高等学校教材 电工电子技术 上册 电路与模拟电子技术基础 太原理工大学电工基础教学部编 李晓明主编 王建平渠云田副主编 高等教育出版社
高等学校教材 电工电子技术 上册 电 路 与 模 拟 电 子 技 术 基 础 太原理工大学电工基础教学部编 李晓明 主编 王建平 渠云田 副主编 高等教育出版社
内容简介 本书是根据教育部面向21世纪电工电子技术课程教改方案,结合山西省教育厅21世纪初高等教育重点教 改项目——“非电类理工科专业电工电子课程模块教学改革的研究与实践”而编写的教材。 本书的基本特点是传统理论内容精练,结构顺序合理,充分引用电工电子新技术与现代化分析手段,淡化计 算技巧,注重基本概念与电气应用范例,以强化学生电气技能与素质的培养。 本书上册内容包括电路分析基础、暂态分析、交流电路、模拟电子技术基础、集成运算放大器、集成直流电源 与晶闸管电路等,共8章。并与EWB教学平台配套有相应的EDA分析与仿真习题。 本书是高等学校理工科非电类专业和计算机专业的适用教材。也可作为高职高专及成人教育相应专业的 选用教材,还可作为相关专业工程技术人员的参考书 图书在版编目(Cm数据 电工电子技术上册,电路与模拟电子技术基础李晓明 主编一北京:高等教育出版社,20032 ISBN 04-011860-2 Ⅰ.电.Ⅱ.李..Ⅲ①电工技术-高等学校 教材②电子技术-高等学校-教材Ⅳ.TM 中国版本图书馆CIP数据核字(2003)第000543号 出版发行高等教育出版社 购书热线010-64054588 社址北京市东城区沙滩后街55号 免费咨询800-810-0598 邮政编码100009 网址httpwwwhepeduc 传真010-64014048 httpwwwhepcomcn 经销新华书店北京发行所 排版高等教育出版社照排中心 开本787×1092116 版次年月第版 印张16 印次年月第次印刷 字数390000 定价1870元 本书如有缺页、倒页、脱页等质量问题,请到所购图书销售部门联系调换。 版权所有侵权必究
内容简介 本书是根据教育部面向 21 世纪电工电子技术课程教改方案 ,结合山西省教育厅 21 世纪初高等教育重点教 改项目———“非电类理工科专业电工电子课程模块教学改革的研究与实践”而编写的教材。 本书的基本特点是传统理论内容精练 , 结构顺序合理 , 充分引用电工电子新技术与现代化分析手段 ,淡化计 算技巧, 注重基本概念与电气应用范例 ,以强化学生电气技能与素质的培养。 本书上册内容包括电路分析基础、暂态分析、交流电路、模拟电子技术基础、集成运算放大器、集成直流电源 与晶闸管电路等 , 共 8 章。并与 EWB 教学平台配套有相应的 EDA 分析与仿真习题。 本书是高等学校理工科非电类专业和计算机专业的适用教材。也可作为高职高专及成人教育相应专业的 选用教材 , 还可作为相关专业工程技术人员的参考书。 图书在版编目(CIP)数据 电工电子技术 .上册, 电路与模拟电子技术基础 李晓明 主编 .—北京: 高等教育出版社,2003 .2 ISBN 7 - 04 - 011860 - 2 Ⅰ . 电 . . .Ⅱ . 李 . . .Ⅲ .① 电工技术 - 高等学校 - 教材② 电子技术 - 高等学校 - 教材 Ⅳ . TM 中国版本图书馆 CIP 数据核字 (2003)第 000543 号 出版发行 高等教育出版社 购书热线 010 - 64054588 v 社 址 北京市东城区沙滩后街 55 号 免费咨询 800 - 810 - 0598 邮政编码 100009 网 址 http: www .hep .edu .cn 传 真 010 - 64014048 http: www .hep .com .cn 经 销 新华书店北京发行所 排 版 高等教育出版社照排中心 印 刷 开 本 787×1092 1 16 版 次 年 月第 版 印 张 16 印 次 年 月第 次印刷 字 数 390 000 定 价 18 .70 元 本书如有缺页、倒页、脱页等质量问题 , 请到所购图书销售部门联系调换。 版权所有 侵权必究
