電工電子技術(shù)（第二版）

降低理論分析的難度和深度，以“必需”和“夠用”為尺度，建立以能力培養(yǎng)為主線的課程教學(xué)模式和教材體系，體現(xiàn)以“能力為本位”的編寫指導(dǎo)思想。

編寫時注重突出實(shí)用性，編排時大量削減分立元件，重點(diǎn)突出集成電路的特性和應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)教材與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

基礎(chǔ)知識與例題分析相輔相成，內(nèi)容既適合于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，又適合于學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和自學(xué)，力圖做到取材精煉、組織合理、深入淺出、富有新意。

現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展推動著一個新的時代的到來，各種電氣設(shè)備在各個領(lǐng)域中均扮演著重要甚至關(guān)鍵的角色，發(fā)揮著越來越重要的作用。掌握電工電子技術(shù)的初步知識成為非電類工科各專業(yè)學(xué)生的基本技能要求，因此各大高校非電類工科專業(yè)均開設(shè)了“電工電子技術(shù)”“電工技術(shù)”“電子技術(shù)”“電工學(xué)”或類似課程。

本教材在編寫上以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際能力為主線，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性和實(shí)用性，降低理論分析的難度和深度，以“必需”和“夠用”為尺度，建立以能力培養(yǎng)為主線的課程教學(xué)模式和教材體系，體現(xiàn)以“能力為本位”的編寫指導(dǎo)思想；教材編寫時注重突出實(shí)用性，編排時大量削減分立元件，重點(diǎn)突出集成電路的特性和應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)教材與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合；教材中基礎(chǔ)知識與例題分析相輔相成，內(nèi)容既適合于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，又適合于學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和自學(xué)，力圖做到取材精煉，組織合理，深入淺出，富有新意。整本教材在內(nèi)容安排和習(xí)題選擇上都精心進(jìn)行了設(shè)計。

本教材的主要內(nèi)容有：電路的基礎(chǔ)知識、正弦交流電路、變壓器、異步電動機(jī)、繼電接觸器控制與可編程控制、半導(dǎo)體器件和基本放大電路、集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)制與邏輯門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路。建議教學(xué)時數(shù)為70～90學(xué)時。

本教材有配套的《電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)（第二版）》，可作為高等專科學(xué)校、職業(yè)院校、本科院校的二級職業(yè)技術(shù)學(xué)院、民辦高校的機(jī)電類專業(yè)及工科其他專業(yè)“電工電子”課程的教材，還可作為培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行電工、電子考證的培訓(xùn)教材，也可供從事電工電子技術(shù)工作的工程技術(shù)人員參考。

全書共12章。由任萬強(qiáng)編寫前言和第1、2、3、5章，李云松編寫第4章，張鋼編寫第7、8、10、11章，宗海煥編寫第6、12章，方舒燕編寫第9章。全書由任萬強(qiáng)、張鋼主編，并負(fù)責(zé)全書的組織、修改和定稿工作。

本教材由蘇州大學(xué)的項(xiàng)文新教授主審，她對書稿進(jìn)行了認(rèn)真詳盡的審閱，提出了許多很有價值的寶貴意見，在此表示深切的謝意。

在本教材的編寫過程中得到了各級領(lǐng)導(dǎo)和各方面的大力支持，在此謹(jǐn)向他們表示衷心的感謝。另外，教材編寫中參考了一些相關(guān)著作與資料，謹(jǐn)向書籍和文章的作者表示衷心的謝意，同時感謝中國水利水電出版社的大力支持和扶助。

為了方便教師教學(xué)，本書還配有電子教案及習(xí)題答案（電子版），請有此需要的教師登錄中國水利水電出版社（http://www.waterpub.com.cn/softdown/）和萬水書苑（http://mightybasket.cn）下載，我們將免費(fèi)提供。

由于編者水平有限，書中難免存在錯漏和不妥之處，敬請廣大讀者批評和指正。

編 者

2015年12月于鄭州

第一篇 電工技術(shù)

