了得網工業技術_電工學（上冊）—

編輯推薦

●提供多媒體電子課件、習題詳解、MOOC網絡課程

●適應壓縮學時的實際情況

●適應把本課程教學實踐安排提前到第2、3學期的情況

●精簡復雜的數學推導，簡化定量分析，突出定性分析

內容簡介

本書主要介紹電工技術的基礎知識。全書共8章，主要內容包括：直流電路、一階動態電路的暫態分析、正弦穩態電路的分析、供配電技術基礎、磁路與變壓器、電動機、繼電接觸器控制繫統、可編程控制器及應用等。本書配備大量例題和習題，並提供配套多媒體電子課件、習題詳解和MOOC網絡課程。

本書可與《電工學（上冊）習題及實驗指導——電工技術基礎》、《電工學（下冊）——電子技術基礎》和《電工學（下冊）習題及實驗指導——電子技術基礎》等書配套使用。

作者簡介

查麗斌，女，杭州電子科技大學副教授。多年來從事電路原理、電工學、模擬電路、數字電路、電力繫統分析、電機原理與拖動技術、建築電器技術等本科教學工作，參與模擬電子技術創新實驗及模擬電子實驗精品課程等課題。主持相關課程的MOOC。

第1章直流電路1
1.1 電路及電路模型1
1.1.1 電路的作用及組成1
1.1.2 件和電路模型1
1.2 電路的基本物理量2
1.2.1 電流及其參考方向2
1.2.2 電壓及其參考方向3
1.2.3 電功率4
1.3 基爾霍夫定律5
1.3.1 幾個術語5
1.3.2 基爾霍夫電流定律（KCL）5
1.3.3 基爾霍夫電壓定律（KVL）6
1.4 件6
1.4.1 歐姆定律7第1章直流電路1

