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模块一 电工常识和EWB电路仿真软件1

1.1 发电、输电概述1

1.1.1 电能的产生1

1.1.2 电力系统的组成2

1.2 工厂配电4

1.3 安全用电常识5

1.3.1 安全用电的意义5

1.3.2 触电的常见形式5

1.3.3 保护接地和保护接零7

1.3.4 安全用电措施8

1.3.5 触电急救常识8

1.4 万用表9

1.4.1 万用表结构9

1.4.2 万用表测量方法9

1.4.3 万用表测量电压、电流与电阻的原理10

1.5 EWB电路仿真软件12

1.5.1 软件简介12

1.5.2 EWB软件界面12

1.5.3 EWB基本操作方法介绍15

1.5.4 EWB 5.0电路仿真20

1.5.5 SPICE方式分析电路22

模块一小结23

模块一任务实施24

任务一 安全用电观察、思考和查询问题答案24

任务二 万用表测量电阻、电压和电流24

任务三 EWB软件对电压、电流的仿真测量25

思考与习题一27

模块二 直流电路30

2.1 电路的基本物理量31

2.1.1 电路和电路模型31

2.1.2 电流31

2.1.3 电压与电动势33

2.1.4 关联与非关联参考方向时电压与电流关系式35

2.1.5 电阻与电阻器36

2.1.6 电能与电功率38

2.2 全电路欧姆定律及电路的三种状态40

2.2.1 全电路欧姆定律40

2.2.2 电气设备的额定值41

2.2.3 电路的三种状态42

2.3 电阻的串联、并联与混联44

2.3.1 电阻的串联44

2.3.2 电阻的并联46

2.3.3 电阻的混联47

2.4 电阻Y一△连接等效变换48

2.4.1 电阻Y△连接的等效变换48

2.4.2 电阻Y★△连接的应用——电桥电路51

2.5 基尔霍夫定律和支路电流法52

2.5.1 复杂电路中涉及的概念52

2.5.2 基尔霍夫定律53

2.5.3 支路电流法56

2.6 实际电源的等效变换58

2.6.1 实际电压源模型58

2.6.2 实际电流源模型58

2.6.3 实际电源的等效变换59

2.7 叠加定理61

2.7.1 叠加定理61

2.7.2 叠加定理的应用62

2.8 节点电压法63

2.8.1 定义63

2.8.2 解题步骤64

2.9 戴维南定理65

2.9.1 戴维南定理65

2.9.2 戴维南定理的应用65

2.10 含受控源电路的等效变换68

2.10.1 受控源68

2.10.2 含受控源二端网络的等效电路69

模块二小结72

模块二任务实施73

任务一 研究电阻串联、并联电路的特点73

任务二 研究电源端电压、输出功率与负载的关系74

任务三 验证基尔霍夫定律和探索叠加定理75

任务四 探索节点电压法76

任务五 探索戴维南定理76

思考与习题二77

模块三 单相正弦交流电路83

3.1 正弦交流电的基本概念83

3.1.1 正弦交流电及其三要素84

3.1.2 相位差85

3.1.3 有效值85

3.2 正弦量的相量表示法87

3.2.1 复数及其表示形式87

3.2.2 复数运算88

3.2.3 正弦量的相量表示法89

3.3 RLC单元件交流电路90

3.3.1 电阻元件交流电路90

3.3.2 电感元件交流电路92

3.3.3 电容元件交流电路95

3.4 RLC串联交流电路97

3.4.1 RLC串联电路的计算97

3.4.2 RLC串联电路的性质99

3.5 RLC并联交流电路101

3.5.1 RLC并联电路及复导纳101

3.5.2 复阻抗与复导纳的等效变换103

3.6 阻抗的连接105

3.6.1 阻抗的串联105

3.6.2 阻抗的并联107

3.7 用相量法分析复杂交流电路109

3.8 正弦交流电路中的功率及功率因数的提高111

3.8.1 有功功率、无功功率、视在功率和功率因数111

3.8.2 功率因数的提高112

3.9 正弦交流电路负载获得最大功率的条件114

3.10 RLC电路中的谐振115

3.10.1 串联谐振115

3.10.2 RLC并联谐振118

3.11 非正弦周期电流电路119

3.11.1 非正弦周期电流119

3.11.2 非正弦周期电流电路的有效值和平均功率120

3.11.3 非正弦周期电流电路的计算123

模块三小结125

模块三任务实施126

任务一 用示波器观察正弦交流电的波形，研究其三要素126

任务二 用示波器观察和测量RL或RC串联电路电压与电流间的相位差127

任务三 探索RLC串联电路电压、电流、阻抗计算式129

