本書(shū)為適應(yīng)應(yīng)用型本科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)而編寫(xiě)的。主要內(nèi)容有:直流電路的基本概念、直流電路的分析與計(jì)算、動(dòng)態(tài)電路的分析、正弦交流電及正弦交流電路、耦合電路和變壓器、三相交流電路、電機(jī)、常用低壓電器及其應(yīng)用,書(shū)中配有一定量的思考題與習(xí)題并附有部分習(xí)題答案。內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要、深入淺出,重點(diǎn)突出、實(shí)用性強(qiáng),以能力培養(yǎng)為重點(diǎn),理論分析與應(yīng)用實(shí)例相配合,以提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
眾所周知,電工技術(shù)譜寫(xiě)了人類(lèi)的輝煌歷史。作為一門(mén)成熟的技術(shù),電工技術(shù)對(duì)人類(lèi)文明的進(jìn)步做出了突出的貢獻(xiàn),至今人類(lèi)生產(chǎn)力的進(jìn)步仍在很大程度上依賴于電工技術(shù)的進(jìn)步,國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域都離不開(kāi)電工技術(shù)。電工技術(shù)的地位和學(xué)習(xí)電工技術(shù)的重要性是不言而喻的。
《電工技術(shù)基礎(chǔ)》是電子信息類(lèi)、機(jī)電類(lèi)、自動(dòng)化類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,也是實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課程,是工科學(xué)生不可或缺的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。隨著社會(huì)對(duì)應(yīng)用性人才的需求,該課程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能和創(chuàng)新能力也凸顯出更為重要的作用。
本教材的編寫(xiě)是為了適應(yīng)機(jī)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,培養(yǎng)應(yīng)用型本科專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才而編寫(xiě)的。本書(shū)具有以下特點(diǎn):
1.培養(yǎng)具有較強(qiáng)職業(yè)能力的應(yīng)用型人才的目標(biāo)明確
遵循教育部對(duì)“機(jī)電類(lèi)技術(shù)基礎(chǔ)課程”的基本要求,本著“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐,夠用為度”的原則,本教材圍繞“培養(yǎng)有一定理論基礎(chǔ),有較強(qiáng)實(shí)操能力,有足夠創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型人才”這一目標(biāo),整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。
2.實(shí)施以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)的“教-學(xué)-做”一體化教學(xué)模式
為了達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際、增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的目的,本教材實(shí)施“教-學(xué)-做”一體化教學(xué)模式,按照四大模塊即清晰的教學(xué)導(dǎo)航、系統(tǒng)的理論知識(shí)、足夠的實(shí)操訓(xùn)練、必要的應(yīng)用示例來(lái)編寫(xiě),知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)明確、重點(diǎn)和難點(diǎn)突出,以期達(dá)到以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)的最佳效果。
3.加強(qiáng)實(shí)操訓(xùn)練以滿足崗位就業(yè)對(duì)專(zhuān)業(yè)技能的需要
為了滿足許多崗位對(duì)就業(yè)人員的電工技術(shù)與技能提出的新要求,本教材精心編錄了14個(gè)電工技術(shù)實(shí)操訓(xùn)練項(xiàng)目以及常用低壓電器的應(yīng)用線路設(shè)計(jì),期望通過(guò)實(shí)操訓(xùn)練項(xiàng)目調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生自主獲取相關(guān)知識(shí)和技能的積極性、主動(dòng)性。
4.內(nèi)容新、精、齊,理論分析與應(yīng)用實(shí)例相配合
編者力求出精品、力求創(chuàng)新,力求內(nèi)容系統(tǒng)、科學(xué)、全面,吸收科技最新成果,對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容尤其是與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的推理解析,理論分析與應(yīng)用實(shí)例相配合,以期提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
本教材的主要內(nèi)容有:直流電路的基本概念、直流電路的分析與計(jì)算、動(dòng)態(tài)電路的分析、正弦交流電及正弦交流電路、耦合電路和變壓器、三相交流電路、電機(jī)、常用低壓電器及其應(yīng)用,書(shū)中配有一定量的思考題與習(xí)題并附有部分習(xí)題答案。內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要,深入淺出,思路清晰,重點(diǎn)突出,實(shí)用性強(qiáng)。
本書(shū)由吳拓教授任主編,易亞軍、宋宗峰任副主編;第1、3章由劉偉慈編寫(xiě),第2、6章由易亞軍編寫(xiě),第4、5章由宋宗峰編寫(xiě),第7、8章由吳拓編寫(xiě)、各章的實(shí)操訓(xùn)練由楊博編寫(xiě);全書(shū)由吳拓教授進(jìn)行統(tǒng)稿和定稿。
本書(shū)的編寫(xiě)得到了各界同仁的大力支持,在此謹(jǐn)致深深的謝意!
