电工基础

第1章 电路的基本概念和基本定律 1

1.1 电路的组成和作用 1

1.2 电路模型 2

1.3 电路的物理量和参考方向 3

1.3.1 电流 3

1.3.2 电位、电压与电动势 4

1.3.3 电压、电流的关联参考方向 5

1.3.4 功率及能量 6

1.4 电路元件 7

1.4.1 理想无源元件 7

1.4.2 理想电源元件 14

1.5 基尔霍夫定律 16

1.5.1 网络概念或术语 16

1.5.2 基尔霍夫电流定律 17

1.5.3 基尔霍夫电压定律 18

阅读与应用 20

历史人物 21

历史故事 21

习题1 21

第2章 电路的基本分析方法和基本定理 25

2.1 等效的概念 25

2.2 无源电阻电路的等效变换 26

2.2.1 电阻的串联 26

2.2.2 电阻的并联 27

2.2.3 电阻的混联 28

2.2.4 电阻的星形和三角形连接 29

2.3 含源电阻电路的等效变换 30

2.3.1 理想电源的串联和并联 31

2.3.2 实际电源的串联和并联 32

2.3.3 实际电压源和电流源间的等效变换 34

2.4 支路电流法 36

2.5 叠加定理 37

2.6 戴维南定理和诺顿定理 39

2.6.1 戴维南定理 39

2.6.2 最大功率传输定理 42

2.6.3 诺顿定理 43

阅读与应用 44

历史人物 44

历史故事 45

习题2 45

第3章 正弦交流电路 51

3.1 正弦量的基本概念 52

3.2 正弦量的相量表示 54

3.3 基尔霍夫定律和电路元件伏安关系的相量形式 57

3.3.1 基尔霍夫定律的相量形式 57

3.3.2 电路元件伏安关系的相量形式 58

3.4 复阻抗和复导纳 62

3.4.1 复阻抗和复导纳的概念及其意义 62

3.4.2 复阻抗和复导纳的串并联 64

3.5 正弦电路的分析方法 64

3.6 正弦电路的功率 70

3.6.1 瞬时功率 70

3.6.2 有功功率、无功功率和视在功率 72

3.6.3 功率因数的提高 74

3.7 谐振电路 76

3.7.1 串联电路的谐振 77

3.7.2 并联电路的谐振 80

3.8 非正弦周期信号电路 82

3.8.1 谐波分析的概念 83

3.8.2 非正弦周期信号电路的分析 85

阅读与应用 86

历史人物 87

历史故事 87

习题3 87

第4章 三相正弦交流电路及安全用电 92

4.1 三相电源 92

4.1.1 三相电源的星形连接 93

4.1.2 三相电源的三角形连接 94

4.2 对称三相电路 95

4.2.1 三相负载的星形和三角形连接 95

4.2.2 对称三相电路的分析与计算 97

4.3 三相电路的功率 101

4.4 安全用电 102

4.4.1 电气事故及触电方式 103

4.4.2 接地与接零保护 104

阅读与应用 106

历史人物 106

历史故事 106

习题4 107

第5章 电路的暂态分析 109

5.1 换路定律及电压、电流的初始值 110

5.2 一阶电路的暂态响应 112

5.2.1 一阶电路恒定输入下的全响应 113

5.2.2 一阶电路的零输入响应 116

5.2.3 一阶电路的零状态响应 117

5.3 三要素法 118

5.4 微分电路与积分电路 121

5.4.1 微分电路 121

5.4.2 积分电路 122

阅读与应用 123

历史人物 123

历史故事 123

习题5 123

第6章 磁路与变压器 126

6.1 磁路的基本概念和基本定律 127

6.1.1 磁场的基本物理量 127

6.1.2 铁磁物质的磁化曲线 128

6.1.3 磁路及其基本定律 129

6.2 直流铁心磁路 132

6.3 交流铁心线圈 134

6.3.1 电磁关系 134

6.3.2 电压平衡方程式 136

6.3.3 主磁感应电动势E 的计算 136

6.3.4 功率关系 136

6.4 变压器 137

6.4.1 变压器的构造 138

6.4.2 铁心变压器的工作原理 139

6.4.3 变压器铭牌参数 141

6.4.4 变压器运行特性 141

6.4.5 变压器的极性 142