任务四 研究日光灯电路功率因数的提高129

思考与习题三130

模块四三 相交流电路134

4.1 三相对称电源134

4.1.1 三相对称电源表示方法134

4.1.2 三相电源的连接136

4.2 三相负载的连接138

4.2.1 三相负载的Y连接139

4.2.2 三相负载的△连接142

4.3 三相不对称电路145

4.4 三相电路的功率150

模块四小结152

模块四任务实施153

任务一 探索三相对称电源星形、三角形连接时线电压与相电压的关系153

任务二 测量三相负载星形连接时负载的电压与电流154

任务三 测量三相负载三角形连接时负载的电压与电流155

思考与习题四156

模块五 过渡电路158

5.1 过渡电路概念及其作用159

5.1.1 过渡电路概念及其作用159

5.1.2 换路定律与电路的初始值160

5.2 一阶电路的零输入响应162

5.2.1 RC电路的零输入响应162

5.2.2 RL电路的零输入响应164

5.3 一阶电路的零状态响应166

5.3.1 RC电路的零状态响应166

5.3.2 RL电路的零状态响应168

5.4 一阶电路的全响应及三要素法169

5.4.1 一阶电路的全响应169

5.4.2 一阶电路的三要素法170

模块五小结172

模块五任务实施173

任务一 观察与分析含RLC元件电路在过渡电路中的不同现象173

任务二 研究RC电路在过渡响应时电容器电压uc的变化规律及时间常数173

任务三 研究RL电路在过渡响应时电感线圈上电压uL的变化规律及时间常数174

思考与习题五175

模块六 磁路与变压器178

6.1 磁路的基本知识178

6.1.1 磁路的基本物理量178

6.1.2 磁路的基本定律181

6.2 磁性材料185

6.2.1 高导磁性185

6.2.2 磁饱和性185

6.2.3 磁滞性186

6.3 交流铁芯线圈187

6.3.1 电磁关系187

6.3.2 电压电流关系188

6.3.3 功率损耗188

6.3.4 等效电路189

6.4 电磁铁190

6.4.1 直流电磁铁191

6.4.2 交流电磁铁191

6.5 变压器194

6.5.1 变压器的分类和结构194

6.5.2 变压器的工作原理195

6.5.3 变压器的外特性、功率和效率199

6.5.4 变压器绕组的极性202

6.5.5 特殊变压器203

模块六小结205

模块六任务实施206

任务一 观察交、直流电磁铁的工作现象并测量动作电流206

任务二 直流法、交流法测试互感线圈的同名端206

任务三 研究变压器在空载、负载、短路时变压变流规律及运行特性207

任务四 研究变压器阻抗变换规律208

思考与习题六209

模块七 异步电动机及其控制211

7.1 三相异步电动机的结构及工作原理211

7.1.1 三相异步电动机的结构211

7.1.2 三相异步电动机的工作原理213

7.2 三相异步电动机的铭牌与选择214

7.2.1 三相异步电动机的铭牌214

7.2.2 电动机的选择216

7.3 单相异步电动机217

7.3.1 单相异步电动机基本结构和工作原理217

7.3.2 单相异步电动机起动方法217

7.4 三相异步电动机的基本控制电路219

7.4.1 常用低压电器219

7.4.2 电动机的基本控制电路223

7.5 电气控制电路分析基础227

7.5.1 电气符号227

7.5.2 电气控制电路分析基础229

模块七小结230

模块七任务实施230

任务一 研究三相异步电动机的转动原理230

任务二 探索三相异步电动机点动控制电路231

任务三 探索三相异步电动机单向运行控制电路232

任务四 探索三相异步电动机正反转控制电路233

思考与习题七235

模块八二 极管及整流电路236

8.1 半导体二极管236

8.1.1 半导体基础知识236

8.1.2 PN结237

8.1.3 二极管238

8.1.4 特殊二极管240

8.1.5 二极管的检测242

8.2 单相整流电路242

8.2.1 半波整流电路243

8.2.2 桥式整流电路244

8.3 滤波电路246

8.3.1 电容滤波电路246

8.3.2 电感滤波器247

8.3.3 复式滤波器248

8.4 稳压二极管稳压电路249

8.4.1 稳压电路组成与工作原理249

8.4.2 稳压电路元件的选择250

8.5 三端集成稳压器251

8.5.1 三端集成稳压器的分类252

8.5.2 W78××系列三端集成稳压器252

8.5.3 三端集成稳压器的应用电路253

模块八任务实施255

任务一 研究二极管单向导电性255

