电工电子技术及应用(张翼)

本书根据教育部颁发的“电工电子技术”教学基本要求编写，主要内容包括电路的基本定律及分析方法、单相和三相正弦交流电路的基础知识、变压器及安全用电基础知识、电动机的基本原理及控制电路、半导体及半导体器件、各种放大电路的分析方法、逻辑代数的基础知识及集成数字器件的逻辑功能和使用方法以及电工电子技术在工程中的应用。 本书适合作为高等院校工科非电类专业及相关专业电工电子技术课程的教材。

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第1章电路基础 1.1电路模型1 1.1.1电路的组成与功能1 1.1.2电路中常见的元器件及电路模型2 1.2电路中的基本物理量及参考方向2 1.2.1电路中的基本物理量2 1.2.2电路的参考方向5 1.3理想电路元件及电气设备的额定值6 1.3.1电阻元件6 1.3.2电容元件7 1.3.3电感元件9 1.3.4独立电压源11 1.3.5独立电流源12 1.3.6受控电源13 1.3.7电气设备的额定值13 1.4基尔霍夫定律及应用15 1.4.1基尔霍夫定律15 1.4.2支路电流法18 1.5叠加定理19 1.6电路等效定理——戴维南定理21 1.7电路的等效变换24 1.7.1电路等效变换的一般概念24 1.7.2电阻的串联与并联等效变换24 1.7.3电压源与电流源的等效变换 27 习题30 第2章电路的瞬态分析 2.1电路换路规则及初始值设定33 2.1.1换路规则33 2.1.2初始条件34 2.1.3初始条件的计算方法34 2.2一阶电路的瞬态响应 36 2.2.1一阶电路的零输入响应36 2.2.2一阶电路的零状态响应39 2.2.3一阶电路的全响应42 2.3一阶线性电路瞬态分析的三要素法44 习题46 第3章正弦交流电路 3.1正弦电压与电流49 3.1.1正弦量的三要素49 3.1.2正弦量的相量表示法51 3.2单一参数的正弦交流电路53 3.2.1电阻元件的正弦交流电路54 3.2.2电感元件的正弦交流电路55 3.2.3电容元件的正弦交流电路 57 3.3阻抗串并联电路分析59 3.3.1电阻、电感和电容元件的串联交流电路分析60 3.3.2阻抗串联交流电路62 3.3.3阻抗并联交流电路62 3.4正弦交流电路的功率64 3.4.1正弦电路的功率64 3.4.2功率因数的提高65 3.5谐振电路分析67 3.5.1串联谐振电路67 3.5.2并联谐振电路68 3.6三相交流电路70 3.6.1三相电源70 3.6.2三相负载 72 3.6.3三相功率76 习题76 第4章变压器 4.1磁路及交流铁芯线圈79 4.1.1磁场的基本物理量79 4.1.2磁性材料的磁性能80 4.1.3磁路欧姆定律82 4.1.4交流铁芯线圈83 4.2变压器基础85 4.2.1变压器的基本结构85 4.2.2变压器的工作原理86 4.2.3变压器的外特性及效率88 4.3常见变压器的应用89 4.3.1自耦变压器89 4.3.2互感器90 4.4安全用电知识91 习题94 第5章三相异步电动机 5.1三相异步电动机的结构和工作原理95 5.1.1三相异步电动机的基本构造95 5.1.2三相异步电动机的工作原理97 5.2三相异步电动机的电磁转矩和机械特性101 5.2.1三相异步电动机的电路分析101 5.2.2三相异步电动机的电磁转矩102 5.2.3三相异步电动机的功率平衡103 5.2.4三相异步电动机的机械特性104 5.3三相异步电动机的启动、调速和制动107 5.3.1三相异步电动机的启动方法107 5.3.2三相异步电动机的调速方法109 5.3.3三相异步电动机的制动方法110 5.4三相异步电动机的铭牌111 习题114 第6章常用控制电器与电气控制技术 6.1常用控制电器115 6.1.1刀开关115 6.1.2按钮117 6.1.3熔断器118 6.1.4交流接触器120 6.1.5继电器121 6.1.6行程开关123 6.2电气控制技术126 6.2.1直接启动控制126 6.2.2点动和长动控制127 6.2.3正反转控制127 6.2.4顺序控制和多地点控制129 6.2.5行程控制130 6.2.6时间控制131 习题132 第7章半导体基础知识 7.1概述133 7.1.1本征半导体133 7.1.2PN结的形成及其特性135 7.1.3PN结特性的理论解释136 7.2普通晶体二极管137 7.2.1二极管的结构和符号137 