《“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·电子电气基础课程规划教材:电工电子技术(第3版)》根据教育部电气电子学科基础课程教学指导委员会拟定的(电工学)最新教学基本要求编写。全书共19章,分为电路基础理论、模拟电子技术、数字电子技术、EDA技术、电气控制技术5个模块,涵盖了电工电子技术的所有内容。
《“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·电子电气基础课程规划教材:电工电子技术(第3版)》内容处理详略得当,基本概念讲述清楚,分析方法讲解透彻,思考题、例题、练习题配置齐全,难易度适中,方便学生自学和教师施教。
“电工电子技术(电工学)”课程是高等院校非电专业一门重要的专业基础课程,担负着使学生获得电路、电子技术及电气控制等领域必要的基本理论、基本知识和基本技能的任务。该课程面对专业多,学生数量大,课程内容涉及电工电子学科的各个领域,并有很强的实践性。在科学技术飞速发展的信息时代,电工电子学科的发展日新月异,新器件、新技术、新应用层出不穷。作为非电类专业学生学习电工电子基本理论、基本知识、基本技能的窗口,该课程内容必须紧跟科学技术的发展,教学内容和课程体系必须不断改革。因此,本教材进行了第三次修订,以图不断提高,日臻完善,适应越来越深入的教学改革,满足时代的需要。
本教材整体结构采用模块式,共划分为5个模块:电路基础理论、模拟电子技术、数字电子技术、EDA技术、电机与控制系统。各模块之间既相互独立,又相互联系。本书内容环环相扣,层层深入,教师可以根据专业层次和课程学时的不同而选择不同的模块,也可重组模块。每个模块的内容又分为基本内容和加深加宽内容(*标记),使之适用于不同的课程层次。
本教材内容以最新的“基本要求”为依据,具有以下特点。
突出“基础性”:突出基本概念、基本理论、基本原理和基本分析方法,着重于定性分析,尽量减少过于复杂的分析与计算;对电子技术部分内容,淡化模拟、加强数字;淡化分立元件电路、加强集成电路的应用,尤其是对中、大规模集成电路功能和使用的介绍;注意除去陈旧内容,精简传统内容,提高起点,不重复先修课的内容。
体现“先进性”:在一次次修订过程中不断增加新内容,体现“先进性”,将成熟的新技术纳入教材,在内容选择上体现经典与现代的完美结合。
加强“实践性”:注意各部分知识的综合,加强系统的概念,每部分内容都有由易到难,由简单到复杂的应用实例作为例题、思考题、习题及扩充内容,每部分结束时都安排一个综合应用的实例介绍;与主教材配套的实验教材分基础验证、综合设计、创新研究三个层次设置,实验内容非常丰富。
本教材为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。与本教材配套的立体化教材有:《电工电子技术实验教程》和《电工电子技术学习指导与习题解答》。另外,本教材免费提供配套的电子教案。
本教材文字力求简明、概念清晰、条理清楚、讲解到位、插图规范,使之易教易学。各章开始有学习目标,结束有本章要点与其呼应,每节均配有适量的思考题与习题,供学生课后复习巩固。
本教材的编写是在青岛大学电工电子实验教学中心的大力支持下进行的。其中,第1~4章由马艳编写,第5~6章由徐淑华编写,第7~8章由宫鹏编写,第9~12章由刘丹、王贞编写,第13~14章由陈大庆、杨艳编写,第15~17章由赵岩岭编写,第18~19章由刘华波编写。全书由徐淑华负责统稿。
在编写过程中,学习和借鉴了大量有关的参考资料,在此向所有作者表示深深的感谢。
由于水平所限,错误和不当之处在所难免,恳请各位读者批评指正,以便今后修订提高。
作者
第1模块 电路基础理论
第1章 电路的基本定律与分析方法
1.1 电路的基本概念
1.1.1 电路的组成及作用
1.1.2 电流和电压的参考方向
1.1.3 能量与功率
1.1.4 电源的工作状态
1.1.5 理想电路元件
1.1.6 电路模型
1.2 电路的基本定律
1.2.1 欧姆定律
1.2.2 基尔霍夫定律
1.3 电路的分析方法
1.3.1 支路电流法
1.3.2 节点电压法
1.3.3 电源等效变换法
1.3.4 叠加原理
1.3.5 等效电源定理
1.3.6 电位的计算
1.3.7 含受控源电路的分析
本章要点
习题1
第2章 电路的暂态分析
2.1 换路定则及初始值的确定
2.1.1 换路定则
2.1.2 初始电压、电流的确定
2.2 RC电路的暂态过程
2.2.1 RC电路的零输入响应
2.2.2 RC电路的零状态响应
2.2.3 RC电路的全响应
