本書以2011年教育部高等學校電子電氣基礎(chǔ)課程教學指導分委員會頒布的“電工學”課程教學基本要求中的電工技術(shù)部分作為編寫的基本依據(jù),包含結(jié)合生產(chǎn)和生活實際的案例,旨在突出電工技術(shù)的實際應用。本書共8章,內(nèi)容包括電路的基本概念和分析方法、正弦交流電路、三相正弦交流電路與安全用電、一階線性電路的暫態(tài)過程分析、磁路和變壓器、交流電動機、繼電接觸器控制電路以及可編程控制器及其應用。
本書可作為高等學校非電類專業(yè)的電工技術(shù)教科書,也可供其他工科專業(yè)選用和社會讀者閱讀。
《電工技術(shù)》是上海工程技術(shù)大學電工教研室在近年的教學改革要求下,為加強工程實踐教育,進一步提高工程教育的質(zhì)量,培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新能力的卓越工程師而編寫的一本教材。
“電工技術(shù)”是一門傳統(tǒng)的、高等學校理工科非電類專業(yè)本?茖W生的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,但電工新技術(shù)的不斷出現(xiàn)又使其內(nèi)容不斷發(fā)展。本書以2011年教育部高等學校電子電氣基礎(chǔ)課程教學指導分委員會頒布的“電工學”課程教學基本要求中的電工技術(shù)部分作為編寫的基本依據(jù)。教材在滿足課程教學基本要求的前提下,對教學內(nèi)容精心選擇,既注重基礎(chǔ)知識,又體現(xiàn)其先進性,并注意突出電工技術(shù)的具體應用。教材中包含結(jié)合生產(chǎn)和生活實際的案例,可以使讀者深刻理解和掌握電工理論知識,擴大知識面,了解電工技術(shù)的實際應用。
本書內(nèi)容包括電路的基本概念和分析方法、正弦交流電路、三相正弦交流電路與安全用電、一階線性電路的暫態(tài)過程分析、磁路和變壓器、交流電動機、繼電接觸器控制電路以及可編程控制器及其應用。編寫中力求做到概念準確,敘述簡潔明了。書中凝結(jié)了上海工程技術(shù)大學電工教研室一線教師歷年的教學經(jīng)驗,其中的例題和習題都經(jīng)過編者精心選擇,方便讀者學習。
鑒于電工技術(shù)實踐性強的特點,建議在安排學習電工技術(shù)理論課程的同時,開展電工技術(shù)實驗和電工實習課程。只有采取多方位立體化的教學,才能使學生獲得電工技術(shù)必要的基本理論、基本知識和基本技能,為今后從事與電工技術(shù)有關(guān)的工作打下良好的基礎(chǔ)。
本書由上海工程技術(shù)大學電工教研室組織編寫,范小蘭主編。第1、4章由何志苠執(zhí)筆,第2章由范小蘭執(zhí)筆,第3章由蘇圣超執(zhí)筆,第5、6章由張錫民執(zhí)筆,第7、8章由趙春鋒執(zhí)筆。王維榮副教授對書稿進行了仔細審閱,在此,謹表示衷心的感謝。
由于編者的學識和水平有限,書中難免存在不妥和錯誤之處,懇請廣大讀者批評指正。
編者2013年3月
第1章電路的基本概念和分析方法
1.1電路的作用與組成部分
1.2電路的基本物理量
1.3電路模型和電路元件
1.3.1電路模型
1.3.2電阻和歐姆定律
1.3.3電源
1.4電路的工作狀態(tài)
1.4.1電路有載工作
1.4.2電源開路
1.4.3電源短路
1.4.4利用電位簡化的電源電路
1.5基爾霍夫定律
1.5.1基爾霍夫電流定律
1.5.2基爾霍夫電壓定律
1.6電阻和電源的等效變換
1.6.1電阻的等效變換
1.6.2電源的等效變換
1.7支路電流法和節(jié)點電壓法
1.7.1支路電流法
1.7.2節(jié)點電壓法
1.8疊加定理
1.9等效電源定律
1.9.1戴維寧定理
1.9.2諾頓定理
1.10含受控源的電阻電路
小結(jié)
習題
第2章正弦交流電路
2.1正弦量的三要素
2.1.1幅值和有效值
2.1.2周期和頻率
2.1.3初相位
2.2正弦交流電的相量表示法
2.2.1復數(shù)及其基本運算
2.2.2相量和正弦量
2.2.3正弦量的相量表示法
2.2.4基爾霍夫定律的相量形式
2.3電阻、電感和電容元件的正弦交流電路
2.3.1電阻元件的正弦交流電路
2.3.2電感元件的正弦交流電路
2.3.3電容元件的正弦交流電路
2.4電阻、電感與電容元件的串聯(lián)電路