第1章 直流電路 2
1.1 電路的組成及基本物理量 2
1.1.1 電路的組成 2
1.1.2 電路的基本物理量 3
1.2 歐姆定律及電路模型 6
1.2.1 一段電路的歐姆定律 6
1.2.2 全電路的歐姆定律 7
1.2.3 理想電路元件及電路模型 8
1.3 電阻的串聯(lián)及并聯(lián) 9
1.3.1 電阻的串聯(lián) 9
1.3.2 電阻的并聯(lián) 10
1.4 電氣設(shè)備的額定值及電路狀態(tài) 12
1.4.1 電氣設(shè)備的額定值 12
1.4.2 電路的工作狀態(tài) 12
1.5 電壓源、電流源及其等效變換 14
1.5.1 電壓源 14
1.5.2 電流源 15
1.5.3 電壓源與電流源的等效變換 16
1.6 基爾霍夫定律及其應(yīng)用 18
1.6.1 基爾霍夫電流定律（KCL） 18
1.6.2 基爾霍夫電壓定律（KVL） 19
1.6.3 基爾霍夫定律的應(yīng)用—
支路電流法 19
1.7 電路中電位的計算 20
1.8 戴維南定理和疊加定理 22
1.8.1 戴維南定理 22
1.8.2 疊加定理 24
習(xí)題一 25
第2章 正弦交流電路 31
2.1 正弦交流電的基本概念 31
2.1.1 交流電的產(chǎn)生 32
2.1.2 表示正弦交流電特征的
物理量 33
2.2 同頻率正弦量的運(yùn)算 37
2.2.1 正弦量的相量表示 37
2.2.2 同頻率正弦量的加、減法 38
2.3 交流電路中的電阻、電容與
電感 40
2.3.1 純電阻電路 41
2.3.2 純電感電路 42
2.3.3 純電容電路 44
2.4 電阻、電感的串聯(lián)電路 46
2.4.1 電壓、電壓三角形 46
2.4.2 阻抗、阻抗三角形 47
2.4.3 功率、功率三角形 47
2.5 電阻、電感、電容串聯(lián)電路及
串聯(lián)諧振 49
2.5.1 電路分析 49
2.5.2 串聯(lián)諧振 51
2.6 感性負(fù)載的功率因數(shù)補(bǔ)償 52
2.6.1 電路的功率因數(shù) 52
2.6.2 并聯(lián)電容器提高感性負(fù)載的
功率因數(shù)電路 53
2.7 三相交流電路 55
2.7.1 三相交流電動勢的產(chǎn)生 55
2.7.2 三相電源的連接 56
2.8 三相負(fù)載的連接 59
2.8.1 單相負(fù)載和三相負(fù)載 59
2.8.2 三相負(fù)載的星形連接 59
2.8.3 三相對稱負(fù)載的三角形連接 62
2.8.4 三相電功率 63
習(xí)題二 64
第3章 磁路和變壓器 68
3.1 磁場的基本物理量 68
3.1.1 磁通（） 68
3.1.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度（B） 69
3.1.3 磁導(dǎo)率（） 69
3.1.4 磁場強(qiáng)度（H） 70
3.2 鐵磁材料的磁性能 71
3.2.1 磁化曲線和磁滯回線 71
3.2.2 鐵磁材料的磁性能 73
3.3 磁路和磁路的歐姆定律 74
3.3.1 磁路、磁動勢 74
3.3.2 磁路歐姆定律、磁阻 75
3.3.3 渦流 76
3.3.4 鐵心損耗 77
3.4 變壓器 77
