全国高职高专院校机电类专业规划教材/ “十二五”职业教育国家规划教材:电工与电子技术

本书参照教育部颁布的有关电工与电子技术教学文件、职业资格标准及行业职业技能鉴定标准，在总结高等职业教育教学改革经验的基础上，贯彻“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育办学指导思想，并参考目前流行的国外职业教育教材编写而成。本书主要内容包括直流电路、单相正弦交流电路、三相交流电路、磁路与变压器、电机、低压电器与电气基本控制、供电及安全用电、半导体器件、整流与稳压电路、放大电路和集成运算放大器、数字电子技术基础、组合与时序逻辑电路、数字电路的应用等。本书适合作为高等职业院校机电技术应用类、机械制造类等非电类专业的专业基础课教材，也可作为岗位培训用书。

程周，安徽职业技术学院

第1章 直流电路 11.1 电路的作用与组成 11.2 电路的常用物理量 2 1.2.1 电流及参考方向 2 1.2.2 电位及电压 3 1.2.3 电动势 4 1.2.4 电能和电功率 4 阅读材料1 真正有才华的人，往往不是天赋异禀，而是习惯了勤奋 51.3 欧姆定律 7 1.3.1 部分电路欧姆定律 7 1.3.2 全电路欧姆定律 7 1.3.3 电路的状态 81.4 电阻的特性与应用 9 1.4.1 电阻率 9 1.4.2 温度变化对电阻的影响 10 1.4.3 电阻器的电流、电压关系 11 1.4.4 线性电阻器和非线性电阻器 11 阅读材料2 中国速度——超导磁悬浮列车 131.5 串联和并联电路 13 1.5.1 串联电路 13 1.5.2 并联电路 15 1.5.3 电阻的混联 161.6 基尔霍夫定律 17 1.6.1 基尔霍夫定律的基本概念 17 1.6.2 基尔霍夫定律的具体内容 171.7 电压源和电流源 18 1.7.1 理想电压源和理想电流源 18 1.7.2 实际电压源和实际电流源 19 1.7.3 两种实际电源模型的等效变换 201.8 支路电流法 211.9 戴维宁定理 231.10 叠加定理 251.11 电阻性负载的最大功率定理 26 阅读材料3 我国大科学装置“人造太阳”取得颠覆性的突破 28小结 29习题 31第2章 单相正弦交流电路 342.1 正弦量的基本概念 34 2.1.1 周期、频率和角频率 35 2.1.2 瞬时值、最大值和有效值 35 2.1.3 相位及初相 362.2 正弦交流电的相量表示法 38 2.2.1 复数的概念 38 2.2.2 复数的四种形式 38 2.2.3 复数的运算 39 2.2.4 正弦量的相量表示法 39 2.2.5 正弦量的加、减运算 402.3 纯电阻电路 41 2.3.1 电压和电流的关系 41 2.3.2 功率 422.4 纯电感电路 43 2.4.1 电流与电压的关系 43 2.4.2 功率 442.5 纯电容电路 46 2.5.1 电流和电压的关系 46 2.5.2 功率 47 阅读材料4 国产电容式触摸屏引领新技术 492.6 R、L、C串联电路及谐振 49 2.6.1 电流与电压的关系 50 2.6.2 功率 51 2.6.3 电路呈现的三种性质 53 2.6.4 串联谐振 552.7 功率因数的提高 59 2.7.1 功率因数 59 2.7.2 功率因数提高的意义 60 2.7.3 提高功率因数的方法 60 阅读材料5 中国制造LED灯——优质、低价和节能 61小结 62习题 64第3章 三相交流电路 673.1 三相交流电源 673.2 三相电源的联结 68 3.2.1 三相电源的星形联结 69 3.2.2 三相电源的三角形联结 703.3 三相负载的联结 71 3.3.1 三相负载星形联结及中性线作用 71 3.3.2 对称负载的三角形联结 743.4 三相电功率 76小结 78习题 79第4章 磁路与变压器 814.1 磁路的基本概念和基本定律 81 4.1.1 磁场强度和磁导率 81 4.1.2 磁路 82 4.1.3 磁动势 83 4.1.4 磁路欧姆定律 834.2 铁磁材料的磁化 84 4.2.1 磁化曲线 84 4.2.2 铁磁材料的磁滞回线 85 