21世纪是科学技术飞速发展的时代,也是竞争激烈的时代。为了新一代大学生能适应这个 高科技和竞争激烈的时代,根据教育部面向21世纪电工电子技术课程教改要求,结合我校电工 电子系列课程建设以及山西省教育厅重点教改项目—“21世纪初非电类专业电工学课程模块 教学的改革与实践”,在我们已经使用数年的电工电子技术系列讲义的基础上,经过多次试用与 反复修改,将以教材形式面诸于世 本书是理工科非电类专业与计算机专业本、专科适用的电工电子技术系列教材之一;也是我 们教改项目中的第一模块教材,即计算机专业与机械、机电类专业适用教材;同时也是兄弟理工 类院校相应专业择用的教材之一;也可作为高职高专和职业技术学院相应专业的择用教材。参 考学时为110~130学时。 本教材的基本特点是:精练,删堿传统内容力度较大;结构顺序变动较大;集成电路与数字电 子技术部分内容大大加强;电气控制技术部分系统性增强;电工电子新技术内容与现代分析手段 大量引入;突出电气技能与素质培养方面的内容及其在工业企业中的应用范例明显增多;基本概 念、分析与计算、EDA仿真等各类习题分明。 本教材在突出电气技能与素质培养方面增设了不少电工与电子技术应用电路及设计内容。 如调光、调速电路、测控技术电路、小型变压器设计与绕制、电动机定子绕组的排布、常用集成运 放芯片与数字逻辑芯片介绍及其典型应用电路、世界各主要厂家的PLC性能简介、使用isp Design Expert软件开发 ISpLSI器件等新技术应用内容 依据电工电子技术的发展趋势及其在机械、机电类专业的应用特点,并兼顾计算机专业的教 学需求,此教材的上册为“电路与模拟电子技术基础”,下册为“数字与电气控制技术基础”。 为了有效堿少课堂教学时数,增加课内信息量,提高教学效率,并以提高学生技能素质与新 技术、新手段的应用能力为目标,使用本教材应建立EDA机辅分析教学平台,结合教学方法及教 学手段的改革,并与实践教学环节相配合,方能更有效地发挥其效能。 本教材由太原理工大学电工基础教学部组织编写,上册由李晓明任主编,王建平、渠云田任 副主编,下册由渠云田任主编,王建平、李晓明任副主编。王建平编写第1、2、4、5、8章,李晓明编 写第3、6、15章,渠云田编写第9、10、11、12、13、14章,陶晋宜编写第16章,太原理工大学信息学 院夏路易教授编写第7章与下册的附录1,太原师范学院周全寿副教授参与了本书附录与部分 节次的编写。渠云田、李晓明、王建平三人对全书作了仔细的修改,并最后定稿。 本教材上册由北京理工大学刘蕴陶教授主审,下册由北京理工大学庄效桓教授主审。两位 教授对书稿进行了详细的审阅,并提出许多宝贵的意见和修改建议。我们根据提出的意见和建 议进行了认真的修改。在本教材编写和出版过程中,大连理工大学唐介教授、太原理工大学信息 学院夏路易教授、太原师范大学周全寿副教授以及太原理工大学电工基础教学部使用过本教材 讲义的所有教师,给予了极大的关心和支持,在此一并对他们表示衷心的感谢
前 言 21 世纪是科学技术飞速发展的时代, 也是竞争激烈的时代。为了新一代大学生能适应这个 高科技和竞争激烈的时代,根据教育部面向 21 世纪电工电子技术课程教改要求, 结合我校电工 电子系列课程建设以及山西省教育厅重点教改项目———“21 世纪初非电类专业电工学课程模块 教学的改革与实践”, 在我们已经使用数年的电工电子技术系列讲义的基础上, 经过多次试用与 反复修改,将以教材形式面诸于世。 本书是理工科非电类专业与计算机专业本、专科适用的电工电子技术系列教材之一; 也是我 们教改项目中的第一模块教材,即计算机专业与机械、机电类专业适用教材; 同时也是兄弟理工 类院校相应专业择用的教材之一;也可作为高职高专和职业技术学院相应专业的择用教材。参 考学时为 110～130 学时。 本教材的基本特点是:精练, 删减传统内容力度较大;结构顺序变动较大; 集成电路与数字电 子技术部分内容大大加强;电气控制技术部分系统性增强; 电工电子新技术内容与现代分析手段 大量引入;突出电气技能与素质培养方面的内容及其在工业企业中的应用范例明显增多; 基本概 念、分析与计算、EDA 仿真等各类习题分明。 本教材在突出电气技能与素质培养方面增设了不少电工与电子技术应用电路及设计内容。 如调光、调速电路、测控技术电路、小型变压器设计与绕制、电动机定子绕组的排布、常用集成运 放芯片与数字逻辑芯片介绍及其典型应用电路、世界各主要厂家的 PLC 性能简介、使用 ispDesignExpert 软件开发 ispLSI 器件等新技术应用内容。 