為了適應“電子信息時代”核心科技發(fā)展的新形勢,培養(yǎng)面向21世紀的電工技術人才,編者通過精選常規(guī)內(nèi)容,以電工學基礎知識和分析方法為主體,輔以典型例題和實際應用,以更加清晰、更易理解的方式闡述電路、磁路、電動機及電氣自動控制等的相關知識,同時反映電工技術領域的新技術,進而編成本書。
本書共9章,系統(tǒng)介紹電路的基本概念與基本理論、電阻電路分析方法、電路的暫態(tài)分析、正弦交流電路分析、三相交流電路分析、磁路與變壓器、電動機、電氣自動控制、供電知識與安全用電等內(nèi)容;本書注重實踐與應用,是一本將理論知識與先進科技、實際應用等緊密結(jié)合的新形態(tài)教材;同時,本書針對各章中的重點、難點知識提供慕課視頻、微課視頻、AR交互動畫、H5交互頁面等新形態(tài)元素加以講解,以幫助讀者更加全面地理解相關知識點。
本書可作為高等院校自動化、通信工程、機械、物理、環(huán)境、航空航天、材料等相關專業(yè)“電工學”課程的教材,也可供相關領域的科技人員參考使用。
【內(nèi)容特點】
(1)內(nèi)容全面,結(jié)構合理:每章內(nèi)容分理論知識、應用、習題三部分。
(2)取長補短,講清原理:理論部分借鑒國外同類教材的優(yōu)點,彌補現(xiàn)有教材的不足,力圖用更有針對性的例題,清晰地講解電工技術的原理。
(3)融合實例,助力理解:本書更注重應用,與科技發(fā)展動態(tài)緊密結(jié)合,用現(xiàn)實生活和工作中的具體實例去映證書中講述的理論知識,讓學生理解得更透徹。
【資源特點】除了配套常規(guī)資源(如PPT、教學大綱、習題答案、慕課、微課)外,還針對重難知識點錄制AR動畫,助力打造新形態(tài)精品教材。此外,編者還計劃編寫與主教材配套的實驗指導手冊和習題解答手冊,以指導學生針對電工學課程更好地、可實操地開展實驗教學,并細致地解析習題解答思路。
【服務特點】作者可以提供直播以及QQ服務群等支持。
顧榕: 博士,副教授,2006年3月畢業(yè)于同濟大學計算機系,主要從事智能信號分析與算法、腦認知理論與方法等方面的研究。作為課程負責人,主講的“電工學”課程2020年11月被教育部認定為“一流本科課程”!半姽W”MOOC課程于2019年1月被教育部評為國家精品在線開放課程。主編過《電工學原理》(電子工業(yè)出版社,2014年)等教材。
【章名目錄】
第 1 章 電路的基本概念與基本理論
第 2 章 電阻電路分析方法
第 3 章 電路的暫態(tài)分析
第 4 章 正弦交流電路分析
第 5 章 三相交流電路分析
第 6 章 磁路與變壓器
第 7 章 電動機
第 8 章 電氣自動控制
第 9 章 供電知識與安全用電
【詳細目錄】
第 1 章 電路的基本概念與基本理論
1.1 電路、電流與電壓 2
1.1.1 電路和電路模型 2
1.1.2 電流與電壓 3
1.1.3 參考方向 6
1.2 功率與能量 8
1.2.1 功率 8
1.2.2 能量 9
1.2.3 電氣銘牌 9
1.3 電阻元件與歐姆定律 10
1.3.1 電阻元件 10
1.3.2 歐姆定律 11
1.3.3 電阻功率 11
1.3.4 開路和短路 12
1.4 電路元件:電容與電感 12
1.4.1 電容元件 12
1.4.2 電感元件 17
1.5 電源元件:獨立源與受控源 20
1.5.1 獨立電壓源 20
1.5.2 獨立電流源 21
1.5.3 受控源 23
1.6 基爾霍夫定律. 24
1.6.1 常用電路術語 24
1.6.2 基爾霍夫電流定律 25
1.6.3 基爾霍夫電壓定律 26
1.7 拓展閱讀與實踐應用:超導現(xiàn)象及其應用 27
1.7.1 超導現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 27
1.7.2 超導體的優(yōu)點 28
1.7.3 超導技術的應用 29
本章小結(jié).. 30
習題1 31
第 2 章 電阻電路分析方法
2.1 支路電流法 38
2.1.1 支路電流法介紹 38
2.1.2 應用支路電流法時的幾種特殊情況 40
2.2 節(jié)點電壓法 41
2.2.1 節(jié)點電壓法介紹 41
2.2.2 應用節(jié)點電壓法時的幾種特殊情況 42
2.3 網(wǎng)孔電流法. 43
2.3.1 網(wǎng)孔電流法介紹 43
2.3.2 應用網(wǎng)孔電流法時的幾種特殊情況 44
2.4 疊加定理 45