2.4.1RLC 串聯(lián)電路中電壓與電流的關(guān)系
2.4.2用相量圖分析計算RLC串聯(lián)正弦交流電路
2.4.3RLC串聯(lián)交流電路的功率關(guān)系
2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)
2.5.1阻抗的串聯(lián)
2.5.2阻抗的并聯(lián)
2.6電路中的諧振
2.6.1串聯(lián)諧振
2.6.2并聯(lián)諧振
2.7功率因數(shù)的提高
小結(jié)
習題
第3章三相正弦交流電路與安全用電
3.1三相正弦交流電源
3.1.1三相正弦交流電的產(chǎn)生
3.1.2三相電源的連接方式
3.2三相電路的分析和計算
3.2.1負載星形連接的三相電路
3.2.2負載三角形連接的三相電路
3.3三相電路的功率
3.4供電與用電
3.4.1電力系統(tǒng)的組成
3.4.2能源的利用
3.4.3電能的輸送
3.5安全用電
3.5.1觸電事故
3.5.2觸電的類型
3.5.3保護接地和保護接零
3.5.4觸電事故的規(guī)律和預防
小結(jié)
習題
第4章一階線性電路的暫態(tài)過程分析
4.1換路定則與電流和電壓初始值的確定
4.2RC電路的暫態(tài)過程
4.2.1RC電路暫態(tài)過程的經(jīng)典分析法
4.2.2暫態(tài)過程的三種類型
4.2.3時間常數(shù)τ的物理意義
4.3一階線性電路暫態(tài)過程的三要素法
4.3.1三要素公式
4.3.2三要素法的應用舉例
4.4RC電路在矩形脈沖激勵下的響應
4.4.1由電阻兩端輸出的RC電路
4.4.2由電容兩端輸出的RC電路
4.5RL電路的暫態(tài)過程分析
小結(jié)
習題
第5章 磁路和變壓器
5.1磁場的基本物理知識
5.2磁性材料的性能
5.2.1高導磁性
5.2.2磁飽和性
5.2.3磁滯性
5.3磁路的物理知識
5.4鐵芯線圈磁路分析
5.4.1直流鐵芯線圈電路分析
5.4.2交流鐵芯線圈電路分析
5.4.3交流鐵芯線圈電路的電壓電流分析
5.4.4交流鐵芯線圈電路的功率損耗
5.5變壓器的工作原理與應用
5.5.1變壓器的工作原理
5.5.2變壓器的電壓變換
5.5.3變壓器的電流變換
5.5.4變壓器的阻抗變換
5.5.5變壓器的結(jié)構(gòu)和種類
5.5.6三相變壓器
5.5.7專用變壓器
5.5.8變壓器的銘牌數(shù)據(jù)
5.5.9繞組的極性
小結(jié)
習題
第6章交流電動機
6.1三相異步電動機的結(jié)構(gòu)
6.2三相異步電動機的工作原理
6.3三相異步電動機的電路分析
6.3.1定子電路
6.3.2轉(zhuǎn)子電路
6.4三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和機械特性
6.4.1電磁轉(zhuǎn)矩
6.4.2轉(zhuǎn)矩特性和機械特性
6.5三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)
6.6三相異步電動機的起動
6.7三相異步電動機的調(diào)速
6.8三相異步電動機的制動
小結(jié)
習題
第7章繼電接觸器控制電路
7.1常用控制電器
7.1.1刀開關(guān)
7.1.2主令電器
7.1.3斷路器
7.1.4熔斷器
7.1.5接觸器
7.1.6繼電器
7.1.7常用電磁執(zhí)行機構(gòu)
7.2三相異步電動機的基本控制電路
7.2.1鼠籠式電動機直接起動的控制線路
7.2.2鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路
7.2.3時間控制
7.2.4順序控制電路
7.2.5行程控制
7.3應用舉例
7.3.1加熱爐自動上料控制線路
7.3.2鼠籠式電動機能耗制動控制線路
7.4常用電機、電器的圖形符號
小結(jié)
習題
第8章可編程控制器及其應用
8.1PLC的組成和工作原理
8.1.1PLC的組成和各部分的作用
8.1.2PLC的工作原理
8.1.3PLC的主要技術(shù)指標
8.2PLC的程序編制
8.2.1編程元件
8.2.2PLC的編程語言
8.2.3PLC的指令系統(tǒng)
8.3PLC應用舉例
小結(jié)
習題
參考文獻