电工电子技术

本书按照教育部高等院校“电工学”课程指导组拟定的电工、电子技术系列课程教学基本要求，系统地介绍了电工与电子技术的基本概念和基本分析与应用方法。全书共分为14章，内容包括：电路的基本概念与基本定律、电阻电路的等效变换、电阻电路的分析方法、电路暂态分析、正弦交流电路、三相电路、半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器、直流稳压电源、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路、数/模和模/数转换等。本书内容充实，通俗易懂，层次分明，条理清晰，结构合理，重点突出，概念阐述清楚、准确，例题丰富、讲解详细。本书适合作为高等院校工科专业的教材，也可供从事相关专业的工程技术人员参考。

王欣，武汉工程大学邮电与信息工程学院自动化教研室专职教师，副教授，中国共产党员。主讲单片机原理及接口技术、电气控制与PLC、微机原理及接口技术等多门课程。代表性成果获奖：2012年获得“校青年教师基本功比赛一等奖”2012年指导学生参加全国电子设计大赛荣获专科组一等奖;2012年获得武汉工程大学邮电与信息工程学院特别贡献奖2017年指导学生参加第五届“AB杯”获三等奖2018年指导学生参加第六届“AB杯”获一等奖两项2018年指导学生参加“襄阳高新杯”湖北省大学生机械创新设计大赛获三等奖2018年指导学生参加第十二届“西门子杯”中国智能制造挑战赛获二等奖、三等奖各1项2019年指导学生参加第七届“AB杯”获二等奖2019年指导学生参加第十三届“西门子杯”中国智能制造挑战赛获二等奖、三等奖各1项2019年院级优秀毕业论文指导老师2020年指导学生参加第八届“AB杯”获二等奖2021年指导学生参加第九届“AB杯”获二等奖 论文发表：王欣，“无功和谐波电流监测系统的开发”，武汉工程大学学报，2013-06 王欣，“无线通信系统数字变频算法设计与实现”，自动化与仪器仪表2014-06王欣，“电气控制与PLC技术课程教学模式改革与实践”，高教学刊2018 主编教材：《电气控制及PLC技术-罗克韦尔Micro800系列》主编 机械工业出版社

1电路的基本概念与基本定律(1) 1.1电路及电路模型(1) 1.1.1电路功能与组成部分(1) 1.1.2电路模型(2) 1.2电压和电流的参考方向(2) 1.3基尔霍夫定律(3) 1.3.1基尔霍夫电流定律(KCL)(3) 1.3.2基尔霍夫电压定律(KVL)(4) 1.4电路中的电位(5) 习题1(7) 2电阻电路的等效变换(11) 2.1电阻的串联和并联(11) 2.1.1电阻的串联(11) 2.1.2电阻的并联(12) 2.1.3电阻的混联(13) 2.2电阻星型连接与三角形连接的等效变换(13) 2.3电源的两种模型及其等效变换(15) 2.3.1电压源模型(15) 2.3.2电流源模型(16) 2.3.3电源两种模型之间的等效变换(16) 习题2(19) 3电阻电路的分析方法(22) 3.1支路电流法(22) 3.2节点电压法(24) 3.3叠加定理(26) 3.4等效电源定理(27) 3.4.1二端网络的概念(27) 3.4.2戴维宁定理(28) 3.4.3诺顿定理(30) 习题3(31)4电路暂态分析(35) 4.1储能元件(35) 4.1.1电容元件(35) 4.1.2电感元件(36) 4.2换路定则(37) 4.3RC电路的响应(38) 4.3.1RC电路的零输入响应(38) 4.3.2RC电路的零状态响应(39) 4.3.3RC电路的全响应(41) 4.4一阶线性电路暂态分析的三要素法(43) 4.4.1一阶线性电路概念(43) 4.4.2三要素法(43) 4.5RC电路的应用(45) 4.5.1微分电路(45) 4.5.2积分电路(46) 4.6RL电路的响应(47) 4.6.1RL电路的零输入响应(47) 4.6.2RL电路的零状态响应(48) 4.6.3RL电路的全响应(49) 习题4(50) 