电工技术基础（电工学I）（第2版）

前言

第1篇电路基础

第1章基本元件和基本定律3

1.1电路模型和电路变量3

1.1.1电路的基本概念3

1.1.2电路模型4

1.1.3电路变量5

1.1.4参考方向7

1.2电路基本元件8

1.2.1电阻元件R9

1.2.2电容元件C10

1.2.3电感元件L11

1.2.4独立电源12

1.2.5受控电源15

1.2.6开路与短路16

1.3基尔霍夫定律17

1.3.1支路、结点和回路17

1.3.2基尔霍夫的电压定律和

电流定律18

1.4电阻电路的等效变换21

1.4.1电阻的串联、并联等效变换22

1.4.2电阻的Y联结和△联结的

等效变换26

1.5电源电路的等效变换30

1.5.1电压源串联电路的等效变换30

1.5.2电流源并联电路的等效变换32

1.6电路中电位的计算34

1.7综合计算与分析35

小结42

选择题43

习题45

第2章线性电路的分析方法50

2.1电源模型的等效变换法50

2.2支路电流法53

2.3结点电压法54

2.4网孔电流法59

2.5叠加定理61

2.6戴维南定理与诺顿定理64

2.6.1戴维南定理64

2.6.2诺顿定理71

2.7最大功率传输定理75

2.8综合计算与分析76

小结88

选择题89

习题92

第3章正弦交流电路分析98

3.1正弦函数的相量形式98

3.1.1正弦量98

3.1.2正弦量的相量表示101

3.1.3复数102

3.2元件伏安特性和基尔霍夫定律

的相量形式105

3.2.1元件伏安特性的相量形式105

3.2.2基尔霍夫定律的相量形式109

3.3阻抗与导纳109

3.3.1阻抗与导纳基本概念109

3.3.2阻抗串并联电路110

3.4正弦稳态电路的分析117

3.5正弦稳态电路的功率119

3.5.1功率120

3.5.2功率因数的提高126

3.5.3最大功率传输129

3.6谐振130

3.6.1串联谐振130

3.6.2并联谐振133

3.7综合计算与分析136

小结145

选择题147

习题151

第4章三相电路分析157

4.1三相电路的基本概念157

4.1.1对称三相电源157

4.1.2对称三相电源的相序157

4.1.3对称三相电源的联结158

4.1.4三相负载159

4.2对称三相电路分析160

4.2.1对称星形联结160

4.2.2对称三角形联结162

4.2.3对称三相电路的计算163

4.3对称三相电路的功率165

4.3.1对称三相功率的分析165

4.3.2三相电路的功率测量169

4.4不对称三相电路170

4.5安全用电172

4.5.1电击与预防172

4.5.2接地与接零173

4.6综合计算与分析175

小结179

选择题180

习题182

第5章一阶电路的时域分析186

5.1换路定则及初始值187

5.1.1换路定则187

5.1.2初始值189

5.2三要素法192

5.2.1一阶电路微分方程的建立192

5.2.2一阶电路微分方程的解——

三要素法194

5.3一阶电路的零输入响应、零状态

响应和全响应199

5.3.1一阶电路的零输入响应199

5.3.2一阶电路的零状态响应205

5.3.3一阶电路的全响应208

5.4RC微分电路和积分电路212

5.4.1RC微分电路212

5.4.2RC积分电路213

5.5综合计算与分析214

小结220

选择题222

习题225

第6章周期性非正弦电路230

6.1周期函数的傅里叶级数230

6.2非正弦周期量的有效值、平均值

和平均功率231

6.2.1有效值231

6.2.2平均值232

6.2.3平均功率232

6.3周期性非正弦稳态电路的分析233

6.4综合计算与分析234

小结238

选择题238

习题238

第2篇电动机与控制

第7章磁路243

7.1磁场的基本物理量与磁路定律243

7.1.1磁感应强度243

7.1.2磁通243

7.1.3磁场强度244

7.1.4磁导率244

7.1.5磁通的连续性原理244

7.2磁性材料244

7.2.1磁性材料的主要特性244

7.2.2磁性材料的分类246

7.3磁路的概念及磁路的基本定律247

7.3.1磁路的概念247

7.3.2磁路的基本定律247

7.4直流磁路250

7.5交流磁路与交流铁心线圈252

7.5.1磁通与电压的关系252

7.5.2铁心线圈的功率损耗254

7.5.3交流铁心线圈的等效电路254

7.6电磁铁255

7.6.1直流电磁铁255

7.6.2交流电磁铁256

7.6.3电磁铁的应用257

7.7综合计算与分析257