1.1 電路及電路模型1

1.1.1 電路的作用及組成1

1.1.2 件和電路模型1

1.2 電路的基本物理量2

1.2.1 電流及其參考方向2

1.2.2 電壓及其參考方向3

1.2.3 電功率4

1.3 基爾霍夫定律5

1.3.1 幾個術語5

1.3.2 基爾霍夫電流定律（KCL）5

1.3.3 基爾霍夫電壓定律（KVL）6

1.4 件6

1.4.1 歐姆定律7

1.4.2 電阻的串並聯等效10

1.5 電壓源與電流源13

1.5.1 電壓源模型與電流源模型13

1.5.2 理想電源15

1.5.3 電源的等效變換15

1.6 電位的計算17

1.7 支路電流分析法19

1.8 疊加定理20

1.9 等效電源定理22

1.9.1 戴維南定理22

1.9.2 諾頓定理23

1.10 含受控源的電阻電路25

1.10.1 受控源25

1.10.2 含受控源電阻電路的分析26

習題129

第2章一階動態電路的暫態分析35

2.1 件件35

2.1.1 件及其性質35

2.1.2 件及其性質37

2.2 換路定則與初始條件38

2.2.1 換路定則38

2.2.2 初始條件的求取39

2.3 一階電路的零輸入響應40

2.3.1 RC電路的零輸入響應——電容放電過程40

2.3.2 RL電路的零輸入響應42

2.4 一階電路零狀態響應44

2.4.1 RC電路的零狀態響應——電容充電過程44

2.4.2 RL電路零狀態響應45

2.5 一階電路完全響應47

2.5.1 一階電路的完全響應47

2.5.2 三要素法求一階電路響應48

2.6 積分電路和微分電路51

2.6.1 方波激勵下RC電路的響應51

2.6.2 積分電路和微分電路53

習題254

第3章正弦穩態電路的分析58

3.1 正弦電壓與電流58

3.1.1 正弦量的三要素58

3.1.2 有效值與相位差59

3.2 正弦量的相量表示60

3.2.1 正弦量的相量表示法61

3.2.2 基爾霍夫定律的相量表示62

3.3 單一參數的交流電路63

3.3.1 電阻電路63

3.3.2 電感電路64

3.3.3 電容電路64

3.4 RLC串聯交流電路65

3.5 正弦穩態交流電路的分析67

3.5.1 阻抗的串並聯67

3.5.2 正弦穩態電路的分析69

3.6 正弦穩態電路的功率71

3.6.1 瞬時功率71

3.6.2 有功功率、無功功率和視在功率72

3.6.3 功率因數的提高74

3.7 交流電路的頻率特性75

3.7.1 RC濾波電路75

3.7.2 串聯諧振80

3.7.3 並聯諧振82

習題383

第4章供配電技術基礎89

4.1 供配電繫統概述89

4.1.1 電力繫統89

4.1.2 供配電繫統90

4.1.3 電力繫統的額定電壓92

4.1.4 供電質量93

4.2 三相電源94

4.3 三相電路中負載的連接96

4.3.1 負載星形連接的三相電路97

4.3.2 負載三角形連接的三相電路99

4.4 三相電路中的功率100

4.5 安全用電技術100

4.5.1 安全用電常識100

4.5.2 防觸電安全技術101

習題4102

第5章磁路與變壓器105

5.1 磁路的基本概念105

5.1.1 磁場的基本物理量105

5.1.2 鐵磁材料特性106

5.1.3 磁路歐姆定理107

5.2 交流鐵心線圈電路108

5.2.1 基本電磁關繫109

5.2.2 功率損耗110

5.3 電磁鐵111

5.4 變壓器112

5.4.1 變壓器的分類與結構112

5.4.2 變壓器的工作原理113

5.4.3 變壓器的使用116

5.4.4 特殊變壓器118

習題5119

第6章電動機122

6.1 三相異步電動機的結構與工作原理122

6.1.1 三相異步電動機的結構和組成122

6.1.2 三相異步電動機的工作原理124

6.2 三相異步電動機的電磁轉矩與機械特性127

6.2.1 三相異步電動機的電路分析127

6.2.2 三相異步電動機的電磁轉矩129

6.2.3 三相異步電動機的機械特性129

6.3 三相異步電動機的使用131

6.3.1 三相異步電動機的額定數據131

6.3.2 三相異步電動機的啟動133

6.3.3 三相異步電動機的調速135

6.3.4 三相異步電動機的制動136

6.4 單相異步電動機138

6.5 直流電動機140

6.5.1 直流電動機的基本結構和工作原理140

6.5.2 直流電動機的工作特性141

6.5.3 直流電動機的啟動和調速142

習題6143

第7章繼電接觸器控制繫統145

7.1 常用低壓電器145

7.1.1 手動電器145

7.1.2 自動電器147

7.2 三相異步電動機的直接啟動控制152

7.2.1 點動控制152

7.2.2 直接啟停連續運轉控制153

7.2.3 順序控制154

7.3 三相異步電動機的正反轉控制155

7.4 開關自動控制156

7.4.1 行程控制156

7.4.2 時間控制157

習題7158

第8章可編程控制器及應用163

8.1 可編程控制器的組成和工作原理163

8.1.1 可編程控制器的基本結構163

8.1.2 可編程控制器的工作原理166

8.2 可編程控制器的編程168

8.2.1 可編程控制器的編程語言168

8.2.2 可編程控制器梯形圖的編程原則170

8.3 PLC的內件和指令繫統172

8.3.1 PLC的內件172

8.3.2 PLC的指令繫統175

8.4 PLC的梯形圖程序設計方法和應用179

8.4.1 經驗設計法179

8.4.2 應用實例182

習題8185

附錄A Multisim軟件簡介188

附錄B 部分習題答案199

參考文獻204

前言

前言
“電工學”（電工技術基礎與電子技術基礎）課程是高等學校非電專業一門重要的專業基礎課，通過本門課程的學習，學生可以獲得電路、電子技術及電氣控制等領域必要的基本理論、基本知識和基本技能。該課程內容涉及電工電子學科的各個領域，並有很強的實踐性。為適應科學技術的迅猛發展，配合高等學校新的課程體繫和教學內容改革，以及教學學時壓縮的實際需要，作者在總結多年從事電工學教學工作經驗的基礎上，針對電工和電子技術課程教學的基本要求和學習特點，編寫了本套教材。全套教材包括《電工學（上冊）——電工技術基礎》、《電工學（上冊）習題及實驗指導——電工技術基礎》、《電工學（下冊）——電子技術基礎》和《電工學（下冊）習題及實驗指導——電子技術基礎》共4本書。本套書的編寫思路是：保證基礎、注重應用、講清概念、力求精練；以基礎知識為重點，用心安排，使得知識易懂、易學，做到語言精練，便於自學。
在內容的安排上，本書具有以下特點。
保基礎、重實踐、少而精前言

“電工學”（電工技術基礎與電子技術基礎）課程是高等學校非電專業一門重要的專業基礎課，通過本門課程的學習，學生可以獲得電路、電子技術及電氣控制等領域必要的基本理論、基本知識和基本技能。該課程內容涉及電工電子學科的各個領域，並有很強的實踐性。為適應科學技術的迅猛發展，配合高等學校新的課程體繫和教學內容改革，以及教學學時壓縮的實際需要，作者在總結多年從事電工學教學工作經驗的基礎上，針對電工和電子技術課程教學的基本要求和學習特點，編寫了本套教材。全套教材包括《電工學（上冊）——電工技術基礎》、《電工學（上冊）習題及實驗指導——電工技術基礎》、《電工學（下冊）——電子技術基礎》和《電工學（下冊）習題及實驗指導——電子技術基礎》共4本書。本套書的編寫思路是：保證基礎、注重應用、講清概念、力求精練；以基礎知識為重點，用心安排，使得知識易懂、易學，做到語言精練，便於自學。