电工电子技术目录5正弦交流电路(55) 5.1正弦电压与电流(55) 5.1.1周期、频率和角频率(56) 5.1.2幅值与有效值(56) 5.1.3相位、初相位和相位差(57) 5.2正弦量的相量表示法(58) 5.2.1复数表示形式(58) 5.2.2正弦量向量表示法(59) 5.3单一参数的交流电路(60) 5.3.1电阻元件的交流电路(60) 5.3.2电感元件的交流电路(61) 5.3.3电容元件的交流电路(63) 5.4RLC串联交流电路(65) 5.4.1RLC串联电路电压与电流的关系(65) 5.4.2RLC串联电路的功率(66) 5.5阻抗的串联与并联(67) 5.5.1阻抗的串联(67) 5.5.2阻抗的并联(68) 5.5.3混联电路(69) 5.6功率因数的提高(70) 5.6.1功率因数低引起的问题(70) 5.6.2提高功率因数的方法(71) 5.6.3并联电容值的计算(72) 5.7谐振电路(73) 5.7.1串联谐振(73) 5.7.2并联谐振(75) 5.8非正弦周期交流电路(77) 5.8.1非正弦周期信号谐波分解(77) 5.8.2非正弦周期信号有效值(78) 5.8.3非正弦周期信号平均功率(79) 习题5(79) 6三相电路(83) 6.1三相电路(83) 6.2三相负载的连接(85) 6.2.1负载星型连接的三相电路(85) 6.2.2负载三角形连接的三相电路(88) 6.3三相功率(88) 6.4安全用电(91) 6.4.1电流对人体的危害(91) 6.4.2触电方式(92) 6.4.3接地和接零(93) 习题6(97) 7半导体器件(101) 7.1PN结及其单向导电性(101) 7.1.1半导体的基础知识(101) 7.1.2N型半导体和P型半导体(102) 7.1.3PN结的单向导电性(103) 7.2半导体二极管(104) 7.2.1基本结构(104) 7.2.2伏安特性(105) 7.2.3主要参数(105) 7.3特殊二极管(107) 7.3.1稳压二极管(107) 7.3.2发光二极管(108) 7.3.3光电二极管(108) 7.4半导体三极管(109) 7.4.1基本结构(109) 7.4.2放大原理(109) 7.4.3特性曲线(112) 7.4.4主要参数(114) 7.5光电三极管(115) 习题7(116) 8基本放大电路(118) 8.1共发射极放大电路(118) 8.1.1共发射极放大电路的组成(119) 8.1.2放大电路的性能指标(119) 8.2放大电路的静态分析(122) 8.2.1静态工作点的分析(122) 8.2.2图解法确定静态值(123) 8.3放大电路的动态分析(124) 8.3.1微变等效电路法(124) 8.3.2图解法(127) 8.4静态工作点的稳定(129) 8.5常用基本放大电路(132) 8.5.1射极输出器(133) 8.5.2差分放大电路(134) 8.5.3互补对称功率放大电路(139) 8.6实用放大电路结构(139) 习题8(140) 9集成运算放大器(143) 9.1集成运算放大器概述(143) 9.1.1集成运算放大器的组成(143) 9.1.2集成运算放大器的主要参数(145) 9.1.3理想运算放大器及其分析依据(146) 9.2放大电路中的负反馈(147) 9.2.1反馈的概念(147) 9.2.2负反馈与正反馈的判别方法(148) 9.2.3负反馈的类型及判断(149) 9.2.4负反馈对放大电路性能的影响(152) 9.3运算放大器在信号运算方面的应用(154) 9.3.1比例运算(154) 9.3.2加法运算(156) 9.3.3减法运算(156) 9.3.4积分运算(157) 9.3.5微分运算(158) 9.4运算放大器在信号处理方面的应用(158) 9.4.1有源滤波器(158) 9.4.2采样保持电路(161) 9.4.3电压比较器(161) 9.5运算放大器在波形产生方面的应用(163) 9.5.1矩形波发生器(163) 9.5.2三角波发生器(164) 