4.2.3 铁磁材料的分类及应用 85 4.2.4 涡流 86 阅读材料6 中国高效节能的电磁感应加热应用 86 阅读材料7 中国高铁的核心竞争力——永磁高铁 874.3 变压器的基本结构与工作原理 88 4.3.1 变压器基本结构 88 4.3.2 变压器的工作原理 89 4.3.3 变压器的功率和效率 904.4 三相电力变压器 92 阅读材料8 中国特高压输电技术正在领跑世界 944.5 特种变压器 94 4.5.1 自耦变压器 95 4.5.2 互感器 95 4.5.3 电焊变压器 97小结 97习题 98第5章 电机 1005.1 三相交流异步电动机 100 5.1.1 三相交流异步电动机的基本原理 100 5.1.2 三相交流异步电动机的基本结构与类型 102 5.1.3 三相交流异步电动机的额定值与型号 103 5.1.4 三相交流异步电动机的工作特性 104 阅读材料9 中国引领节能潮流——推广高效电动机 1055.2 单相交流异步电动机 107 5.2.1 单相交流异步电动机的工作原理与机械特性 107 5.2.2 单相交流异步电动机的启动 1085.3 直流电机 110 5.3.1 直流电机的工作原理 110 5.3.2 直流电机的基本结构 113 5.3.3 直流电机的励磁方式 115 5.3.4 直流电机的铭牌数据及系列 1165.4 测速发电机 117 5.4.1 直流测速发电机 117 5.4.2 交流测速发电机 1175.5 伺服电动机 119 5.5.1 直流伺服电动机 119 5.5.2 交流伺服电动机 120 阅读材料10 风力发电原理 121小结 122习题 122第6章 低压电器与电气基本控制 1256.1 手动控制启动 125 6.1.1 刀开关 125 6.1.2 熔断器 127 6.1.3 空气断路器 127 6.1.4 手动直接启动控制电路 1286.2 点动与长动控制 129 6.2.1 按钮 130 6.2.2 接触器 131 6.2.3 点动控制线路 132 6.2.4 热继电器 132 6.2.5 长动控制线路 133 6.2.6 点动与长动控制线路 1356.3 正、反转控制 135 6.3.1 接触器互锁（电气互锁）的正、反转控制线路 135 6.3.2 按钮互锁（机械互锁）正、反转控制线路 136 6.3.3 双重互锁的正、反转控制线路 1376.4 时间控制 1386.5 行程控制 140 6.5.1 行程开关 140 6.5.2 行程控制 1416.6 三相笼形异步电动机降压启动控制 142 6.6.1 三相笼形异步电动机降压启动控制 143 6.6.2 星形-三角形降压启动控制 1446.7 三相笼形异步电动机制动控制 145 6.7.1 速度继电器 146 6.7.2 反接制动控制线路 146 阅读材料11 设备维修的最高境界 147 阅读材料12 工业控制中PLC的主要应用方向 148小结 150习题 150第7章 供电及安全用电 1537.1 电力系统及供电质量 1537.2 安全用电常识 154 7.2.1 人体触电 154 7.2.2 使用电气设备时防止触电的保护措施 155 7.2.3 触电急救 1577.3 电气火灾的防范及扑救常识 1577.4 节约用电 158 7.4.1 计划用电 158 7.4.2 节约用电的措施 158 阅读材料13 华龙一号——百万千瓦级压水堆核电技术 159小结 160习题 161第8章 半导体器件 1628.1 二极管 162 8.1.1 二极管的外形、结构与符号 162 8.1.2 二极管的电流、电压关系 163 8.1.3 二极管的主要参数 165 8.1.4 发光二极管 165 8.1.5 光电二极管 165 8.1.6 稳压二极管 166 阅读材料14 中国航母弯道超车——直接采用电磁弹射器 167 阅读材料15 异军突起——中国新能源汽车电池技术 1688.2 晶体管 169 8.2.1 晶体管的外形、结构和符号 169 8.2.2 晶体管的放大作用 170 8.2.3 晶体管的极限参数 1718.3 晶体管的三种工作状态 171 8.3.1 放大状态 171 8.3.2 