任务二 研究整流、滤波和稳压电路257

模块八小结258

思考与习题八259

模块九 晶体管及其放大电路262

9.1 晶体管262

9.1.1 晶体管的基本结构与分类263

9.1.2 晶体管的电流放大作用264

9.1.3 晶体管的特性曲线265

9.1.4 晶体管的主要参数267

9.1.5 晶体管的简易测试267

阅读材料——晶体管的发明269

9.2 基本放大电路269

9.2.1 放大电路的组成269

9.2.2 共射基本放大电路静态分析271

9.2.3 共射基本放大电路动态分析273

9.3 分压式偏置放大电路275

9.3.1 静态工作点对输出波形的影响275

9.3.2 分压式偏置放大电路276

9.4 射极输出器279

9.5 推挽式功率放大电路281

9.5.1 功率放大器的要求与分类281

9.5.2 OCL功放电路283

9.5.3 OTL功放电路284

9.6 多级放大电路285

9.6.1 多级放大电路结构与耦合方式285

9.6.2 阻容耦合多级放大电路286

9.6.3 多级放大电路设计288

模块九 任务实施291

任务一 晶体管直流电流放大倍数与输出特性研究291

任务二 放大电路静态工作点、动态参数的测量及失真观察292

任务三 多级放大电路电压放大倍数测量与功能分析293

模块九小结294

思考与习题九295

模块十 运算放大器299

10.1 运算放大器简介299

10.1.1 运算放大器的定义、特点和应用300

10.1.2 运算放大器的组成300

10.1.3 集成运放图形符号及外形301

10.1.4 集成运放的主要参数301

10.1.5 运算放大器的分类303

10.1.6 理想运算放大器的条件与特性304

10.2 负反馈306

10.2.1 反馈基本概念306

10.2.2 反馈类型及其判别方法306

10.2.3 负反馈对放大器性能的改善309

10.3 运算放大器的线性应用311

10.3.1 反相输入运算放大电路311

10.3.2 同相输入运算放大电路316

10.3.3 差分电路317

10.4 电压比较器319

10.4.1 电压比较器319

10.4.2 滞回比较器320

10.5 信号发生器电路设计322

模块十小结323

模块十任务实施324

任务一 理想运算放大器“虚短”“虚断”特性测量324

任务二 负反馈运算放大电路电压放大倍数测量与分析324

任务三 集成运放微分、积分电路输入和输出电压的测量326

思考与习题十327

模块十一 组合逻辑电路331

11.1 数字信号和数字电路332

11.1.1 数字信号332

11.1.2 数字电路332

11.2 数制与码制333

11.2.1 数制333

11.2.2 码制335

11.3 逻辑函数336

11.3.1 逻辑函数及其基本运算法则336

11.3.2 逻辑代数的运算法则338

11.3.3 逻辑电路图339

11.4 基本逻辑门电路340

11.4.1 二极管门电路340

11.4.2 三极管门电路341

11.5 组合逻辑电路的分析和设计342

11.5.1 组合逻辑电路分析342

11.5.2 组合逻辑电路设计343

11.6 常用组合逻辑部件344

11.6.1 编码器344

11.6.2 译码器345

模块十一小结348

模块十一任务实施348

任务一 探索逻辑函数的真值表、函数表示式和逻辑电路图互换348

任务二 实践组合逻辑电路的设计350

思考与习题十一351

模块十二 时序逻辑电路354

12.1 时序逻辑电路概念355

12.2 常用集成触发器355

12.2.1 基本RS触发器355

12.2.2 同步RS触发器357

12.2.3 边沿触发器359

12.2.4 集成D触发器359

12.2.5 集成JK触发器360

12.3 时序逻辑电路的分析与设计362

12.3.1 时序逻辑电路的分析方法362

12.3.2 时序逻辑电路的设计方法364

12.4 常用时序逻辑功能部件365

12.4.1 计数器及应用366

12.4.2 寄存器及移位寄存器369

12.5 数字系统一般故障的检查和排除370

12.5.1 故障检测的方法370

12.5.2 实例分析371

模块十二小结373

模块十二任务实施374

任务一 探索RS触发器的真值表374

任务二 探索边沿JK触发器的逻辑分析374

任务三 探索N进制（任意进制）计数器的设计375

思考与习题十二376

附录A 半导体器件命名方法379

附录B 常用半导体器件的参数380

附录C E24电阻系列电阻阻值速查表385

部分习题答案386

参考文献391