本書是國(guó)家精品課程“電工電子技術(shù)”延伸教材之一，依據(jù)最新制定的高等院�！半姽W(xué)”課程教學(xué)基本要求，同時(shí)為適應(yīng)新時(shí)代應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式而編寫。全套書分《應(yīng)用電工技術(shù)》《應(yīng)用電子技術(shù)》兩冊(cè)出版，每?jī)?cè)均融入思政元素，并配有多媒體課件。
本書共8章，包括電路基礎(chǔ)、一階暫態(tài)電路、正弦交流電路、供電與用電、磁路與變壓器、電動(dòng)機(jī)、電氣控制、可編程控制器及其應(yīng)用等內(nèi)容。在本書編寫過程中，注重例題分析，且例題和習(xí)題力求盡可能多地聯(lián)系工程實(shí)際，每章以“內(nèi)容導(dǎo)圖、教學(xué)要求、項(xiàng)目引例、練習(xí)與思考、本章小結(jié)、基本概念自檢題、習(xí)題、二維碼拓展鏈接”為主線進(jìn)行編寫，以利于教與學(xué)。
本書可作為高等學(xué)校非電類相關(guān)專業(yè)本科生教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
前 言
21世紀(jì)是科技飛速發(fā)展的新時(shí)代，具有學(xué)科交叉、信息溝通、技術(shù)融合的發(fā)展特點(diǎn)。黨的二十大報(bào)告指出，加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)科、新興學(xué)科、交叉學(xué)科建設(shè)，堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，到2035年我國(guó)進(jìn)入高水平科技自立自強(qiáng)的創(chuàng)新型國(guó)家前列，推動(dòng)機(jī)械、能源動(dòng)力、過程裝備與控制、車輛與土建工程、航空航天、機(jī)器人等相關(guān)設(shè)計(jì)與制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展。其中在交叉學(xué)科中扮演重要角色的電工技術(shù)、電子技術(shù)及電氣控制技術(shù)，正在發(fā)揮著越來越重要的作用。因此，掌握電工電子技術(shù)的基本理論和基本技能，已成為工科高等學(xué)校非電類本科生更為迫切的基本的學(xué)習(xí)要求。
本書是在作者多年從事電工電子技術(shù)課程教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)改革，主持首批“電工電子技術(shù)”國(guó)家精品課程建設(shè)，先后主編出版《電工技術(shù)》《電工電子技術(shù)》《電工電子學(xué)CAI》《應(yīng)用電工電子技術(shù)》等多本相關(guān)教材，且經(jīng)過課程組教師們?cè)趹?yīng)用型高校教學(xué)第一線十多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)提高、凝練內(nèi)容，為應(yīng)用型本科非電類相關(guān)專業(yè)需要而編寫的。全套書包括《應(yīng)用電工技術(shù)》《應(yīng)用電子技術(shù)》兩冊(cè)。
考慮到既要滿足應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)需求，又要符合教學(xué)基本要求，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，且有利于組織教與學(xué)，本書力求在內(nèi)容的取舍、廣度、深度，以及如何加強(qiáng)應(yīng)用性，如何適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)+教育技術(shù)發(fā)展等諸方面做一些嘗試與探索。
1）緒論部分以工程實(shí)際項(xiàng)目引出，以求使讀者在學(xué)習(xí)之初，即對(duì)電工電子技術(shù)在機(jī)械、能源動(dòng)力等非電類專業(yè)中的作用和地位有初步的了解，從而增強(qiáng)讀者學(xué)習(xí)的目的性和興趣。
2）在例題、習(xí)題的編寫中注重加強(qiáng)工程實(shí)例的分析，盡可能多地以工程及制造專業(yè)中的電學(xué)應(yīng)用實(shí)例為主，主要體現(xiàn)在磁路與變壓器、電動(dòng)機(jī)、電氣控制等部分，從而加強(qiáng)對(duì)讀者分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，同時(shí)為應(yīng)用創(chuàng)新能力的提高打下基礎(chǔ)。
3）適當(dāng)減少部分內(nèi)容的理論推導(dǎo)，加強(qiáng)設(shè)備選型、器件的內(nèi)容。
4）盡可能附電氣設(shè)備的實(shí)物圖，以增加感性認(rèn)識(shí)。