在內容的安排上，本書具有以下特點。

保基礎、重實踐、少而精

突出基本概念、基本原理和基本分析方法，著重於定性分析，盡量減少過於復雜的分析和計算，電路部分習題與例題的選用盡量降低計算難度，減少需要列寫復雜方程進行求解的題目，因為復雜的電路分析都可以借助於仿真軟件進行，這樣有助於學生對電路基本理論和基本分析方法等重點知識的掌握。對於電阻器、電容器和電感器件的容量、容差和標稱繫列等進行了介紹，以使學生了解在設計中如何選用實際器件的知識，突出電工學的工程應用。

強調“設計仿真”，鼓勵自主探索學習

本書基本上每章都有設計仿真的題目，要求完成設計，采用仿真軟件進行仿真，附錄A介紹了Multisim軟件，在不增加總學時的情況下，建議在教學中利用2～4學時進行軟件的介紹，主要讓學生自學，完成設計題目的設計和仿真，將結果以郵件的形式發送給老師。在計算機和網絡技術如此普及的今天，這一點應該是完全可以做到的。設計題目的內容要求不拘泥於課本的內容，鼓勵學生查找資料，自主探索學習，解決設計問題。

正確處理基礎知識與知識更新的關繫

電工學課程的基本內容是工科非電類專業所需要的電工電子技術基礎內容，隨著電工電子技術的發展和非電類專業的需求不同，基礎內容在不同時期有不同的要求和側重點。本書前3章是電路基礎理論，第4章介紹供配電繫統與安全用電，第5章介紹基本電磁理論與變壓器，第6章電動機部分重點介紹企業*常用的三相異步電動機，第7章介紹目前使用比較多的繼電接觸器控制繫統，第8章基於市場流行的FX繫列，介紹成為工業控制領域的主流控制設備的PLC。

《電工學（上冊）習題及實驗指導——電工技術基礎》是本書的配套教材，該指導書既可以作為學生的實驗指導書，也可以作為學生的作業本和習題指導手冊來使用。指導書共9章，第1～8章與本書對應，每章包括本章內容的知識要點總結、本章重點與難點、重點分析方法與步驟、填空題和選擇題、習題等5部分內容。習題部分供學生做作業時使用，可以省去抄題目和畫圖的時間，提高課後學習的效率，也可以減輕教師的負擔。第9章提供了9個電工技術的實驗內容，每個實驗均給出實驗內容和實驗電路的設計方法，不針對具體的實驗板設計，通用性較強。

該套教材適應總學時在60～110學時、實驗學時在20～50學時的教學要求，適宜分兩學期開課的情況，由於涉及內容較多，有些內容可以在教師指點下讓學生利用MOOC網絡視頻進行自學，以提高教學質量和效率。

本套教材包含大量例題，每章後附有習題，這些例題和習題與教材內容緊密配合，深度適當。書末給出部分習題參考答案，以供讀者參考。本書向使用本套書作為教材的教師提供多媒體電子課件和習題答案，請登錄華信教育資源網（http://www.hxedu.com.cn）注冊下載。本教材提供MOOC網絡課程，進入華信慕課頻道可觀看本書MOOC課程。

本書由孔慶鵬策劃、組織和統稿，第1、2章及附錄A由李自勤編寫，第3、4章由辛青編寫，第5、6章由查麗斌編寫，第7、8章由孔慶鵬編寫。王宛蘋參與了第1、2、3章部分內容的編寫，王勇佳、呂幼華、汪潔、胡體玲和李付鵬等老師都參與了本教材的編寫、本書習題的解答及設計題目的模擬仿真工作，在結構和內容方面提出了很多重要的意見，張鳳霞和錢文陽參與了本書的部分校對工作，錢夢楠與錢夢菲參與了本書部分書稿和圖的錄入工作。在本書編寫的過程中，許多兄弟院校的教師提出了諸多中肯的意見和建議，在此一並表示衷心的感謝！

本書在編寫過程中，參考了一些已經出版的圖書和文獻，在此表示衷心的感謝！

由於編者水平有限且編寫時間倉促，書中難免存在錯誤和不妥之處，誠懇地希望讀者提出寶貴意見和建議，以便今後不斷改進。

作者

2015年8月

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