題 156

第7章 非正弦周期電流電路 159

7.1 非正弦周期量及其分解 159

7.2 非正弦周期電流電路中的有效值、平均值和平均功率 164

7.2.1 有效值 164

7.2.2 平均值 165

7.2.3 平均功率 166

7.3 非正弦周期電流電路的計算 168

本章小結 171

習題 172

第8章 線性電路的過渡過程 174

8.1 換路定律與初始條件 174

8.1.1 過渡過程的概念 174

8.1.2 換路定律 175

8.1.3 初始值的計算 175

8.2 一階電路的零輸入響應 178

8.2.1 RC串聯電路的零輸入響應 178

8.2.2 RL串聯電路的零輸入響應 181

8.3 一階電路的零狀態響應 183

8.3.1 RC串聯電路的零狀態響應 183

8.3.2 RL串聯電路的零狀態響應 185

8.4 一階電路的全響應 188

8.5 一階電路的三要素法 191

*8.6 RLC串聯電路的零輸入響應 196

本章小結 201

習題 202

第9章 磁路與鐵芯線圈 205

9.1 鐵磁性物質 205

9.1.1 鐵磁性物質的磁化 205

9.1.2 磁化曲線 206

9.1.3 鐵磁性物質的分類 208

9.2 磁路和磁路定律 209

9.2.1 磁路 209

9.2.2 磁路定律 210

9.2.3 磁路的歐姆定律 211

9.3 簡單直流磁路的計算 211

9.4 交流鐵芯線圈及等效電路 214

9.4.1 電壓、電流和磁通 214

9.4.2 磁滯和渦流的影響 216

9.4.3 交流鐵芯線圈的等效電路 217

9.4.4 伏安特性和等效電感 219

9.5 電磁鐵 220

9.5.1 直流電磁鐵 221

9.5.2 交流電磁鐵 222

9.5.3 交流電磁鐵的特點 223

本章小結 223

習題 225

附錄 常用電工儀錶簡介 227

附錄A 常用電工指示儀錶的一般知識 227

附錄B 常用指示儀錶的工作原理 229

附錄C 電流、電壓的測量 233

附錄D 電功率的測量 235

附錄E 電阻的測量 238

習題 240

習題參考答案 242

參考文獻 252