5）各章配合正文，均配有較豐富的例題、練習(xí)思考題和習(xí)題。每章前有內(nèi)容導(dǎo)圖、教學(xué)要求和項(xiàng)目引例，章后有小結(jié)、基本概念自檢題和習(xí)題，并附有基本概念自檢題和部分習(xí)題參考答案。此外，還可通過掃描二維碼的形式獲得“知識(shí)點(diǎn)解析”“動(dòng)畫演示”“例題分析”“拓展閱讀”“思政元素”等拓展模塊的相關(guān)知識(shí)。內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，讀者可以通過各個(gè)環(huán)節(jié)獲得或鞏固所學(xué)知識(shí)。
6）為了滿足不同專業(yè)、不同讀者的學(xué)習(xí)需求，書中用“*”標(biāo)注了選修內(nèi)容。
本書的編寫由樊琛、楊振坤主持。緒論、第1～3章由樊琛、楊振坤、張瑜編寫，第4章由程爽編寫，第5、6章由李娜娜編寫，第7、8章由王小麗編寫，張瑜策劃設(shè)計(jì)與編輯制作了思政部分，劉會(huì)玲編輯制作了二維碼拓展部分及編寫了各章習(xí)題，段雯設(shè)計(jì)錄制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并編寫了附錄部分。全書經(jīng)楊振坤教授修改、補(bǔ)充和定稿。
在編寫過程中，作者借鑒了有關(guān)參考資料。在此，對(duì)參考資料的作者，西安交通大學(xué)電工電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心同仁，西安交通大學(xué)城市學(xué)院和機(jī)械系、土建系領(lǐng)導(dǎo)與教師們，以及幫助本書出版的單位一并表示衷心的感謝。
由于編者的水平有限，且時(shí)間倉促，書中難免有疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)廣大讀者提出寶貴意見，以便不斷改進(jìn)與提高。反饋意見請(qǐng)發(fā)送電子郵件至fanc205@163.com。
編 者
目 錄
前言
緒 論 1
第1章 電路基礎(chǔ) 5
1.1 電路的基本概念 6
1.1.1 電路的組成及其作用 6
1.1.2 電流、電壓及其參考方向 7
1.1.3 電路中的功率 9
1.2 基爾霍夫定律 11
1.2.1 基爾霍夫電流定律（KCL） 11
1.2.2 基爾霍夫電壓定律（KVL） 12
1.3 電路中電位的概念及應(yīng)用 14
1.4 無源電路元件 17
1.4.1 電阻元件 17
1.4.2 電感元件 19
1.4.3 電容元件 20
1.5 有源電路元件 22
1.5.1 電壓源 22
1.5.2 電流源 23
1.5.3 電壓源與電流源的等效互換 25
1.6 電氣設(shè)備的額定值及電路的
工作狀態(tài) 28
1.6.1 電氣設(shè)備的額定值 28
1.6.2 電路的工作狀態(tài) 29
1.7 支路電流法 33
1.8 疊加原理 36
1.9 等效電源定理 39
1.9.1 戴維南定理 39
*1.9.2 諾頓定理 42
本章小結(jié) 44
基本概念自檢題1 45
習(xí)題1 47
第2章 一階暫態(tài)電路 50
2.1 換路定則及初始值的確定 52
2.2 一階電路的暫態(tài)分析 55
2.2.1 零輸入響應(yīng) 55
2.2.2 零狀態(tài)響應(yīng) 58
2.2.3 全響應(yīng) 61
2.3 三要素法 63
2.4 RC電路的應(yīng)用—脈沖響應(yīng) 68
2.4.1 微分電路 68
2.4.2 積分電路 71
本章小結(jié) 72
基本概念自檢題2 73
習(xí)題2 74
第3章 正弦交流電路 77
3.1 正弦量的三要素與相量表示法 78
3.1.1 正弦量的三要素 78
3.1.2 正弦量的相量表示法 82
3.2 單一參數(shù)的交流電路 86
3.2.1 電阻電路 87
3.2.2 電感電路 89
3.2.3 電容電路 92
3.3 電阻、電感和電容串聯(lián)交流電路 96
3.3.1 電壓與電流的關(guān)系 96
3.3.2 功率 101
*3.4 復(fù)阻抗的串并聯(lián) 105
3.5 功率因數(shù)的提高 109
3.6 電路中的諧振及應(yīng)用 112
3.6.1 串聯(lián)諧振 112
*3.6.2 并聯(lián)諧振 115
*3.7 非正弦周期信號(hào)電路的概念 118
3.7.1 非正弦周期信號(hào)波形的分解 118
3.7.2 線性非正弦周期信號(hào)電路的
計(jì)算 119
本章小結(jié) 120
基本概念自檢題3 121
習(xí)題3 122
第4章 供電與用電 125
4.1 三相交流電源與負(fù)載 126
4.1.1 三相交流電源 126
4.1.2 三相負(fù)載的連接方式 129
4.1.3 三相電路的功率 137
*4.2 工業(yè)企業(yè)供配電基本常識(shí) 140
4.2.1 工業(yè)企業(yè)供配電方式 140