3.4.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu) 77
3.4.2 變壓器的工作原理 78
3.4.3 變壓器的阻抗變換作用 81
3.4.4 變壓器的額定值、損耗
和效率 82
3.4.5 變壓器的外特性 83
3.5 其他變壓器 83
3.5.1 三相變壓器 83
3.5.2 自耦變壓器 85
3.5.3 電焊變壓器 86
3.5.4 儀用互感器 87
習(xí)題三 89
第4章 交流電動機(jī) 93
4.1 三相異步電動機(jī)的構(gòu)造 93
4.1.1 定子 93
4.1.2 轉(zhuǎn)子 95
4.2 三相異步電動機(jī)的基本原理 96
4.2.1 旋轉(zhuǎn)磁場 96
4.2.2 三相異步電動機(jī)的工作
原理 100
4.2.3 轉(zhuǎn)差率 101
4.3 異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與
機(jī)械特性 102
4.3.1 轉(zhuǎn)子電路各量的分析 102
4.3.2 三相異步電動機(jī)的
電磁轉(zhuǎn)矩 103
4.3.3 三相異步電動機(jī)的
機(jī)械特性 105
4.4 三相異步電動機(jī)的起動、調(diào)速
和制動 107
4.4.1 三相異步電動機(jī)的起動 107
4.4.2 三相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn) 110
4.4.3 三相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn) 110
4.4.4 三相異步電動機(jī)的制動 111
4.5 三相異步電動機(jī)的銘牌和選擇 112
4.5.1 三相異步電動機(jī)的銘牌 112
4.5.2 三相異步電動機(jī)的選擇 113
習(xí)題四 114
第5章 繼電接觸器控制與可編程控制 118
5.1 常用的低壓電器 118
5.1.1 隔離開關(guān) 118
5.1.2 熔斷器 119
5.1.3 按鈕 121
5.1.4 接觸器 122
5.1.5 繼電器 123
5.1.6 行程開關(guān) 125
5.1.7 自動開關(guān) 126
5.1.8 繪制、識讀電器原理圖
的原則 127
5.2 三相籠型異步電動機(jī)直接起動
控制電路 127
5.2.1 單向控制電路 127
5.2.2 點(diǎn)動控制電路 129
5.2.3 正反轉(zhuǎn)控制電路 129
5.2.4 順序控制電路 133
5.2.5 時間控制電路 134
5.2.6 多地控制電路 134
5.3 三相異步電動機(jī)的降壓起動
和制動控制 135
5.3.1 降壓起動控制 135
5.3.2 制動控制電路 137
5.4 普通車床的控制電路 139
5.4.1 C620-1型普通車床控制
電路的要求 139
5.4.2 C620-1型普通車床的
控制電路 140
5.5 可編程控制簡介 140
5.5.1 可編程序控制器的組成 141
5.5.2 可編程序控制器的基本
工作過程 143
5.5.3 可編程序控制器與繼電器
控制的異同 144
5.5.4 可編程序控制器的特點(diǎn) 145
習(xí)題五 145