7.2.2二极管的伏安特性曲线和方程138 7.2.3二极管的温度特性139 7.2.4二极管的主要参数139 7.3特殊用途二极管140 7.3.1发光二极管140 7.3.2光电二极管140 7.3.3激光二极管140 7.3.4稳压二极管141 7.4晶体三极管143 7.4.1晶体三极管的结构和符号143 7.4.2晶体三极管的放大作用144 7.4.3晶体三极管的特性曲线146 7.4.4晶体三极管的主要参数及应用149 7.5场效应晶体管151 7.5.1结型场效应管的基本结构与原理152 7.5.2结型场效应管的特性曲线154 7.5.3场效应管的主要参数154 7.5.4绝缘栅场效应管155 习题157 第8章基本放大电路 8.1放大的基本概念159 8.1.1放大的概念159 8.1.2放大电路主要指标160 8.2基本放大电路162 8.2.1共发射极放大电路结构162 8.2.2放大电路的静态分析163 8.2.3放大电路的动态分析166 8.3静态工作点的设置与稳定171 8.4射极输出器175 8.4.1电路结构175 8.4.2静态分析及动态分析175 8.4.3射极输出器的应用177 8.5多级放大电路177 8.5.1多级放大电路耦合方式178 8.5.2多级放大电路的动态分析180 8.6差分放大电路 180 8.6.1基本原理181 8.6.2典型差分放大电路183 8.6.3差分放大电路的输入-输出方式185 8.7功率放大电路187 8.7.1功率放大电路概述187 8.7.2乙类互补对称放大电路188 8.7.3甲乙类互补对称放大电路189 习题190 第9章集成运算放大器 9.1集成运算放大器概述194 9.1.1基本组成194 9.1.2电压传输特性195 9.1.3集成运算放大器的主要参数196 9.2理想运算放大器197 9.3电子电路中的反馈198 9.3.1反馈的基本概念198 9.3.2放大电路中的负反馈200 9.3.3放大电路中的正反馈204 9.4基本运算电路205 9.4.1比例运算电路206 9.4.2加法运算电路207 9.4.3减法运算电路208 9.4.4积分运算电路209 9.4.5微分运算电路210 9.5集成运算放大器的非线性应用211 习题214 第10章数字逻辑电路基础 10.1逻辑代数与逻辑门电路218 10.1.1基本逻辑门电路218 10.1.2基本逻辑门电路的组合 221 10.2TTL集成逻辑门电路223 10.2.1TTL门电路224 10.2.2其他类型的TTL门电路227 10.3逻辑代数229 10.3.1逻辑代数的运算法则229 10.3.2逻辑代数的化简230 10.3.3逻辑函数的表示方法231 10.4组合逻辑电路分析与设计232 10.4.1组合逻辑电路分析232 10.4.2组合逻辑电路设计234 10.5常见组合逻辑电路236 10.5.1加法器236 10.5.2编码器和译码器238 10.5.3数据分配器与数据选择器 244 10.5.4数据比较器247 10.6触发器247 10.6.1基本RS触发器247 10.6.2同步RS触发器249 10.6.3JK触发器250 10.6.4D触发器251 10.6.5T和T′触发器252 10.7常见时序逻辑电路252 10.7.1寄存器252 10.7.2计数器254 习题256 第11章模拟量与数字量的转换 11.1A/D转换器257 11.1.1A/D转换器的分类258 11.1.2A/D转换器的基本方案258 11.2D/A转换器260 11.2.1D/A转换器的基本结构260 11.2.2D/A转换技术指标262 11.2.3DAC0832及应用263 11.3常见传感器265 11.3.1压力检测传感器265 11.3.2霍尔传感器266 11.3.3光电传感器266 11.3.4红外传感器268 11.3.5物位传感器268 11.3.6气敏传感器269 11.3.7温度传感器270 11.3.8烟雾传感器273 11.3.9热释电传感器273 习题275 第12章电工电子技术的工程应用 12.1口罩自动检测装置的设计276 12.2疫情防控电子门的设计280 习题280 附录 附录A半导体分立器件型号命名方法283 附录B常用半导体分立器件的参数284 附录C半导体集成电路型号命名方法287 附录D常用半导体集成电路的参数和符号287 附录E数字集成电路各系列型号分类表288 附录FTTL门电路、触发器和计数器的部分品种型号289 参考文献