6.4.6 三相变压器 144

阅读与应用 145

历史人物 145

历史故事 146

习题6 146

第7章 三相异步电动机 148

7.1 三相异步电动机的构造 148

7.1.1 定子 149

7.1.2 转子 149

7.2 三相异步电动机的铭牌数据 150

7.3 三相异步电动机的工作原理 152

7.3.1 旋转磁场的产生 153

7.3.2 转子的转动原理 155

7.4 三相异步电动机的运行 156

7.4.1 转子转速等于旋转磁场转速 156

7.4.2 转子转速低于旋转磁场转速 157

7.5 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 159

7.5.1 转矩表达式 159

7.5.2 机械特性 160

7.6 三相异步电动机的起动 162

7.6.1 起动性能 163

7.6.2 鼠笼式异步电动机的起动方法 163

7.6.3 绕线式异步电动机的起动方法 165

7.7 三相异步电动机的调速 166

7.7.1 改变磁极对数的调速 166

7.7.2 改变转差率的调速 167

7.7.3 改变供电电源频率的调速 168

7.8 三相异步电动机的反转与制动 169

7.8.1 反转 169

7.8.2 制动 169

阅读与应用 171

历史人物 171

历史故事 171

习题7 171

第8章 直流电动机 174

8.1 直流电机的结构 174

8.1.1 定子部分 174

8.1.2 转子部分 175

8.2 直流电动机的工作原理 176

8.3 直流电动机的分类和机械特性 177

8.3.1 直流电动机的分类 177

8.3.2 他(并)励电动机的机械特性 177

8.4 直流电动机的运行 179

8.4.1 他(并)励直流电动机的起动 179

8.4.2 他(并)励直流电动机的调速 180

8.4.3 直流他励电动机的制动 181

8.4.4 直流他励电动机的反转 182

8.5 无刷直流电机简介 182

阅读与应用 183

历史人物 184

历史故事 184

习题8 184

第9章 常用控制电器及控制线路 185

9.1 常用控制电器和保护电器 186

9.1.1 手动电器 186

9.1.2 保护电器 188

9.1.3 自动电器 191

9.2 鼠笼式异步电动机的直接起动控制 194

9.2.1 点动控制线路 194

9.2.2 连动控制线路 195

9.2.3 点动与连动复合的控制线路 196

9.3 鼠笼式异步电动机的正反转控制线路 196

9.3.1 接触器常闭触点互锁的控制线路 197

9.3.2 按钮互锁的控制线路 197

9.4 自动往复行程控制 199

9.4.1 往复一次的控制线路 199

9.4.2 往复自动循环的控制线路 199

9.5 异步电动机的时间控制 200

9.5.1 鼠笼式异步电动机Y-△起动的控制线路 200

9.5.2 鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路 201

9.5.3 绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路 201

9.6 异步电动机的顺序控制 202

阅读与应用 203

历史人物 204

历史故事 204

习题9 204

第10章 现代控制器 206

10.1 可编程控制器概述 206

10.1.1 可编程控制器的结构和工作原理 207

10.1.2 可编程控制器的编程元件、梯形图和指令系统 210

10.2 可编程控制器的应用 219

10.3 通用变频器 220

10.3.1 通用变频器的基本结构和主要功能 221

10.3.2 松下VF0 超小型变频器介绍 222

10.4 VF0 变频器变频控制实例 223

阅读与应用 224

历史人物 224

历史故事 224

习题10 225

第11章 Multisim 14 电路仿真软件简介 227

11.1 Multisim 14 软件功能简介 227

11.2 Multisim 14 电路仿真 233

参考文献 238