2.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法
2.4 RL电路的暂态过程
2.4.1 RL电路的零输入响应
2.4.2 RL电路的零状态响应
2.4.3 RL电路的全响应
2.5 一阶电路的脉冲响应
2.5.1 一阶RC电路的脉冲响应
2.5.2 积分电路
2.5.3 微分电路
本章要点
习题2
第3章 交流电路
3.1 正弦交流电的基本概念
3.1.1 正弦量的三要素
3.1.2 正弦量的相量表示法
3.2 单一参数的正弦交流电路
3.2.1 电阻元件的正弦交流电路
3.2.2 电感元件的正弦交流电路
3.2.3 电容元件的正弦交流电路
3.3 简单正弦交流电路的分析
3.3.1 基尔霍夫定律的相量形式
3.3.2 正弦交流电路的阻抗
3.3.3 正弦交流电路的功率
3.4 电路的谐振
3.4.1 串联谐振
3.4.2 并联谐振
*3.5 非正弦周期信号的电路
3.5.1 非正弦周期量的分解
3.5.2 非正弦周期量的平均值和有效值
3.5.3 非正弦周期量的线性电路的计算
本章要点
习题3
第4章 三相电路
4.1 三相电源
4.2 三相电路中负载的连接
4.2.1 负载星形连接的三相电路
4.2.2 负载三角形连接的三相电路
4.3 三相电路的功率
4.3.1 三相功率的计算
4.3.2 三相功率的测量
4.4 安全用电技术
4.4.1 安全用电常识
4.4.2 防触电的安全技术
4.4.3 静电防护和电气防火、防爆常识
本章要点
习题4
第2模 块模拟电子技术
第5章 常用半导体器件
5.1 PN结及其单向导电性
5.1.1 半导体基础知识
5.1.2 PN结的形成
5.1.3 PN结的单向导电性
5.2 半导体二极管
5.2.1 二极管的基本结构
5.2.2 二极管的伏安特性
5.2.3 二极管的主要参数
5.2.4 二极管的应用举例
5.3 稳压二极管
5.4 半导体三极管
5.4.1 三极管的基本结构
5.4.2 三极管的工作原理
5.4.3 三极管的特性曲线
5.4.4 三极管的主要参数
*5.5 绝缘栅型场效应三极管
5.5.1 基本结构与工作原理
5.5.2 特性曲线
5.5.3 场效应管使用注意事项
5.6 光电器件
5.6.1 发光二极管
5.6.2 光电二极管
5.6.3 光电三极管
5.6.4 光电耦合器
5.7 集成电路
本章要点
习题5
第6章 基本放大电路
6.1 基本放大电路的组成及工作原理
6.1.1 基本放大电路的组成
6.1.2 基本放大电路的工作原理
6.1.3 基本放大电路的性能指标
6.2 基本放大电路的分析
6.2.1 放大电路的直流通路与交流通路
6.2.2 基本放大电路的静态分析
6.2.3 基本放大电路的动态分析
6.3 常用基本放大电路的类型及特点
6.3.1 射极输出器(共集放大电路)
6.3.2 差动放大电路
6.3.3 互补对称功率放大电路
6.4 实用放大电路结构
本章要点
习题6
第7章 集成运算放大器及其应用
7.1 集成运算放大器概述
7.1.1 集成运算放大器的组成及工作原理
7.1.2 集成运算放大器的传输特性
7.1.3 集成运算放大器的主要参数
7.1.4 理想集成运算放大器及其分析依据
7.2 放大电路中的负反馈
7.2.1 反馈的概念
7.2.2 反馈的类型及判断
7.2.3 负反馈对放大电路性能的影响
7.3 集成运算放大器的线性应用
7.3.1 基本运算电路
7.3.2 运算放大器在信号处理方面的应用
7.3.3 RC正弦波振荡电路
7.4 集成运算放大器的非线性应用
7.4.1 电压比较器
*7.4.2 信号产生电路
7.5 集成运算放大器使用时的注意事项
7.6 集成运算放大器的应用举例
本章要点
习题7
第8章 电力电子技术
8.1 半导体直流稳压电源
8.1.1 整流电路
8.1.2 滤波电路
8.1.3 稳压电路
*8.2 晶闸管及其应用
8.2.1 晶闸管
8.2.2 可控整流电路
8.2.3 晶闸管交流调压
8.2.4 晶闸管的保护
本章要点
习题8
第3模块 数字电子技术
第9章 门电路与组合逻辑电路
9.1 数字电路概述
9.1.1 脉冲信号和数字信号
9.1.2 二进制数
9.2 逻辑代数与逻辑函数
9.2.1 逻辑代数
9.2.2 逻辑函数及其表示法
9.2.3 逻辑函数的化简
9.3 逻辑门电路
9.3.1 分立元件门电路
9.3.2 集成逻辑门电路
9.3.3 对集成门电路多余输入端和输出端的处理
9.4 组合逻辑电路的分析与设计
9.4.1 组合逻辑电路的分析
9.4.2 组合逻辑电路的设计
9.5 常用的组合逻辑模块
9.5.1 编码器
9.5.2 译码器
