本書共分為4個模塊:電路分析基礎(chǔ)、電氣控制技術(shù)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)。 具體內(nèi)容包括電路的基本定律及基本分析方法、正弦交流電路、三相電路、電路的暫態(tài)分析、變壓器、電動機、繼電接觸器控制系統(tǒng)、可編程控制器、半導(dǎo)體二極管及直流穩(wěn)壓電源電路、半導(dǎo)體三極管及放大電路、集成運算放大器及其應(yīng)用、電力電子技術(shù)、 組合邏輯電路、時序邏輯電路、半導(dǎo)體存儲器以及模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換等共16章。
本書每章都有教學(xué)內(nèi)容與要求,可幫助讀者了解該章的知識結(jié)構(gòu)、要求和重點; 本書將理論與應(yīng)用相結(jié)合, 并提供了豐富的例題和習(xí)題。 書中所附數(shù)字資源包括教學(xué)視頻、PPT、 例題及習(xí)題解答、計算機仿真實驗等,讀者掃描二維碼即可觀看學(xué)習(xí),既便于教學(xué)改革,又便于學(xué)生自學(xué)和牢固掌握電工電子學(xué)的知識和技術(shù)。
本書可作為高等學(xué)校非電類專業(yè)學(xué)生的教科書,也可作為工程技術(shù)人員的自學(xué)參考教材。
“電工電子學(xué)”課程是高等學(xué)校非電類工科專業(yè)設(shè)置的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,其任務(wù)是使非電專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握電工電子技術(shù)的基本理論和基本技能, 并為相關(guān)的后續(xù)課程和今后從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。根據(jù)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)、任務(wù)、方法及模式的新要求,為適應(yīng)教學(xué)改革和目前課堂教學(xué)學(xué)時壓縮的需要,本書在編寫時力求做到以下幾點:
(1) 在保證概念、定理和分析方法正確的前提下,既注重內(nèi)容全面、由淺入深,又注意全書結(jié)構(gòu)清晰、 重點突出, 便于教與學(xué)。
(2) 在重點章節(jié)中,利用實例來講述相關(guān)理論在實際中的應(yīng)用,并針對現(xiàn)代技術(shù)特點,突出數(shù)字電子技術(shù)和集成電子技術(shù);分析了非電專業(yè)應(yīng)用技術(shù)的特點,將應(yīng)用廣泛的可編程控制器(PLC)技術(shù)安排在第2模塊中。 本書具有體現(xiàn)先進(jìn)性、加強實踐性和應(yīng)用性的特點。
(3) 給出了豐富的例題,有的例題給出了不同的解法, 有的例題引入了計算機輔助分析,以培養(yǎng)學(xué)生利用計算機輔助分析的能力;每章后附有習(xí)題,以提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力。
(4) 為了適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的形勢和00后學(xué)生的特點, 制作了80個微課視頻等數(shù)字資源,將各章知識點、一些計算機仿真實驗及部分習(xí)題解答以二維碼的形式呈現(xiàn)!皰咭粧,看視頻”在教材中的應(yīng)用和改革對學(xué)生更好地掌握電工電子學(xué)知識、提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力及教學(xué)改革會起到積極的作用。
本書是按照教育部高等學(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課教學(xué)指導(dǎo)分委員會的《電子電氣基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》編寫的。全書分為四個模塊:電路分析基礎(chǔ)、電氣控制技術(shù)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)。 具體內(nèi)容包括電路的基本定律及基本分析方法、正弦交流電路、三相電路、電路的暫態(tài)分析、變壓器、電動機、繼電接觸器控制系統(tǒng)、可編程控制器、半導(dǎo)體二極管及直流穩(wěn)壓電源電路、半導(dǎo)體三極管及放大電路、 集成運算放大器及其應(yīng)用、電力電子技術(shù)、組合邏輯電路、時序邏輯電路、半導(dǎo)體存儲器以及模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換等共16章。教師可以根據(jù)專業(yè)和課程學(xué)時的具體要求選擇教授不同的模塊與章節(jié)。
本書編寫分工如下:王艷紅編寫第1模塊電路分析基礎(chǔ)(第1章~第4章),陳樂平編寫第2模塊電氣控制技術(shù)(第5章~第8章),戴純春和王錦軍共同編寫第3模塊模擬電子技術(shù)(第9章~第12章)、黃琳編寫第4模塊數(shù)字電子技術(shù)(第13章~第16章)。全書由王艷紅負(fù)責(zé)編寫提綱和統(tǒng)稿。 煙臺大學(xué)光電信息科技技術(shù)學(xué)院王宇昊、藍(lán)共強、張雯濤和戴振蓉及闞新宇同學(xué)制作了部分微課視頻及數(shù)字資源,在此衷心感謝他們對本書做出的貢獻(xiàn)。編寫本書時,查閱和參考了眾多文獻(xiàn)資料,也得到了許多老師的幫助,在此一并表示感謝。
