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第1篇 电工基础与电气测量1

第1章 电工基础知识1

实例引入：参观学校配电室1

1.1 电力系统概述1

1.1.1 电力系统和电力网概述2

1.1.2 电力的产生3

1.1.3 电力的传输3

1.1.4 电力的分配3

1.1.5 用户和用电负荷的分类4

1.1.6 常用的低压供配电系统4

1.2 电工安全基本知识6

1.2.1 人为什么会触电6

1.2.2 触电有哪几种6

1.2.3 触电程度与哪些因素有关7

1.2.4 怎样预防触电7

1.2.5 发生了触电怎么办9

实训1 触电急救10

1.3 常用仪表与测量12

1.3.1 万用表的使用12

1.3.2 钳形电流表的使用16

1.3.3 兆欧表的使用17

实训2 仪表的使用18

习题20

第2章 直流电路21

实例引入：手电筒电路21

2.1 电路的基本物理量22

2.1.1 电流22

2.1.2 电压和电位23

2.1.3 电动势24

实训3 元件识别及线性电阻伏安特性测试25

2.2 欧姆定律27

2.3 电流与电压测量29

2.3.1 电阻串并联29

2.3.2 电流的测量30

2.3.3 电压的测量31

2.4 电路工作状态32

2.4.1 有载工作状态32

2.4.2 开路32

2.4.3 短路33

2.5 电路元件的特性方程34

2.5.1 电阻元件的特性方程34

2.5.2 电容元件的特性方程34

2.5.3 电感元件的特性方程34

实训4 测量电路并验证基尔霍夫定律35

2.6 基尔霍夫定律35

2.6.1 基尔霍夫电流定律(KCL)36

2.6.2 基尔霍夫电压定律(KVL)37

2.7 电路中电位的计算38

2.8 电路中的功率平衡38

习题41

第3章 正弦交流电路45

实例引入：日光灯电路45

实训5 白炽灯调光实验46

3.1 正弦交流电基本概念47

3.1.1 周期、频率和角频率48

3.1.2 瞬时值、最大值和有效值49

3.1.3 相位、初相和相位差49

3.2 正弦量的相量表示法51

3.3 正弦交流电路中电压与电流的关系53

3.3.1 纯电阻电路54

3.3.2 纯电感电路55

3.3.2 纯电容电路57

3.4 白炽灯串电感调光电路的阻抗计算及功率因数60

3.4.1 电阻与电感串联电路的电压与电流关系61

3.4.2 电阻与电感串联电路的功率关系和功率因数61

实训6 日光灯电路的阻抗计算63

习题64

第4章 三相电路67

实例引入：教学楼照明系统电路67

4.1 三相交流电动势67

4.2 三相电源的连接68

4.2.1 星形连接(Y连接)68

4.2.2 三角形连接(Δ连接)70

4.3 三相负载的连接70

4.3.1 星形连接的负载70

4.3.2 三角形连接的负载72

4.4 三相功率74

习题75

第5章 磁路与变压器76

实例引入：市电给6V小灯泡供电方案76

5.1 变压器的工作原理76

5.1.1 变压器的分类及型号76

5.1.2 变压器的结构77

5.1.3 变压器的额定值78

5.1.4 变压器的工作原理79

5.1.5 铁磁材料的磁性能80

5.2 变压器的应用81

5.2.1 空载运行和电压变换82

5.2.2 负载运行和电流变换83

5.2.3 阻抗变换85

5.2.4 变压器的外特性及效率87

5.3 小型变压器的设计88

5.3.1 变压器的额定容量88

5.3.2 计算铁心截面积89

5.3.3 铁心窗口的估算90

5.3.4 计算绕组匝数90

5.3.5 绕组导线截面的确定91

5.4 磁路在其他方面的应用91

5.4.1 万用表的表头91

5.4.2 电磁铁92

实训7 单相变压器高低压绕组及同名端判别92

5.5 三相变压器95

5.5.1 三相变压器的磁路结构95

5.5.2 三相变压器绕组的极性判别及绕组连接96

5.5.3 三相变压器的连接组别98

5.5.4 三相变压器的并联运行101

习题101

第2篇 电气控制104

第6章 电机104

实例引入：机床电机104

6.1 电机的分类和选择105

实训8 三相异步电动机的测量及三表使用108

6.2 三相异步电动机110

6.2.1 三相异步电动机的工作原理110

6.2.2 三相异步电动机的转向与转速112

