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上篇 电工技术基础2

第1章 电路分析基础2

1.1电路的基本概念2

1.1.1电路的组成和基本功能2

1.1.2电路模型和理想电路元件2

1.1.3电路的基本变量2

1.1.4电路的基本工作状态4

1.1.5电路中的电位5

1.2电路中的常用元件6

1.2.1无源电路元件6

1.2.2有源电路元件8

1.3基尔霍夫定律9

1.3.1基尔霍夫电流定律9

1.3.2基尔霍夫电压定律10

1.4电路分析方法10

1.4.1电压源与电流源的等效变换10

1.4.2支路电流法11

1.4.3节点电压法12

1.4.4叠加定理13

1.4.5等效电源定理13

1.5含受控源电路的分析18

1.5.1受控源及其类型18

1.5.2含受控源电路的分析18

习题20

第2章 暂态电路分析23

2.1换路定则与电压、电流初始值的确定23

2.1.1换路定则23

2.1.2电压、电流初始值的计算23

2.2 RC电路的暂态过程24

2.2.1 RC电路的零输入响应24

2.2.2 RC电路的零状态响应25

2.2.3 RC电路的全响应26

2.2.4一阶线性电路暂态分析的三要素法27

2.3 RL电路的暂态过程29

2.4暂态电路的应用30

习题32

第3章 正弦交流电路34

3.1正弦电压和电流34

3.2正弦量的相量表示法36

3.2.1正弦量的相量表示法36

3.2.2 KCL、KVL的相量形式38

3.3单一参数的正弦交流电路39

3.3.1线性电阻元件的交流电路39

3.3.2线性电感元件的交流电路40

3.3.3线性电容元件的交流电路41

3.4正弦交流电路的分析与计算43

3.4.1 RLC串联电路43

3.4.2阻抗的串并联电路45

3.5功率因数的提高47

3.6电路中的谐振48

3.6.1串联谐振48

3.6.2并联谐振50

3.7非正弦周期交流电路51

3.7.1非正弦周期信号的谐波分解51

3.7.2非正弦周期信号的有效值和平均功率52

3.7.3非正弦周期交流电路的分析与计算53

3.8三相交流电路54

3.8.1三相电源54

3.8.2三相负载的连接55

3.8.3三相负载的功率58

习题59

第4章 变压器和电动机62

4.1磁路和有铁心的交流电路62

4.1.1磁场的基本物理量62

4.1.2铁磁材料特性63

4.1.3磁路及其基本定律64

4.1.4交流铁心线圈电路65

4.2变压器67

4.2.1变压器的基本结构67

4.2.2变压器的分类68

4.2.3变压器的型号与额定值68

4.2.4变压器的运行69

4.2.5变压器的运行性能72

4.2.6变压器原边、副边绕组首末端标记及极性的判定73

4.2.7特殊变压器74

4.3异步电动机75

4.3.1三相异步电动机的基本结构75

4.3.2异步电动机的基本工作原理77

4.3.3三相异步电动机的电磁关系80

4.3.4异步电动机的电磁转矩和机械特性81

4.3.5三相异步电动机的运行84

4.3.6三相异步电动机的铭牌数据88

4.4单相电动机89

4.5同步电动机91

4.6直流电机93

4.6.1直流电机的工作原理和基本结构93

4.6.2直流电机的工作特性95

4.6.3直流电机的启动、调速96

4.7控制电机97

4.7.1步进电机97

4.7.2伺服电机99

4.7.3测速发电机101

习题102

第5章 继电接触器控制系统104

5.1工厂常用低压电器104

5.2异步电动机的直接启动控制112

5.2.1结构组成与工作原理112

5.2.2电气原理图112

5.2.3基本保护环节113

5.3异步电动机的正、反转控制114

5.4多机顺序联锁控制115

5.5多处控制115

5.6行程控制电路116

5.7时间控制电路117

5.7.1三相鼠笼式异步电动机Y-△换接降压启动的时间控制电路117

5.7.2能耗制动控制电路117

习题118

第6章PLC及其应用119

6.1 PLC概述119

6.2 PLC的结构和工作原理120

6.2.1 PLC结构120

6.2.2 PLC的工作原理123

6.2.3 PLC的编程语言124

6.3 PLC的内部编程元件124

6.3.1用户数据的类型125