饱和状态 172 8.3.3 截止状态 1738.4 晶闸管 174 8.4.1 晶闸管的外形、结构和符号 174 8.4.2 晶闸管的工作原理 174 8.4.3 晶闸管的主要参数 175小结 176习题 176第9章 整流与稳压电路 1789.1 单相桥式整流电路 1789.2 滤波电路 180 9.2.1 电容滤波电路 180 9.2.2 电感滤波电路 181 9.2.3 多级滤波电路 1819.3 晶闸管单相可控整流电路 1819.4 稳压电路 183 9.4.1 并联型稳压电路 183 9.4.2 串联型稳压电路 184 9.4.3 集成稳压器 1849.5 交流调压电路 184小结 185习题 186第10章 放大电路和集成运算放大器 18810.1 共发射极单管放大电路 188 10.1.1 共发射极单管放大电路的结构 188 10.1.2 共发射极单管放大电路的工作原理 189 10.1.3 静态工作点的选择与波形失真 191 10.1.4 静态工作点的稳定 192 10.1.5 电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 19210.2 多级放大电路 19410.3 场效应晶体管及放大电路 196 10.3.1 场效应晶体管 196 10.3.2 场效应晶体管放大电路 19810.4 射极输出器 198 10.4.1 电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 198 10.4.2 射极输出器的应用 19910.5 功率放大器 200 10.5.1 功率放大器的概念 200 10.5.2 互补对称功率放大器（OCL电路） 20010.6 差分放大器 202 10.6.1 直接耦合放大电路的“零点漂移” 202 10.6.2 差分放大器 20210.7 运算放大器 203 10.7.1 运算放大器的结构和特点 203 10.7.2 理想运算放大器 204 10.7.3 运算放大器组成的基本运算电路 20410.8 放大电路中的负反馈 207 10.8.1 负反馈的概念 207 10.8.2 反馈的极性判断 207 10.8.3 直流负反馈 208 10.8.4 负反馈放大电路的组态 208 10.8.5 负反馈对放大器性能的影响 20910.9 正弦波振荡器 210 10.9.1 正弦波振荡器的基本原理 211 10.9.2 RC正弦波振荡器 212 10.9.3 LC正弦波振荡器 212 10.9.4 石英晶体正弦波振荡器 214小结 215习题 216第11章 数字电子技术基础 21911.1 基础知识 219 11.1.1 数字电路的特点 219 11.1.2 数制与码制 220 11.1.3 逻辑代数 22211.2 集成逻辑门电路 229 11.2.1 TTL集成与非门 229 11.2.2 CMOS集成门电路 230小结 232习题 233第12章 组合与时序逻辑电路 23512.1 编码器 235 12.1.1 二进制编码器 235 12.1.2 优先编码器 23612.2 译码器 238 12.2.1 二进制译码器 238 12.2.2 显示译码器 23912.3 触发器 241 12.3.1 基本RS触发器 241 12.3.2 边沿触发器 24312.4 计数器 244 12.4.1 同步计数器 245 12.4.2 异步计数器 246 12.4.3 任意进制计数器 24712.5 寄存器 248 12.5.1 数据寄存器 248 12.5.2 移位寄存器 249 12.5.3 寄存器的应用 250 阅读材料16 华为麒麟980芯片很强大 251小结 252习题 252第13章 数字电路的应用 25613.1 555应用电路 256 13.1.1 555定时器的结构与工作原理 256 13.1.2 555定时器的应用 25713.2 A/D、D/A转换器的应用 258 13.2.1 D/A转换器 259 13.2.2 A/D转换器 262 阅读材料17 自动化工厂必备十大工控产品 267小结 269习题 270参考文献 272