由于編者的水平有限,書中的疏漏和不妥之處在所難免,懇請使用本書的師生和讀者提出寶貴意見,以便修改。
第1模塊 電路分析基礎(chǔ)
第1章 電路的基本定律及基本分析方法 3
1.1 電路的基本概念和物理量 3
1.2 電路模型及電路理想元件 6
1.3 基爾霍夫定律 12
1.4 支路電流法 14
1.5 疊加定理 16
1.6 戴維南定理和最大功率傳輸定理 18
1.7 應(yīng)用舉例 21
1.8 小結(jié) 22
習(xí)題1 23
第2章 正弦交流電路 28
2.1 正弦交流電的基本概念 28
2.2 正弦交流電的相量表示法 31
2.3 單一參數(shù)的正弦交流電路 33
2.4 正弦交流電路的分析 40
2.5 正弦交流電路的功率 46
2.6 電路的諧振 52
2.7 小結(jié) 55
習(xí)題2 57
第3章 三相電路 63
3.1 三相電源 63
3.2 負(fù)載星形連接的三相電路 66
3.3 負(fù)載三角形連接的三相電路 69
3.4 三相電路的功率 71
3.5 安全用電 73
3.6 小結(jié) 75
習(xí)題3 76
第4章 電路的暫態(tài)分析 79
4.1 換路定則和初始值的計算 79
4.2 RC電路暫態(tài)響應(yīng) 81
4.3 RL電路暫態(tài)響應(yīng) 83
4.4 暫態(tài)電路的應(yīng)用 85
4.5 小結(jié) 87
習(xí)題4 88
第2模塊 電氣控制技術(shù)
第5章 變壓器 93
5.1 磁路 93
5.2 變壓器 96
5.3 特殊變壓器 102
5.4 小結(jié) 104
習(xí)題5 105
第6章 電動機 108
6.1 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理 108
6.2 三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù) 114
6.3 三相異步電動機的使用 116
6.4 單相異步電動機 120
6.5 步進(jìn)電動機 121
6.6 小結(jié) 123
習(xí)題6 123
第7章 繼電接觸器控制系統(tǒng) 126
7.1 常用低壓電器 126
7.2 三相鼠籠異步電動機的基本控制電路 131
7.3 行程控制 137
7.4 時間控制 138
7.5 兩地控制線路 140
7.6 小結(jié) 141
習(xí)題7 142
第8章 可編程控制器 145
8.1 可編程控制器概述 145
8.2 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 147
8.3 可編程控制器的常用編程語言 151
8.4 可編程控制器的應(yīng)用舉例 156
8.5 小結(jié) 158
習(xí)題 8 159
第3模塊 模擬電子技術(shù)
第9章 半導(dǎo)體二極管及直流穩(wěn)壓電源電路 163
9.1 PN結(jié)和半導(dǎo)體二極管 163
9.2 直流穩(wěn)壓電源 166
9.3 小結(jié) 175
習(xí)題9 176
第10章 半導(dǎo)體三極管及放大電路 179
10.1 半導(dǎo)體三極管 179
10.2 基本放大電路的組成及分析 182
10.3 放大電路的類型及特點 188
10.4 應(yīng)用舉例 191
10.5 小結(jié) 193
習(xí)題10 194
第11章 集成運算放大器及其應(yīng)用 196
11.1 集成運算放大器基礎(chǔ) 196
11.2 具有負(fù)反饋的集成運算放大電路 197
11.3 基本運算電路 200
11.4 基本信號處理電路 204
11.5 應(yīng)用舉例 208
11.6 小結(jié) 210
習(xí)題11 211
第12章 電力電子技術(shù) 214
12.1 晶閘管 214
12.2 可控整流電路 216
12.3 交流調(diào)壓電路 218
12.4 逆變電路 219
12.5 應(yīng)用舉例 219
12.6 小結(jié) 220
習(xí)題12 221
第4模塊 數(shù)字電子技術(shù)
第13章 組合邏輯電路 225
13.1 數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識 225
13.2 門電路 225
13.3 組合邏輯電路分析與設(shè)計 233
13.4 加法器 236
13.5 編碼器 238
13.6 譯碼器 241
13.7 組合邏輯電路的應(yīng)用舉例 245
13.8 小結(jié) 246
習(xí)題13 248
第14章 時序邏輯電路 253
14.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 253
14.2 時序邏輯電路分析 262
14.3 寄存器 267
14.4 計數(shù)器 270
14.5 555集成定時器 275
14.6 時序邏輯電路的應(yīng)用舉例 277
14.7 小結(jié) 279
習(xí)題14 281
第15章 半導(dǎo)體存儲器 286
15.1 半導(dǎo)體存儲器概述 286
15.2 只讀存儲器(ROM) 287
15.3 隨機存取存儲器(RAM) 291
15.4 可編程邏輯陣列 293
15.5 小結(jié) 295
習(xí)題15 296
第16章 模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換 298
16.1 D/A轉(zhuǎn)換器 298
16.2 A/D轉(zhuǎn)換器 300
16.3 小結(jié) 304
習(xí)題16 304
部分習(xí)題答案 306
參考文獻(xiàn) 319