电工与电子技术

本书作为全国高等教育自学考试指定教材，根据当前电工与电子技术的进步和相关专业的发展需求，对2015年版教材进行了全面总结、提高和适当精简、补充，具有内容简明、重点突出、深入浅出、便于自学等特点。本书分为3篇，第1篇为电工技术，第2篇为电子技术，第3篇为实验指导书。每篇每章均配有思考题、小结和一定数量的例题和习题。为了便于自学，本书配套有数字资源，包括全部习题详解和PPT课件。 本书可作为高等教育工科非电类专业本科生、专科生的自学教材或参考书，也可供有关工程技术人员培训和自学使用。

高等院校教师

第1篇电 工 技 术 第1章电路的基本概念与基本定律31 1.1电路的组成及其作用31 1.1.1电路的组成31 1.1.2电路的作用与分类31 1.1.3电路模型32 1.2电流、电压、电动势及其参考方向32 1.2.1电流32 1.2.2电压33 1.2.3电动势34 1.3欧姆定律35 1.4电路中的功与功率36 1.5无源电路元件38 1.5.1电阻元件38 1.5.2电感元件39 1.5.3电容元件40 1.6有源电路元件41 1.6.1理想电压源41 1.6.2理想电流源41 1.6.3实际电源的模型与电源等效 变换42 1.6.4电源的串联和并联45 1.7电路的工作状态47 1.7.1电源的有载工作状态47 1.7.2电源的空载工作状态48 1.7.3电源的短路工作状态48 1.8基尔霍夫定律49 1.8.1基尔霍夫电流定律49 1.8.2基尔霍夫电压定律50 本章小结51 习题52 第2章电路的分析方法55 2.1电阻的串联与并联55 2.1.1电阻的串联55 2.1.2电阻的并联55 2.2支路电流法57 2.3叠加定理59 2.4戴维南定理62 2.5电位的计算65 本章小结66 习题66 第3章电路的暂态分析70 3.1换路定则与初始值的确定70 3.1.1换路定则70 3.1.2初始值的确定70 3.2一阶电路的零输入响应73 3.2.1RC串联电路的零输入响应73 3.2.2RL串联电路的零输入响应75 3.3一阶电路的零状态响应77 3.3.1RC串联电路的零状态响应77 3.3.2RL串联电路的零状态响应79 3.4一阶电路的全响应和三要素法80 3.4.1一阶电路的全响应80 3.4.2三要素法81 本章小结83 习题84 第4章单相正弦交流电路87 4.1正弦交流电的基本概念87 4.1.1正弦量的基本表示方法87 4.1.2正弦量的三要素88 4.2正弦量的相量表示法91 4.2.1相量的概念91 4.2.2复数及其表示形式91 4.2.3复数的运算92 4.2.4正弦交流电的相量表示93 4.3单一参数元件的交流电路95 4.3.1电阻元件的交流电路95 4.3.2电感元件的交流电路96 4.3.3电容元件的交流电路98 4.4RLC串联的交流电路100 4.5阻抗的串联与并联106 4.5.1阻抗的串联106 4.5.2阻抗的并联107 4.6正弦电路的功率与功率因数的提高108 4.6.1正弦电路的功率108 4.6.2功率因数的提高110 本章小结113 习题114 第5章三相正弦交流电路与安全 用电117 5.1三相正弦交流电路117 5.1.1三相电源117 5.1.2三相负载118 5.1.3三相功率122 5.2安全用电123 5.2.1安全用电概述123 5.2.2触电形式124 5.2.3触电急救及防护措施126 5.2.4保护接地与保护接零126 本章小结128 习题128 第6章磁路和变压器130 6.1磁路及其基本定律130 6.1.1磁路的概念130 6.1.2铁磁材料131 6.1.3磁路的基本定律132 6.2直流和交流磁路133 6.2.1直流磁路133 6.2.2交流磁路133 6.3变压器135 6.3.1变压器的基本原理135 6.3.2变压器的运行特性137 本章小结138 习题139 第7章三相异步电动机及其控制141 7.1三相异步电动机141 7.1.1三相异步电动机的结构141 7.1.2三相异步电动机的工作原理142 7.1.3三相异步电动机的电磁转矩和 机械特性145 7.1.4三相异步电动机的额定值147 7.1.5三相异步电动机的起动148 7.1.6三相异步电动机的调速151 7.2继电接触器控制系统152 7.2.1常用低压控制电器152 7.2.2继电接触器控制电路156 7.3可编程序控制器概论160 7.3.1PLC的发展历程161 7.3.2PLC的定义161 7.3.3PLC的典型结构组成162 7.3.4PLC的基本功能与应用164 7.3.5PLC的分类164 7.3.6PLC的特点165 7.3.7PLC的工作原理166 7.3.8PLC与继电器控制系统的比较166 7.3.9PLC的发展趋势167 本章小结168 习题168第2篇电 子 技 术 第8章半导体器件171 8.1半导体基础知识171 8.1.1半导体的导电性能171 8.1.2P型半导体和N型半导体172 8.1.3PN结及其单向导电性172 8.2半导体二极管173 