6.3.2编程元件126

6.4 PLC指令系统130

6.4.1 PLC基本指令系统130

6.4.2 PLC应用指令简介135

6.5简单控制电路的PLC设计137

6.5.1用PLC实现异步电动机的自锁控制137

6.5.2用PLC实现异步电动机的正反转控制138

6.5.3用PLC实现多机顺序联锁控制138

6.5.4用PLC实现多处控制139

6.5.5用PLC实现行程自动往返控制电路140

6.5.6用PLC控制Y-△启动电路141

6.6 PLC系统设计与应用实例141

6.6.1系统设计141

6.6.2三菱FX2系列PLC实现人行道与车道交叉路口红绿灯的控制142

6.6.3三菱FX2系列PLC在机械自动装置控制中的应用143

6.6.4三菱FX2系列PLC在电动机控制中的应用145

习题146

第7章 电工技术实验与仿真147

7.1电工电子技术实验须知147

7.2电工技术实验内容148

7.2.1戴维南定理的研究148

7.2.2一阶RC电路的时域响应149

7.2.3日光灯电路及功率因数的提高150

7.2.4三相交流电路的测量152

7.2.5变压器的连接与测试154

7.2.6三相异步电动机正、反转继电接触器控制156

7.3仿真软件Multisim10.0简介157

7.4仿真软件Multisim10.0应用举例158

下篇 电子技术基础166

第8章 常用半导体器件及基本放大电路166

8.1 PN结和半导体二极管166

8.1.1半导体基础知识166

8.1.2二极管及其简单应用168

8.1.3特殊二极管170

8.2半导体三极管171

8.2.1基本结构和电流放大作用171

8.2.2三极管的特性曲线172

8.2.3主要参数174

8.2.4开关应用175

8.3基本放大电路175

8.3.1共发射极放大电路176

8.3.2静态工作点的稳定183

8.3.3共集电极放大电路184

8.3.4放大电路的级间耦合与差分放大电路187

8.4功率放大电路189

8.4.1功率放大电路的类型189

8.4.2互补对称功率放大电路190

8.4.3集成功率放大器简介191

8.5绝缘栅型场效应管193

8.5.1 N沟道增强型MOS管193

8.5.2 N沟道耗尽型MOS管195

8.5.3场效应管与晶体管的比较及其主要参数195

习题196

第9章 集成运算放大器199

9.1集成运算放大器简介199

9.1.1集成运放的结构与符号199

9.1.2集成运放的主要技术指标200

9.1.3集成运放的电压传输特性与理想化模型201

9.2放大电路中的反馈202

9.2.1反馈的基本概念202

9.2.2反馈放大电路的基本类型及判断方法203

9.2.3负反馈的4种组态205

9.2.4负反馈对放大电路性能的影响206

9.3集成运放的线性应用207

9.3.1比例运算电路207

9.3.2加法与减法运算电路208

9.3.3积分与微分运算电路209

9.3.4运放线性应用电路举例210

9.4集成运放的非线性应用215

9.4.1比较器215

9.4.2方波发生器218

9.4.3方波和三角波发生器220

9.4.4脉冲和锯齿波发生器221

9.5正弦波发生器221

9.5.1自激振荡222

9.5.2文氏电桥振荡器223

9.6集成运算放大器的正确使用224

9.6.1集成运放的型号选择224

9.6.2集成运放的消振和调零224

9.6.3集成运算放大器的保护措施224

习题225

第10章 直流稳压电源228

10.1整流与滤波电路228

10.1.1整流电路228

10.1.2滤波电路230

10.2稳压电路232

10.2.1稳压管稳压电路232

10.2.2串联型稳压电路234

10.3集成稳压器235

10.3.1三端固定式集成稳压器235

10.3.2三端可调式集成稳压器236

10.3.3基准电压源236

习题237

第11章 数字电路基础239

11.1数制与编码239

11.1.1常用数制及转换239

11.1.2二进制代码242

11.2逻辑代数的基本运算244

11.2.1基本的逻辑运算245

11.2.2逻辑代数的基本运算246

11.2.3逻辑函数的表示方法247

11.3逻辑函数的化简250