第二篇 電子技術(shù)

第6章 半導(dǎo)體器件基礎(chǔ) 150
6.1 半導(dǎo)體基本知識 150
6.1.1 本征半導(dǎo)體 150
6.1.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體 152
6.1.3 PN結(jié)及其特性 155
6.2 半導(dǎo)體二極管 157
6.2.1 二極管的結(jié)構(gòu)和類型 157
6.2.2 二極管的伏安特性 158
6.2.3 二極管的使用常識 159
6.3 特殊二極管 161
6.3.1 穩(wěn)壓二極管 161
6.3.2 發(fā)光二極管 162
6.3.3 光電二極管 163
6.4 半導(dǎo)體三極管 164
6.4.1 三極管的結(jié)構(gòu)和符號 164
6.4.2 三極管的電流分配與放大
作用 166
6.4.3 三極管的特性曲線 168
6.4.4 三極管的主要參數(shù) 170
習(xí)題六 173
第7章 交流放大電路 178
7.1 放大電路的組成和基本工作
原理 179
7.1.1 共發(fā)射極基本放大電路 179
7.1.2 放大的本質(zhì)與電路中符號
表示 180
7.2 放大電路的靜態(tài)分析 182
7.2.1 用估算法計算靜態(tài)工作點(diǎn) 182
7.2.2 圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn) 184
7.3 放大電路的動態(tài)分析 185
7.3.1 放大電路的圖解分析法 185
7.3.2 影響放大電路工作的主要
因素 189
7.3.3 放大電路的微變等效電路
分析法 191
7.3.4 基本放大電路應(yīng)用實(shí)例—
簡單水位檢測與報警電路 195
7.4 放大電路的穩(wěn)定偏置電路 196
7.4.1 穩(wěn)定的基本原理 196
7.4.2 電路分析計算 198
7.5 射極輸出器 200
7.5.1 共集電極放大電路的靜態(tài)
分析 200
7.5.2 共集電極放大電路的動態(tài)
分析 201
7.6 多級放大電路 203
7.6.1 多級放大電路的組成特點(diǎn) 203
7.6.2 多級放大電路的技術(shù)指標(biāo)
計算 204
7.6.3 放大電路的通頻帶 206
7.7 功率放大器 206
7.7.1 功率放大電路的特點(diǎn)和
分類 207
7.7.2 OCL互補(bǔ)對稱式功率
放大電路 208
7.7.3 甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱
電路 210
7.7.4 集成功率放大器 211
7.8 負(fù)反饋放大電路 212
7.8.1 負(fù)反饋的基本概念 212
7.8.2 負(fù)反饋的分類 214
7.8.3 負(fù)反饋放大器典型電路 216
7.8.4 負(fù)反饋對放大器性能的
影響 218
7.9 差動放大電路 220
7.9.1 直接耦合放大電路及其零點(diǎn)
漂移問題 220
7.9.2 典型差動放大電路 221
習(xí)題七 225
第8章 集成運(yùn)算放大器 232
8.1 集成電路基本知識 232
8.2 集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)和指標(biāo) 234
8.2.1 集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 235
8.2.2 集成運(yùn)放的主要性能指標(biāo) 236
8.2.3 理想集成運(yùn)放的概念與
特點(diǎn) 237
8.3 集成運(yùn)放在信號運(yùn)算方面
的應(yīng)用 240
8.3.1 比例運(yùn)算電路 241
8.3.2 加法減法運(yùn)算電路 244
8.3.3 積分與微分運(yùn)算電路 245
8.4 集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用 250
8.4.1 單門限電壓比較器 250
8.4.2 滯回電壓比較器 253
8.4.3 方波發(fā)生器 254
習(xí)題八 255
第9章 直流穩(wěn)壓電源 259
9.1 單相整流電路 260
9.1.1 單相半波整流電路 260
9.1.2 單相橋式整流電路 262
9.2 濾波電路 265
9.2.1 電容濾波電路 265
9.2.2 復(fù)式濾波電路 267
9.3 集成穩(wěn)壓器 268
9.3.1 集成穩(wěn)壓器 268
9.3.2 78xx和79xx系列的集成
穩(wěn)壓器 268
習(xí)題九 270
第10章 數(shù)字邏輯基礎(chǔ) 273
10.1 數(shù)制和代碼 275
10.1.1 數(shù)制 275
10.1.2 數(shù)制的轉(zhuǎn)換 277
10.1.3 碼制 279
10.2 邏輯代數(shù)基礎(chǔ) 281