6.2.3 三相异步电动机的转矩与机械特性114

6.2.4 三相异步电动机的铭牌数据115

6.2.5 三相异步电动机的启动118

6.2.6 三相异步电动机的调速120

6.2.7 三相异步电动机的制动121

实训9 单相异步电动机的运行122

6.3 单相异步电动机123

6.3.1 单相异步电动机的构造和工作原理123

6.3.2 单相异步电动机的启动124

6.3.3 单相异步电动机的正反转和调速125

6.4 直流电机125

6.4.1 直流电机的构造125

6.4.2 直流电机的工作原理126

6.4.3 直流电动机的转向与转速127

6.4.4 直流电动机的转短与机械特性128

6.4.5 直流电动机的启动、制动和调速129

6.5 控制电机130

6.5.1 伺服电动机130

6.5.2 步进电动机131

6.6 直线电机132

6.6.1 直线电机的结构132

6.6.2 直线电机的工作原理132

6.6.3 直线电机的应用133

习题134

第7章 常用低压电器135

实例引入：机床电气控制系统中的低压电器135

7.1 低压电器的作用与分类135

实训10 低压电器认识与检测136

7.2 开关电器136

7.2.1 低压断路器138

7.2.2 漏电保护开关139

7.2.3 漏电保护断路器141

7.3 低压熔断器141

7.4 接触器143

7.5 继电器145

7.5.1 时间继电器145

7.5.2 热继电器146

7.5.3 其他常用控制继电器147

7.6 主令电器148

7.6.1 按钮开关148

7.6.2 位置开关149

习题150

第8章 电气控制系统151

实例引入：机床电气控制系统151

8.1 点动控制152

实训11 电动机单向运转控制153

8.2 电动机的正反转控制155

实训12 接触器联锁和铵扭联锁的正反转控制156

8.3 顺序控制159

实训13 自动顺序控制160

8.4 行程控制162

8.5 Y-Δ启动控制164

实训14 自动Y-Δ启动控制165

8.6 能耗制动167

习题169

第3篇 复杂电路分析170

第9章 复杂直流电路的分析与计算170

实例引入：三极管基础电路170

9.1 电路的拓扑结构170

9.2 电源172

9.2.1 电压源172

9.2.2 电流源173

9.2.3 电压源与电流源的等效变换174

9.2.4 受控源175

9.3 支路电流法177

9.4 回路电流法179

9.5 网孔电流法180

9.6 节点电压法181

实训15 叠加原理的验证182

9.7 叠加原理的应用184

实训16 戴维南定理的验证185

9.8 戴维南定理的应用187

习题189

第10章 复杂交流电路的分析与计算193

10.1 正弦交流电路的一般分析方法193

10.2 R，L，C串联的交流电路196

10.2.1 电压与电流的关系196

10.2.2 从阻抗Z看电路的性质197

10.2.3 电路的功率197

10.3 功率因数的提高199

10.3.1 提高功率因数的意义199

10.3.2 提高功率因数的方法200

10.3.3 并联电容的选取201

10.4 复杂正弦交流电路的分析与计算202

实训17 R，L，C串联谐振204

10.5 电路的谐振205

10.5.1 串联谐振206

10.5.2 并联谐振207

实训18 三相负载的测定209

10.6 不对称三相电路的计算212

习题215

第11章 一阶暂态电路的分析与计算219

实训19 延时开关电路的连接与测量219

11.1 RC充电电路220

11.1.1 RC充电电路的实验220

11.1.2 实验结果分析221

11.2 零状态响应222

11.2.1 RC充电电路的定量分析222

11.2.2 零状态响应的一般形式223

11.3 RC放电电路224

11.3.1 RC放电电路的实验224

11.3.2 实验结果分析225

11.4 零输入响应226

11.4.1 RC放电电路的定量分析226

11.4.2 零输入响应的一般形式227

11.5 全状态响应229

11.5.1 RC电路的全状态响应229

11.5.2 RC电路暂态分析的三要素法230

实训20 微分电路和积分电路231

11.6 RL电路的暂态过程233

习题236