9.5.3 数据分配器
9.5.4 数据选择器
9.5.5 数值比较器
9.6 设计应用举例
9.6.1 交通信号灯故障检测电路
9.6.2 全减器电路
本章要点
习题9
第10章 触发器与时序逻辑电路
10.1 双稳态触发器
10.1.1 RS触发器
10.1.2 边沿触发器
10.2 寄存器
10.2.1 数码寄存器
10.2.2 移位寄存器
10.3 计数器
10.3.1 异步计数器
10.3.2 同步计数器
10.4 中规模集成计数器组件及其应用
10.4.1 中规模集成计数器组件
10.4.2 用集成计数器构成任意进制计数器
10.5 555定时器及其应用
10.5.1 555定时器内部电路结构
10.5.2 用555定时器组成单稳态触发器
10.5.3 用555定时器组成多谐振荡器
10.5.4 用555定时器组成施密特触发器
10.6 数字电路的故障诊断与排除
10.6.1 常见故障错误的检测和排除
10.6.2 信号追踪和波形分析
本章要点
习题10
第11章 半导体存储器
11.1 只读存储器(ROM)
11.1.1 ROM的基本结构和工作原理
11.1.2 ROM的分类
11.1.3 ROM的应用
11.2 随机存取存储器(RAM)
11.2.1 RAM的基本结构和工作原理
11.2.2 RAM存储容量的扩展
11.3 闪存(FlashMemories)
11.3.1 闪存存储单元的基本结构
11.3.2 闪存的基本操作
11.3.3 基本闪存阵列
11.4 数字系统应用举例
11.4.1 自动药片包装线控制系统
11.4.2 楼宇安全进入系统
本章要点
习题11
第12章 模拟量和数字量的转换
12.1 D/A转换器
12.1.1 D/A转换器的组成和工作原理
12.1.2 D/A转换器的主要技术指标
12.2 A/D转换器
12.2.1 逐次逼近型A/D转换器的组成和工作原理
12.2.2 A/D转换器的主要技术指标
本章要点
习题12
第4模块 EDA技术
第13章 电子电路的仿真
13.1 Multisim(EWB)简介
13.1.1 Multisim的操作界面
13.1.2 Multisim的常用元件库
13.2 Multisim应用举例
13.2.1 Multisim仿真的一般过程
13.2.2 测定电阻元件伏安特性曲线
13.2.3 测试谐振电路
13.2.4 测量晶体管输出特性曲线
13.2.5 设计全减器
本章要点
习题13
第14章 可编程逻辑器件
14.1 可编程逻辑器件(PLD)
14.1.1 可编程逻辑器件(PLD)简介
14.1.2 PLD器件的基本结构与电路表示法
14.1.3 可编程只读存储器(PROM)简介
14.1.4 可编程逻辑阵列(PLA)简介
14.1.5 可编程阵列逻辑(PAL)简介
14.1.6 可编程通用阵列逻辑器件(GAL)简介
14.1.7 复杂可编程逻辑器件(CPLD)简介
14.1.8 现场可编程门阵列(FPGA)简介
14.1.9 PLD的编程
14.2 可编程模拟器件
14.2.1 可编程模拟器件简介
14.2.2 ispPAC10的结构与原理
14.2.3 ispPAC10的设计方法
14.2.4 ispPAC10应用示例
本章要点
习题14
第5模块 电气控制技术
第15章 铁心线圈与变压器
15.1 磁路的基本概念
15.1.1 磁场的基本物理量
15.1.2 铁磁性材料的磁性能
15.1.3 磁路的欧姆定律
15.2 铁心线圈电路
15.2.1 直流铁心线圈电路
15.2.2 交流铁心线圈电路
15.3 电磁铁
15.3.1 直流电磁铁
15.3.2 交流电磁铁
15.4 变压器
15.4.1 变压器的基本结构
15.4.2 变压器的工作原理
15.4.3 变压器的主要技术指标和额定值
15.4.4 变压器的同极性端
15.4.5 特殊变压器
本章要点
习题15
第16章 异步电动机
16.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理
16.1.1 三相异步鼠笼式电动机的基本结构
16.1.2 三相异步电动机的旋转磁场
16.1.3 三相异步电动机的转动原理
16.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性
16.2.1 三相异步电动机的电路分析
16.2.2 三相异步电动机的电磁转矩
16.2.3 三相异步电动机的机械特性
16.3 三相异步电动机的额定数据
16.4 三相异步电动机的使用
16.4.1 三相异步电动机的启动
16.4.2 三相异步电动机的调速
16.4.3 三相异步
……