2.4.1 疊加定理介紹 45
2.4.2 疊加定理應用條件和注意事項 48
2.5 等效電路方法 49
2.5.1 電路元件等效 49
2.5.2 電源等效 58
2.5.3 戴維南定理 62
2.5.4 諾頓定理 66
2.6 最大功率傳輸定理 67
2.7 拓展閱讀與實踐應用:基于電橋結(jié)構的工業(yè)用測溫電路 69
本章小結(jié) 71
習題2 72
第 3 章 電路的暫態(tài)分析
3.1 暫態(tài)分析 80
3.1.1 穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)的概念 80
3.1.2 暫態(tài)存在的原因 80
3.1.3 暫態(tài)分析的意義和任務 82
3.2 換路定則 83
3.2.1 換路定則介紹 83
3.2.2 初始值的確定 83
3.2.3 穩(wěn)態(tài)值的確定 85
3.3 一階電路的暫態(tài)分析 86
3.3.1 微分方程求解法 86
3.3.2 三要素法 88
3.3.3 一階RC電路的零輸入響應 93
3.3.4 一階RC電路的零狀態(tài)響應 94
3.3.5 一階RC電路的全響應 95
3.3.6 一階RL電路的暫態(tài)分析 98
3.4 二階RLC串聯(lián)電路的暫態(tài)分析 99
3.4.1 RLC串聯(lián)電路的零輸入響應 99
3.4.2 RLC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應 100
3.4.3 RLC串聯(lián)電路的全響應 101
3.5 拓展閱讀與實踐應用:電路的暫態(tài)過程在實際工程中的應用 101
3.5.1 RC微分電路 101
3.5.2 RC積分電路 102
3.5.3 濾波器 103
3.5.4 振蕩器 104
3.5.5 汽車點火系統(tǒng) 105
本章小結(jié) 106
習題3 108
第 4 章 正弦交流電路分析
4.1 正弦交流電的基本概念. 114
4.1.1 正弦交流電的產(chǎn)生 114
4.1.2 正弦交流電的三要素 115
4.2 正弦交流電的相量表示和復數(shù)運算 118
4.2.1 正弦量的相量表示 118
4.2.2 相量的復數(shù)運算 119
4.3 單一電阻、電容、電感元件的正弦交流電路分析 121
4.3.1 純電阻元件的正弦交流電路分析 121
4.3.2 純電感元件的正弦交流電路分析 122
4.3.3 純電容元件的正弦交流電路分析 124
4.4 復合正弦交流電路分析 126
4.4.1 復數(shù)阻抗 126
4.4.2 阻抗的串聯(lián)和并聯(lián) 128
4.4.3 復雜正弦交流電路的分析方法 136
4.5 功率因數(shù)提高 139
4.5.1 提高功率因數(shù)的原因 140
4.5.2 提高功率因數(shù)的方法 140
4.6 交流電路中的諧振 141
4.6.1 串聯(lián)諧振 142
4.6.2 并聯(lián)諧振 145
4.7 拓展閱讀與實踐應用:諧振在無線充電中的應用 147
4.7.1 電磁感應方式 148
4.7.2 磁共振方式 148
4.7.3 無線電波方式 149
本章小結(jié) 149
習題4..... 151
第 5 章 三相交流電路分析
5.1 三相交流電 157
5.1.1 三相交流電的優(yōu)點 157
5.1.2 三相交流電的產(chǎn)生 157
5.2 三相電源的連接方式 158
5.2.1 三相電源 158
5.2.2 三相電源的星形連接 159
5.2.3 三相電源的三角形連接 160
5.3 三相負載的連接方式 161
5.3.1 三相負載的星形連接 161
5.3.2 三相負載的三角形連接 164
5.4 三相電路計算 165
5.4.1 對稱三相電路的計算 165
5.4.2 不對稱三相電路的計算 169
5.5 三相交流電路中的功率. 171
5.5.1 三相功率的計算 171
5.5.2 單相功率表測三相功率 172
5.6 拓展閱讀與實踐應用:電力“高速公路”——特高壓輸電 175
5.6.1 特高壓輸電 175
5.6.2 特高壓交流輸電與直流輸電的相互關系 176
5.6.3 特高壓輸電的重點技術和關鍵設備 177
本章小結(jié) 178
習題5 179
第 6 章 磁路與變壓器
6.1 磁路的基本物理量 184
6.1.1 磁感應強度 184
6.1.2 磁通 185