由于編者水平有限,書(shū)中難免存在疏漏之處,懇請(qǐng)廣大讀者不吝指正。
編者
2016年3月于廣州
湖南大學(xué)機(jī)電專(zhuān)業(yè)畢業(yè),教授,曾擔(dān)任湖南師大電子系教師、廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系教師,現(xiàn)任廣東工商學(xué)院電子信息系主任,先后主持和參與省級(jí)以上課題5項(xiàng),主編教材10多部,申獲專(zhuān)利5項(xiàng),具有豐富的企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
第1章 直流電路的基本概念 1
1.1 電路的概念與模型 1
1.1.1 電路的概念與組成 1
1.1.2 電路模型 2
1.2 電流與電壓 3
1.2.1 電流 3
1.2.2 電壓 5
1.3 電源 6
1.3.1 電壓源 6
1.3.2 電流源 7
1.3.3 受控源 8
1.4 電阻與電導(dǎo) 9
1.4.1 電阻元件的定義 9
1.4.2 線性電阻元件 9
1.4.3 電導(dǎo) 10
1.5 電功率與電功 11
1.5.1 電功率 11
1.5.2 電功 12
1.6 電源有載工作、開(kāi)路與短路 12
1.6.1 電源有載工作 12
1.6.2 電源開(kāi)路 13
1.6.3 電源短路 14
1.7 電器設(shè)備的額定值 14
1.8 實(shí)操訓(xùn)練 15
實(shí)操訓(xùn)練一:測(cè)量直流電壓與電流 15
實(shí)操訓(xùn)練二:電阻器的識(shí)別與檢測(cè) 18
思考與練習(xí)題 20
第2章 直流電路的分析與計(jì)算 21
2.1 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)與混聯(lián)電路 21
2.1.1 電阻的串聯(lián) 21
2.1.2 電阻的并聯(lián) 22
2.1.3 電阻的混聯(lián)電路 23
2.2 基爾霍夫定律 24
2.2.1 基爾霍夫電流定律(KCL) 25
2.2.2 基爾霍夫電壓定律(KVL) 25
2.3 -△形網(wǎng)絡(luò)的等效變換 26
2.4 電路中各電位的分析與計(jì)算 28
2.4.1 電路中各點(diǎn)的電位 28
2.4.2 電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算 28
2.5 支路電流法 29
2.6 電源的等效變換 30
2.6.1 兩種實(shí)際電源的等效變換 30
2.6.2 幾種含源支路的等效變換 30
2.6.3 受控源的等效變換 32
2.7 網(wǎng)孔電流法 32
2.8 節(jié)點(diǎn)電壓法 35
2.9 疊加定理 37
2.10 戴維南定理與諾頓定理 38
2.10.1 戴維南定理 38
2.10.2 諾頓定理 39
2.11 負(fù)載獲得最大功率的條件 40
2.12 含受控源電路的分析方法 41
2.13 實(shí)操訓(xùn)練 43
實(shí)操訓(xùn)練三:霍夫定律的驗(yàn)證 43
實(shí)操訓(xùn)練四:疊加原理的驗(yàn)證 45
實(shí)操訓(xùn)練五:有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)定 47
思考與練習(xí)題 49
第3章 動(dòng)態(tài)電路的分析 52
3.1 電容元件 53
3.1.1 電容的概念 53
3.1.2 電容元件的伏安特性 53
3.1.3 電容元件的儲(chǔ)能 54
3.1.4 電容元件的連接 54
3.2 電感元件 55
3.2.1 電感的概念 55
3.2.2 電感元件的伏安特性 55
3.2.3 電感元件的存能 56
3.2.4 電感元件的連接 56
3.3 換路定律與電壓和電流初始值的確定 57
3.3.1 換路 57
3.3.2 換路定律 57
3.3.3 初始值及其計(jì)算 58
3.4 RC電路的響應(yīng) 59
3.4.1 RC電路的零輸入響應(yīng) 59
3.4.2 RC電路的零狀態(tài)響應(yīng) 61
3.4.3 RC電路的全響應(yīng) 63
3.5 RL電路的響應(yīng) 63
3.5.1 RL電路的零輸入響應(yīng) 63
3.5.2 RL電路的零狀態(tài)響應(yīng) 65
3.5.3 RL電路的全響應(yīng) 66
3.6 一階線性電路動(dòng)態(tài)分析的三要素法 67
3.7 實(shí)操訓(xùn)練 69
實(shí)操訓(xùn)練六:一階RC電路暫態(tài)響應(yīng)的測(cè)量 69
實(shí)操訓(xùn)練七:一階RC電路方波響應(yīng)的測(cè)量 71
思考與練習(xí)題 73
第4章 正弦交流電及正弦交流電路 76
4.1 正弦交流電 76
4.1.1 周期交流電的概念與產(chǎn)生 76