4.2.2 供配電基本要求及選址原則 141
4.3 安全用電常識(shí) 142
4.3.1 觸電及其預(yù)防 142
4.3.2 電氣設(shè)備的保護(hù)接地和
保護(hù)接零 144
4.3.3 靜電防護(hù)和電氣設(shè)備的
防火防爆 146
本章小結(jié) 147
基本概念自檢題4 148
習(xí)題4 149
第5章 磁路與變壓器 152
5.1 磁路 153
5.1.1 磁路的基本概念 153
5.1.2 磁性材料的性能 153
5.1.3 磁路歐姆定律 155
5.2 交流鐵心線圈電路 156
5.2.1 電磁關(guān)系 156
5.2.2 功率損耗 158
*5.2.3 等效電路 159
5.3 電磁鐵 161
5.3.1 直流電磁鐵 162
5.3.2 交流電磁鐵 162
5.3.3 電磁鐵應(yīng)用舉例 164
5.4 變壓器 164
5.4.1 變壓器的工作原理 165
5.4.2 變壓器的額定值與運(yùn)行特性 170
*5.4.3 其他用途的變壓器 173
本章小結(jié) 174
基本概念自檢題5 175
習(xí)題5 175
第6章 電動(dòng)機(jī) 178
6.1 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 179
6.2 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的
工作原理 180
6.2.1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 180
6.2.2 工作原理 183
6.2.3 電路分析 183
6.3 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和
機(jī)械特性 185
6.3.1 電磁轉(zhuǎn)矩 185
6.3.2 機(jī)械特性 186
6.4 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的使用 188
6.4.1 銘牌和額定值 188
6.4.2 起動(dòng) 190
6.4.3 調(diào)速 193
6.4.4 制動(dòng) 195
6.5 單相異步電動(dòng)機(jī) 197
6.6 控制電動(dòng)機(jī) 199
6.6.1 伺服電動(dòng)機(jī) 199
6.6.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 202
6.7 電動(dòng)機(jī)的選擇 205
6.7.1 電動(dòng)機(jī)種類和結(jié)構(gòu)形式的
選擇 206
6.7.2 電動(dòng)機(jī)額定電壓和額定轉(zhuǎn)速的
選擇 207
6.7.3 電動(dòng)機(jī)工作方式和功率的
選擇 208
本章小結(jié) 210
基本概念自檢題6 211
習(xí)題6 212
第7章 電氣控制 214
7.1 常用低壓控制電器 215
7.2 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)和
正反轉(zhuǎn)控制 218
7.2.1 直接起動(dòng)控制電路 218
7.2.2 正反轉(zhuǎn)控制 220
7.3 行程開關(guān)與工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)
運(yùn)動(dòng)控制 221
7.3.1 行程開關(guān) 221
7.3.2 工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制 222
7.4 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)-△減壓
起動(dòng) 223
7.4.1 時(shí)間繼電器 223
7.4.2 -△減壓起動(dòng)控制 224
7.5 幾種電氣控制應(yīng)用電路 225
7.5.1 既能點(diǎn)動(dòng)又能連續(xù)工作的
控制電路 225
7.5.2 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序聯(lián)鎖控制 225
7.5.3 電磁抱閘制動(dòng)控制 226
7.6 實(shí)用控制電路讀圖練習(xí) 227
7.6.1 閱讀方法與步驟 227
7.6.2 粉碎機(jī)電氣控制電路 228
*7.6.3 Z3040型搖臂鉆床
電氣控制電路 229
本章小結(jié) 231
基本概念自檢題7 232
習(xí)題7 233
第8章 可編程控制器及其應(yīng)用 236
8.1 可編程控制器的組成及其
工作原理 237
8.1.1 硬件組成 237
8.1.2 工作原理 241
8.1.3 分類與特點(diǎn) 241
8.1.4 繼電接觸器等效電路 242
8.2 可編程控制器的編程語言 243
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