依据电工电子技术的发展趋势及其在机械、机电类专业的应用特点, 并兼顾计算机专业的教 学需求,此教材的上册为“电路与模拟电子技术基础”, 下册为“数字与电气控制技术基础”。 为了有效减少课堂教学时数,增加课内信息量, 提高教学效率, 并以提高学生技能素质与新 技术、新手段的应用能力为目标, 使用本教材应建立 EDA 机辅分析教学平台, 结合教学方法及教 学手段的改革,并与实践教学环节相配合, 方能更有效地发挥其效能。 本教材由太原理工大学电工基础教学部组织编写,上册由李晓明任主编, 王建平、渠云田任 副主编,下册由渠云田任主编, 王建平、李晓明任副主编。王建平编写第 1、2、4、5、8 章, 李晓明编 写第 3、6、15 章, 渠云田编写第 9、10、11、12、13、14 章, 陶晋宜编写第 16 章, 太原理工大学信息学 院夏路易教授编写第 7 章与下册的附录 1 , 太原师范学院周全寿副教授参与了本书附录与部分 节次的编写。渠云田、李晓明、王建平三人对全书作了仔细的修改,并最后定稿。 本教材上册由北京理工大学刘蕴陶教授主审, 下册由北京理工大学庄效桓教授主审。两位 教授对书稿进行了详细的审阅,并提出许多宝贵的意见和修改建议。我们根据提出的意见和建 议进行了认真的修改。在本教材编写和出版过程中,大连理工大学唐介教授、太原理工大学信息 学院夏路易教授、太原师范大学周全寿副教授以及太原理工大学电工基础教学部使用过本教材 讲义的所有教师,给予了极大的关心和支持, 在此一并对他们表示衷心的感谢。 Ⅰ
同时,编写本教材过程中,我们也曾参考了部分优秀教材,在此,谨对这些参考书的作者表示 感谢。 由于我们水平有限,书中缺陷和疏漏在所难免,恳请使用本教材的教师和读者批评指正,为 提高电工电子技术教材的质量而共同努力 编者 2002年10月
同时,编写本教材过程中, 我们也曾参考了部分优秀教材,在此, 谨对这些参考书的作者表示 感谢。 由于我们水平有限,书中缺陷和疏漏在所难免, 恳请使用本教材的教师和读者批评指正, 为 提高电工电子技术教材的质量而共同努力。 编 者 2002 年 10 月 Ⅱ
录 第1章电路分析基础 …124微分电路和积分电路 ………41 1.1电路的基本概念…… 241微分电路… 41 1.11电路及电路模型… 242积分电路… 42 112电流、电压的参考方向……………225RL电路的暂态分析 …43 113电路的工作状态…… ……426暂态分析的运算法……………………45 114电路中的电位 261拉普拉斯变换及反变换… 12电路的基本元件………… 262应用拉氏变换分析线性电路… 121独立电源元件… 习题 122电阻、电感和电容元件… 概念题… ………………49 13基尔霍夫定律 2.计算和仿真题 131基尔霍夫电流定律(KCL)…………14第3章交流电路……………………………53 132基尔霍夫电压定律(KⅥL)……143.1正弦交流量及其表示法…… 133基尔霍夫定律的应用——支路电 311正弦交流电的基本概念 流法……………… 312正弦量的相量表示法………………55 14电路的常用定理… 1732交流电路的分析与计算 141弥尔曼定理 173321单一参数的交流电路 142叠加定理……………………………19 322串联交流电路…… 61 143等效电源定理 323并联及混联交流电路……………64 15含受控源电路的分析 324功率因数的提高……………………66 151受控源的类型和符号… 325复杂交流电路的计算方法… 152含受控源电路的分析· 2533交流电路的频率特性 …69 习题…… 27331RC电路的频率特性… 1.概念题…………………………………27 332LC谐振电路及其频率特性 72 2.计算和仿真题 ……………29·34非正弦周期信号电路的分析 75 第2章电路的暂态分析 32 341非正弦周期信号的分解 …75 21概述 342非正弦周期信号的分析与计算 22电路初始值和稳态值的确定………3335三相交流电路 221换路定则及电路初始值的确定……33 相交流电的产生与联结…………78 222电路稳态值的确定… 35 352负载的星形(Y)联结……………80 23RC电路的暂态分析 353负载的三角形(△)联结… 231一阶电路的三要素公式 …35 354三相电路的功率…………………85 232一阶RC电路的响应 355安全用电……