4.1.2 正弦交流電三要素 77
4.1.3 正弦交流電的有效值和平均值 78
4.1.4 正弦交流量的相量表示法 80
4.2 正弦交流電路的分析與計(jì)算 83
4.2.1 純電阻的交流電路 83
4.2.2 純電感的交流電路 84
4.2.3 純電容的交流電路 86
4.2.4 電路基本定律的相量表示法 88
4.2.5 相量法分析RLC串聯(lián)電路 90
4.2.6 復(fù)阻抗的串、并聯(lián)電路 92
4.2.7 復(fù)雜交流電路 96
4.2.8 功率因數(shù)的提高 99
4.3 諧振電路 100
4.3.1 諧振的概念 100
4.3.2 串聯(lián)諧振 100
4.3.3 并聯(lián)諧振 103
4.4 實(shí)操訓(xùn)練 104
實(shí)操訓(xùn)練八:日光燈電路的接線及功率因數(shù)提高的方法 104
實(shí)操訓(xùn)練九:RLC串聯(lián)諧振電路的測(cè)量 106
思考與練習(xí)題 108
第5章 耦合電路和變壓器 112
5.1 互感與互感電壓 112
5.1.1 互感現(xiàn)象 112
5.1.2 互感系數(shù)與耦合系數(shù) 113
5.1.3 互感電壓 114
5.1.4 互感線圈的同名端 114
5.2 互感線圈的連接 115
5.2.1 互感線圈的串聯(lián) 115
5.2.2 互感線圈的并聯(lián) 116
5.3 理想變壓器 117
5.3.1 理想變壓器的條件 117
5.3.2 理想變壓器的變換關(guān)系 117
5.4 實(shí)操訓(xùn)練 120
實(shí)操訓(xùn)練十:?jiǎn)蜗嘧儔浩鞯臏y(cè)試 120
思考與練習(xí)題 124
第6章 三相交流電路 126
6.1 三相交流電的基本概念 126
6.1.1 三相電源的產(chǎn)生 126
6.1.2 三相電源的連接 127
6.2 三相負(fù)載 128
6.2.1 三相負(fù)載的星形連接 128
6.2.2 三相負(fù)載的三角形連接 130
6.3 三相電路的功率 131
6.4 實(shí)操訓(xùn)練 132
實(shí)操訓(xùn)練十一:三相負(fù)載連接及三相電路功率的測(cè)量 132
思考題與習(xí)題 135
第7章 電動(dòng)機(jī) 137
7.1 直流電動(dòng)機(jī) 137
7.1.1 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理 137
7.1.2 直流電動(dòng)機(jī)的速度控制 141
7.2 交流電動(dòng)機(jī) 145
7.2.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理 145
7.2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案 150
7.2.3 同步電動(dòng)機(jī) 150
7.3 控制電動(dòng)機(jī) 157
7.3.1 伺服電動(dòng)機(jī) 158
7.3.2 測(cè)速發(fā)電機(jī) 160
7.3.3 直線電動(dòng)機(jī) 162
7.3.4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 164
思考題與習(xí)題 168
第8章 常用低壓電器及其應(yīng)用 169
8.1 低壓電器的基本概念 169
8.2 開(kāi)關(guān)電器 170
8.2.1 刀開(kāi)關(guān) 170
8.2.2 組合開(kāi)關(guān) 171
8.2.3 倒順開(kāi)關(guān) 171
8.3 主令電器 172
8.3.1 控制按鈕 172
8.3.2 行程控制開(kāi)關(guān) 173
8.3.3 接近開(kāi)關(guān) 175
8.3.4 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 175
8.4 保護(hù)電器 176
8.4.1 熔斷器 176
8.4.2 自動(dòng)空氣斷路器 177
8.4.3 熱繼電器 178
8.5 自動(dòng)控制電器 179
8.5.1 交流接觸器 179
8.5.2 繼電器 181
8.6 電磁鐵和電磁離合器 187
8.6.1 電磁鐵 187
8.6.2 電磁離合器 188
8.7 低壓電器的應(yīng)用 189
8.7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制 189
8.7.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制 194
8.7.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制 198
思考題與習(xí)題 200
附錄 部分思考題與習(xí)題參考答案 201
參考文獻(xiàn) 205