8.2.1基本结构173 8.2.2伏安特性173 8.2.3主要参数174 8.2.4基本应用174 8.3稳压二极管176 8.3.1伏安特性176 8.3.2主要参数177 8.3.3基本应用177 8.4双极型晶体管178 8.4.1基本结构178 8.4.2电流分配与放大作用179 8.4.3伏安特性180 8.4.4主要参数181 8.5场效应晶体管183 8.5.1绝缘栅型场效应晶体管的结构与 特性曲线183 8.5.2主要参数186 8.6光电器件187 8.6.1发光二极管187 8.6.2光电导器件187 8.6.3光电耦合器188 8.6.4光（太阳能）电池189 本章小结189 习题190 第9章基本放大电路193 9.1共发射极交流放大电路193 9.1.1放大电路的组成193 9.1.2放大电路的工作原理193 9.2静态工作点稳定的放大电路196 9.3放大电路的图解分析法198 9.4放大电路的微变等效电路分析法200 9.5射极输出器206 9.5.1射极输出器的组成206 9.5.2射极输出器的分析206 9.6差分放大电路209 9.6.1基本差分放大电路209 9.6.2典型差分放大电路212 9.7功率放大电路213 9.7.1功率放大电路的特点和分类213 9.7.2互补对称功率放大电路214 9.8场效应晶体管放大电路216 9.8.1场效应晶体管分压式偏置放大 电路216 9.8.2场效应晶体管放大电路的分析216 本章小结219 习题219 第10章集成运算放大器及其应用224 10.1集成运算放大器224 10.1.1集成运算放大器的电路结构224 10.1.2集成运算放大器的电压传输 特性和主要参数225 10.2反馈228 10.2.1反馈的基本概念228 10.2.2反馈的极性及其判别方法229 10.2.3负反馈对电路性能的影响234 10.3集成运算放大器在信号运算电路中的 应用236 10.3.1比例运算电路237 10.3.2加法运算电路241 10.3.3减法运算电路242 10.3.4积分运算电路244 10.3.5微分运算电路245 本章小结246 习题246 第11章直流稳压电源250 11.1单相整流电路250 11.1.1单相半波整流电路250 11.1.2单相全波整流电路251 11.2滤波电路254 11.2.1电容滤波电路254 11.2.2电感滤波电路256 11.2.3复合滤波电路256 11.3稳压电路257 11.3.1稳压二极管稳压电路257 11.3.2串联型线性稳压电路258 11.3.3集成稳压电路259 本章小结261 习题261 第12章数字逻辑基础和门电路264 12.1数字电路基础264 12.1.1脉冲信号与数字电路264 12.1.2数字电路的特点265 12.1.3数制265 12.2基本逻辑关系及其门电路267 12.2.1与逻辑及与门电路267 12.2.2或逻辑及或门电路268 12.2.3非逻辑及非门电路269 12.2.4复合门电路270 12.3TTL门电路270 12.3.1TTL集成门电路271 12.3.2集成门电路多余输入端的 处理274 12.4CMOS门电路275 12.4.1CMOS反相器的组成及原理275 12.4.2CMOS传输门275 12.5逻辑代数基础277 12.5.1逻辑函数及其表示方法277 12.5.2逻辑代数的运算法则280 12.5.3逻辑函数的化简与变换281 本章小结282 习题283 第13章组合逻辑电路285 13.1组合逻辑电路的分析和设计285 13.1.1组合逻辑电路的分析285 13.1.2组合逻辑电路的设计286 13.2加法器288 13.2.1半加器288 13.2.2全加器288 13.3编码器290 13.3.1二进制编码器290 13.3.2二十进制编码器291 13.3.3优先编码器292 13.4译码器293 13.4.1二进制译码器293 13.4.2二十进制译码器294 13.4.37段显示译码器295 本章小结297 习题297 第14章时序逻辑电路301 14.1触发器301 14.1.1基本RS触发器301 14.1.2钟控RS触发器302 14.1.3D触发器304 14.1.4JK触发器308 14.2寄存器310 14.2.1并行输入寄存器310 14.2.2移位寄存器310 14.2.3集成寄存器311 14.3计数器312 14.3.1异步二进制加1计数器312 14.3.2同步二进制加1计数器314 14.3.3同步十进制计数器315 14.3.4集成计数器316 本章小结317 习题318第3篇实验指导书 实验1常用电子元器件参数的测量 （自习）322 实验2叠加定理325 实验3单相交流电路参数的测量326 实验4三相交流电路329 实验5三相异步电动机及其基本控制 电路331 实验6整流与滤波电路333 实验7晶体管放大电路335 实验8集成运算放大器的基本运算电路337 实验9TTL集成门电路340 实验10集成计数器的应用343 参考文献346 后记347