目 录 第 1 章 电路分析基础 ………………………… 1 1 .1 电路的基本概念………………………… 1 1 .1 .1 电路及电路模型 ……………………… 1 1 .1 .2 电流、电压的参考方向 ……………… 2 1 .1 .3 电路的工作状态 ……………………… 4 1 .1 .4 电路中的电位 ………………………… 6 1 .2 电路的基本元件………………………… 8 1 .2 .1 独立电源元件 ………………………… 8 1 .2 .2 电阻、电感和电容元件 ……………… 10 1 .3 基尔霍夫定律 ………………………… 13 1 .3 .1 基尔霍夫电流定律 (KCL) …………… 14 1 .3 .2 基尔霍夫电压定律 (KVL) ………… 14 1 .3 .3 基尔霍夫定律的应用———支路电 流法 ………………………………… 16 1 .4 电路的常用定理 ……………………… 17 1 .4 .1 弥尔曼定理 ………………………… 17 1 .4 .2 叠加定理 …………………………… 19 1 .4 .3 等效电源定理 ……………………… 20 1 .5 含受控源电路的分析 ………………… 24 1 .5 .1 受控源的类型和符号 ……………… 24 1 .5 .2 含受控源电路的分析 ……………… 25 习题 ……………………………………………… 27 1 . 概念题……………………………………… 27 2 . 计算和仿真题 ……………………………… 29 第 2 章 电路的暂态分析 …………………… 32 2 .1 概述 ……………………………………… 32 2 .2 电路初始值和稳态值的确定 ……… 33 2 .2 .1 换路定则及电路初始值的确定 …… 33 2 .2 .2 电路稳态值的确定 ………………… 35 2 .3 RC 电路的暂态分析 ………………… 35 2 .3 .1 一阶电路的三要素公式 …………… 35 2 .3 .2 一阶 RC 电路的响应 ……………… 37 2 .4 微分电路和积分电路 ………………… 41 2 .4 .1 微分电路 …………………………… 41 2 .4 .2 积分电路 …………………………… 42 2 .5 RL 电路的暂态分析 ………………… 43 * 2 .6 暂态分析的运算法 …………………… 45 2 .6 .1 拉普拉斯变换及反变换 …………… 45 2 .6 .2 应用拉氏变换分析线性电路 ……… 46 习题 ……………………………………………… 49 1 . 概念题……………………………………… 49 2 . 计算和仿真题 ……………………………… 50 第 3 章 交流电路 ……………………………… 53 3 .1 正弦交流量及其表示法……………… 53 3 .1 .1 正弦交流电的基本概念 …………… 53 3 .1 .2 正弦量的相量表示法 ……………… 55 3 .2 交流电路的分析与计算……………… 58 3 .2 .1 单一参数的交流电路 ……………… 58 3 .2 .2 串联交流电路 ……………………… 61 3 .2 .3 并联及混联交流电路 ……………… 64 3 .2 .4 功率因数的提高 …………………… 66 3 .2 .5 复杂交流电路的计算方法 ………… 68 3 .3 交流电路的频率特性 ………………… 69 3 .3 .1 RC 电路的频率特性 ………………… 69 3 .3 .2 LC 谐振电路及其频率特性 ………… 72 * 3 .4 非正弦周期信号电路的分析 ……… 75 3 .4 .1 非正弦周期信号的分解 …………… 75 3 .4 .2 非正弦周期信号的分析与计算 …… 76 3 .5 三相交流电路 ………………………… 78 3 .5 .1 三相交流电的产生与联结 ………… 78 3 .5 .2 负载的星形 (Y)联结 ………………… 80 3 .5 .3 负载的三角形 (△ ) 联结 …………… 83 3 .5 .4 三相电路的功率 …………………… 85 3 .5 .5 安全用电 …………………………… 85 Ⅰ