小结259

思考题260

习题262

第8章变压器264

8.1变压器的分类、基本结构及工作

原理264

8.1.1变压器的分类264

8.1.2变压器的基本结构264

8.1.3变压器的工作原理266

8.2变压器的运行特性270

8.3变压器的应用271

8.4变压器使用中的问题274

8.4.1变压器的额定值275

8.4.2变压器绕组的极性275

8.4.3小型变压器的设计与计算276

8.4.4选择变压器容量的简便方法278

8.5综合计算与分析279

小结282

思考题283

习题285

第9章电动机288

9.1三相异步电动机的结构288

9.2三相异步电动机的工作原理290

9.2.1旋转磁场290

9.2.2异步电动机的转动原理294

9.2.3转差率295

9.3三相异步电动机的电路分析295

9.3.1定子电路295

9.3.2转子电路296

9.4三相异步电动机的转矩与机械

特性297

9.4.1电磁转矩特性297

9.4.2机械特性298

9.5三相异步电动机的起动、制动

和调速301

9.5.1三相异步电动机的起动301

9.5.2三相异步电动机的调速304

9.5.3三相异步电动机的制动305

9.6三相异步电动机的型号和技术

数据307

9.7单相异步电动机308

9.7.1单相异步电动机的结构309

9.7.2单相异步电动机的工作原理309

9.8电动机的选择310

9.9控制电机311

9.9.1伺服电动机311

9.9.2测速发电机312

9.9.3步进电动机313

9.10综合计算与分析313

小结317

思考题319

习题321

第10章电气控制323

10.1低压控制电器323

10.1.1刀开关324

10.1.2按钮324

10.1.3熔断器326

10.1.4热继电器326

10.1.5低压断路器327

10.1.6交流接触器与中间继电器327

10.2继电—接触器控制电路328

10.2.1继电接触控制器控制电路图的

阅读方法328

10.2.2继电接触器控制的基本

电路329

10.3可编程序控制器334

10.3.1可编程序控制器概述334

10.3.2可编程序控制器的组成与性能

指标335

10.3.3可编程序控制器的基本工作

原理336

10.3.4可编程序控制器的编程

语言337

10.3.5可编程序控制器在电动机控制

中的应用340

小结341

思考题342

习题343

部分习题参考答案346

参考文献3522100433B

本教材分为“电路基础”、“电机与控制”二个篇章论述。第1篇电路基础中有六个章节：基本元件和基本定律、线性电路的分析方法、正弦交流电路分析、三相电路分析、一阶电路的时域分析、周期性非正弦电路。第2篇电机与控制中有四个章节：磁路、变压器、电动机、电气控制。在电工技术基础课程的讲授中，由于各个学科的要求不同，各院校可根据具体的授课学时和专业要求对教材中的内容作适当的调整和选择。

本书主要介绍电工技术的基础知识。全书共8章，主要内容包括：直流电路、一阶动态电路的暂态分析、正弦稳态电路的分析、供配电技术基础、磁路与变压器、电动机、继电接触器控制系统、可编程控制器及应用等。

本书配备大量例题和习题，并提供配套多媒体电子课件、习题详解和MOOC网络课程。 本书可与《电工学（上册）习题及实验指导——电工技术基础》、《电工学（下册）——电子技术基础》和《电工学（下册）习题及实验指导——电子技术基础》等书配套使用。

“电工学”课程是高等学校非电类专业重要的技术基础课，《电工学 Ⅰ〖JP〗（电路与电子技术）》（第二版）为系列教材的第1册，全书包括三个部分：电路分析基础（第1~4章）、模拟电子技术基础（第5~8章）和数字电子技术基础（第9~12章）。教材内容尽可能全面地涵盖电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术三个部分的基本概念、基本定律和基本原理，以及应用所需的基本方法和基本技术，各章节中部分内容以“*”号标示，便于针对不同的教学需求进行选择。教材中每一章的起始部分给出了基本教学要求，结束部分编写了学习指导，进行重点、难点及典型例题讲解，同时给出了每一章节对应的英文标题以及重要术语的英文名词，供使用者参考，希望有助于提高在有限学时内的学习效果。教材附有Multisim仿真软件的简单使用说明，并将其应用贯穿于各章节的例题和习题中，使读者能在应用中增强分析问题和解决问题的能力。教材有配套数字课程，内容有多媒体电子教案、各章主要例题的Multisim电路仿真、课后习题参考解答、应用教学案例视频等。

《电工技术基础与技能第3版》，2020年12月8日，被教育部办公厅公布为“十三五”职业教育国家规划教材。