9.5.3锯齿波发生器(165) 9.6使用运算放大器时的注意事项(166) 习题9(167) 10直流稳压电源(170) 10.1整流电路(170) 10.1.1单相半波整流电路(171) 10.1.2单相桥式整流电路(172) 10.2滤波器(174) 10.2.1电容滤波器(C滤波器)(174) 10.2.2电感电容滤波器(LC滤波器)(175) 10.2.3π形滤波器(176) 10.3直流稳压电源(176) 10.3.1稳压二极管稳压电路(177) 10.3.2串联型稳压电路(177) 10.3.3集成稳压电路(178) 习题10(181) 11逻辑门电路(182) 11.1数字逻辑基础(182) 11.1.1数字逻辑和逻辑电平(182) 11.1.2脉冲信号(183) 11.1.3数制(183) 11.2基本逻辑门电路(187) 11.2.1逻辑门电路基本概念(187) 11.2.2基本逻辑门电路(188) 11.2.3常用符号电路(190) 11.3TTL门电路(192) 11.3.1TTL与非门电路(192) 11.3.2三态输出与非门电路(194) △11.3.3集电极开路与非门电路(196) 11.4CMOS门电路(196) 11.4.1CMOS非门电路(196) 11.4.2CMOS与非门电路(197) 11.4.3CMOS或非门电路(197) 习题11(198) 12组合逻辑电路(201) 12.1逻辑代数(201) 12.1.1逻辑代数运算法则(201) 12.1.2逻辑函数的表示方法(202) 12.1.3逻辑函数的化简(204) 12.2组合逻辑电路(207) 12.2.1组合逻辑电路的分析(207) 12.2.2组合逻辑电路的设计(208) 12.3加法器(210) 12.3.1半加器(210) 12.3.2全加器(211) 12.4编码器(213) 12.4.1二进制编码器(213) 12.4.2二十进制编码器(214) 12.5译码器和数码显示(216) 12.5.1二进制译码器(216) 12.5.2二十进制显示译码器(218) 12.6数据分配器和数据选择器(221) 12.6.1数据分配器(221) 12.6.2数据选择器(221) 习题12(223) 13触发器和时序逻辑电路(228) 13.1双稳态触发器(228) 13.1.1RS触发器(228) 13.1.2JK触发器(232) 13.1.3D触发器(233) 13.1.4触发器逻辑功能的转换(234) 13.2时序逻辑电路的分析(235) 13.3寄存器(238) 13.3.1数码寄存器(238) 13.3.2移位寄存器(239) 13.4计数器(242) 13.4.1二进制计数器(243) 13.4.2十进制计数器(247) 13.4.3任意进制计数器(250) 13.4.4环形计数器(252) 13.4.5环形分配器(253) 13.5555定时器与应用(254) 13.5.1555定时器(254) 13.5.2由555定时器组成的单稳态触发器(256) 13.5.3由555定时器组成的多谐振荡器(258) 13.6时序逻辑电路的应用(260) 习题13(265) 14数/模和模/数转换(273) 14.1D/A转换器(273) 14.1.1D/A转换器组成和工作原理(273) 14.1.2D/A转换器的主要技术指标(276) 14.2A/D转换器(277) 14.2.1逐次逼近型A/D转换器(277) 14.2.2双积分型A/D转换器(280) 14.2.3A/D转换器的主要技术指标(281) 习题14(282) 附录(286) 附录A半导体分立器件型号命名方法(286) 附录B常用半导体分立器件的型号和参数(287) 附录C半导体集成器件型号命名方法(289) 附录D常用半导体集成电路的型号和参数(290) 附录E数字集成电路各系列型号分类表(291) 附录FTTL门电路、触发器和计数器的部分品种型号(291) 附录G基本逻辑单元的逻辑符号(292) 附录H电阻器标称阻值系列(294)