11.3.1逻辑函数的代数化简法250

11.3.2卡诺图化简法250

11.3.3具有无关项的逻辑函数及其卡诺图化简法251

11.4逻辑门电路252

11.4.1基本门电路252

11.4.2常用复合门电路254

11.5集成门电路256

11.5.1 TTL系列门电路256

11.5.2 CMOS门电路260

11.5.3集成电路应用261

习题264

第12章 组合逻辑电路266

12.1组合逻辑电路的分析266

12.2组合逻辑电路的设计267

12.3加法器269

12.3.1半加器269

12.3.2全加器270

12.4编码器270

12.4.1二进制编码器270

12.4.2二-十进制编码器271

12.4.3优先编码器272

12.5译码器273

12.5.1译码器工作原理273

12.5.2二-十进制译码器276

12.5.3显示译码器276

12.6数据选择器和数据分配器278

12.6.1数据选择器278

12.6.2数据分配器279

12.7组合逻辑电路中的竞争冒险现象280

12.7.1竞争冒险现象及其产生原因280

12.7.2竞争冒险现象的判别281

12.7.3消除竞争冒险现象的方法281

习题281

第13章 时序逻辑电路284

13.1双稳态触发器284

13.1.1基本RS触发器284

13.1.2可控触发器285

13.1.3边沿触发器288

13.2时序逻辑电路分析288

13.3寄存器291

13.3.1数码寄存器291

13.3.2移位寄存器291

13.4计数器293

13.4.1计数器的分类和基本原理293

13.4.2常用的集成计数器298

13.4.3用集成计数器实现任意进制计数299

13.5 555定时器及其应用301

13.5.1 555定时器的电路结构与工作原理301

13.5.2用555定时器构成的施密特触发器302

13.5.3用555定时器构成的单稳态触发器304

13.5.4用555定时器构成的多谐振荡器304

习题305

第14章 数模和模数转换308

14.1 D/A转换器308

14.1.1倒T形电阻网络D/A转换器308

14.1.2 D/A转换器的主要技术指标309

14.1.3集成D/A转换器310

14.2 A/D转换器311

14.2.1 A/D转换器基本工作原理311

14.2.2逐次逼近型模数转换器312

14.2.3集成模数转换器及其应用314

习题315

第15章 电子技术实验与仿真316

15.1电子技术实验内容316

15.1.1基本放大电路的分析316

15.1.2集成运放的线性应用318

15.1.3整流、滤波、稳压电路的测试320

15.1.4 TTL集成门电路逻辑功能测试与变换322

15.1.5组合逻辑电路的设计323

15.1.6任意进制计数器的设计324

15.2仿真软件Multisim10.0应用举例325

第16章 单片机入门与应用334

16.1概述334

16.1.1单片机定义与特点334

16.1.2 C8051F020芯片简介335

16.2单片机硬件结构组成和原理336

16.2.1 CPU内核336

16.2.2存储器337

16.2.3可编程数字I/I/O和交叉开关339

16.2.4可编程计数器／定时器阵列340

16.2.5模数转换器件（ADC0和ADC1）340

16.2.6数模转换器和比较器342

16.2.7中断系统343

16.2.8电源管理方式344

16.3 C8051F020单片机芯片引脚与端口电路345

16.3.1芯片引脚与功能345

16.3.2 C8051F020的I/O端口348

16.3.2复位电路350

16.4单片机51指令系统351

16.4.1 51汇编语言351

16.4.2 C语言355

16.5单片机程序设计359

16.5.1顺序结构程序360

16.5.2分支结构程序360

16.5.3循环结构程序361

16.5.4算术运算程序设计363

16.6单片机应用系统设计与实例364

16.6.1应用系统设计步骤364

16.6.2系统硬件设计365

16.6.3系统软件设计365

16.6.4基于单片机的数据采集系统原理366

习题367

上篇部分习题答案368

下篇部分习题答案371

附录A 51汇编指令表374

参考文献379