10.2.1 邏輯變量與邏輯函數(shù) 281
10.2.2 邏輯關(guān)系和運(yùn)算 282
10.2.3 邏輯函數(shù)的表示方法及
其相互轉(zhuǎn)換 288
10.2.4 邏輯代數(shù)的基本定律和
規(guī)則 291
10.3 邏輯函數(shù)的化簡 292
10.3.1 邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法 292
10.3.2 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法 294
10.4 基本邏輯門電路 299
10.4.1 晶體二極管和三極管的
開關(guān)特性 300
10.4.2 晶體二極管與門和或門 301
10.4.3 晶體三極管非門
（反相器） 303
10.5 TTL集成邏輯門電路 303
10.5.1 TTL與非門電路 304
10.5.2 TTL集電極開路門 305
10.5.3 TTL三態(tài)門 306
10.5.4 邏輯門的外特性及主要
參數(shù) 308
10.5.5 TTL邏輯門使用中的
注意事項(xiàng) 310
10.6 CMOS集成邏輯門電路 312
10.6.1 場效應(yīng)管簡介 312
10.6.2 CMOS邏輯門使用中應(yīng)
注意的問題 314
10.6.3 國標(biāo)數(shù)字集成電路系列
介紹 314
習(xí)題十 315
第11章 組合邏輯電路 322
11.1 組合邏輯電路的分析 323
11.1.1 組合邏輯電路的一般分析
步驟 323
11.1.2 組合邏輯電路的分析
舉例 323
11.2 組合邏輯電路的設(shè)計 325
11.2.1 組合邏輯電路的一般設(shè)計
方法 325
11.2.2 組合邏輯電路的設(shè)計舉例 326
11.3 編碼器 330
11.3.1 二進(jìn)制編碼器 330
11.3.2 二－十進(jìn)制編碼器 331
11.4 譯碼器 333
11.4.1 二進(jìn)制譯碼器 333
11.4.2 二進(jìn)制譯碼器的應(yīng)用 335
11.4.3 二－十進(jìn)制譯碼器 339
11.4.4 顯示譯碼器 341
11.5 加法器 345
11.5.1 半加器（Half Adder） 345
11.5.2 全加器（Full Adder） 345
11.5.3 加法器的應(yīng)用 347
11.6 數(shù)值比較器和數(shù)據(jù)選擇器 348
11.6.1 數(shù)值比較器 348
11.6.2 數(shù)據(jù)選擇器 350
11.7 中規(guī)模組合集成電路綜合
應(yīng)用舉例 354
習(xí)題十一 355
第12章 觸發(fā)器與時序邏輯電路 359
12.1 基本RS觸發(fā)器 360
12.1.1 由與非門組成的基本RS
觸發(fā)器 360
12.1.2 基本RS觸發(fā)器邏輯功能
的其他表示方法 362
12.2 同步觸發(fā)器 363
12.2.1 同步RS觸發(fā)器 363
12.2.2 同步RS觸發(fā)器邏輯功能
的其他表示方法 365
12.3 常用鐘控觸發(fā)器 367
12.3.1 維持阻塞邊沿D觸發(fā)器 367
12.3.2 邊沿JK觸發(fā)器 369
12.3.3 T觸發(fā)器與T′觸發(fā)器 372
12.3.4 集成觸發(fā)器簡介 373
12.4 時序邏輯電路的基本概念 375
12.4.1 時序邏輯電路的結(jié)構(gòu)
與特點(diǎn) 375
12.4.2 時序邏輯電路的分類 376
12.4.3 時序邏輯電路功能的描述
方法 376
12.5 時序邏輯電路的分析方法 377
12.6 異步計數(shù)器 381
12.6.1 二進(jìn)制異步加法計數(shù)器 382
12.6.2 集成異步加法計數(shù)器
74290 385
12.7 同步計數(shù)器 387
12.7.1 同步十進(jìn)制計數(shù)器 387
12.7.2 集成同步二進(jìn)制計數(shù)器
舉例 391
12.8 任意進(jìn)制計數(shù)器 392
12.8.1 用異步清零端構(gòu)成N進(jìn)制
計數(shù)器 393
12.8.2 用同步置數(shù)端構(gòu)成N進(jìn)制
計數(shù)器 395
12.8.3 多片集成計數(shù)器級聯(lián)實(shí)現(xiàn)
大容量N進(jìn)制計數(shù)器 395
12.9 寄存器 398
12.9.1 數(shù)碼寄存器 399
12.9.2 移位寄存器 400
12.10 時序邏輯電路綜合舉例 403
12.10.1 數(shù)字鐘 403
12.10.2 電冰箱制冷溫控原理電路 405
12.10.3 光電計數(shù)系統(tǒng) 406
習(xí)題十二 406
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