6.1.3 磁場強度 185
6.1.4 磁導率 185
6.2 磁性材料 186
6.2.1 磁性材料的磁性能 186
6.2.2 磁性材料的分類 188
6.2.3 鐵芯損耗 189
6.3 磁路的基本定律和分析計算 190
6.3.1 磁路 190
6.3.2 磁路基本定律 191
6.3.3 磁路與電路的比較 193
6.3.4 磁路的分析計算 194
6.4 變壓器 196
6.4.1 交流鐵芯線圈電路 197
6.4.2 變壓器的結(jié)構和工作原理 198
6.4.3 變壓器的外特性、額定值、損耗和效率 201
6.4.4 變壓器的同極性端及其測定 203
6.5 常用變壓器 204
6.5.1 三相電力變壓器 204
6.5.2 自耦變壓器 205
6.5.3 儀用互感器 205
6.6 電磁鐵. 207
6.7 拓展閱讀與實踐應用:“零高度飛行器”——磁懸浮列車 208
6.7.1 磁懸浮列車的工作原理 208
6.7.2 磁懸浮列車的技術基礎 209
6.7.3 磁懸浮列車的優(yōu)勢 210
本章小結(jié) 210
習題6..... 211
第 7 章 電動機
7.1 電動機的分類 216
7.1.1 按結(jié)構及工作原理分類 216
7.1.2 按用途分類 216
7.1.3 按運轉(zhuǎn)速度分類 217
7.2 三相異步電動機基礎 217
7.2.1 三相異步電動機結(jié)構 217
7.2.2 三相異步電動機工作原理 219
7.2.3 三相異步電動機的參數(shù)及運行狀態(tài) 221
7.2.4 三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩和機械特性 224
7.2.5 三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù) 225
7.3 三相異步電動機的使用 228
7.3.1 三相異步電動機的起動 228
7.3.2 籠型異步電動機的起動 229
7.3.3 繞線型異步電動機的起動 230
7.3.4 三相異步電動機的調(diào)速 232
7.3.5 三相異步電動機的制動與反轉(zhuǎn) 233
7.3.6 三相異步電動機的檢查和使用注意事項 234
7.4 其他電動機 235
7.4.1 永磁同步電動機 235
7.4.2 直流電動機 239
7.4.3 控制電動機 240
7.5 拓展閱讀與實踐應用:電氣調(diào)速系統(tǒng)的構成及其研究方法 241
本章小結(jié) 243
習題7.... 244
第 8 章 電氣自動控制
8.1 電氣控制基礎 248
8.1.1 常用控制電器 248
8.1.2 繼電接觸控制電路的電氣圖 252
8.2 三相異步電動機的繼電接觸控制電路 254
8.2.1 直接起動控制電路 254
8.2.2 連續(xù)運轉(zhuǎn)控制電路 254
8.2.3 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路 254
8.2.4 集中控制與分散控制 256
8.2.5 典型控制環(huán)節(jié) 256
8.3 可編程控制器. 259
8.3.1 PLC的組成和基本結(jié)構 260
8.3.2 PLC的工作方式 261
8.3.3 PLC的程序表達與編制 261
8.3.4 PLC的設計過程 265
8.4 拓展閱讀與實踐應用:搬運機械手的PLC控制 266
本章小結(jié) 269
習題8.... 270
第 9 章 供電知識與安全用電
9.1 供電系統(tǒng)介紹 275
9.1.1 供配電基礎知識 275
9.1.2 常見供配電形式 276
9.1.3 家庭用電布線 276
9.2 觸電與觸電傷害 277
9.2.1 電流對人體的傷害 277
9.2.2 觸電傷害事故 279
9.3 觸電急救方法. 282
9.3.1 人體觸電后的表現(xiàn) 282
9.3.2 人體觸電后脫離電源的方法 282
9.3.3 對癥救治 283
9.3.4 電器火災處理 284
9.4 防觸電的技術措施 284
9.4.1 工作接地 284
9.4.2 保護接地 284
9.4.3 保護接零 285
9.5 防雷電破壞措施 287
9.5.1 雷電的危害 287
9.5.2 防雷保護措施 288
9.6 拓展閱讀與實踐應用:導體尖端放電現(xiàn)象及其應用 289
本章小結(jié) 291
習題9 292