
本书内容分两个模块,共15章。模块一为电工技术部分(第1~7章),具体包括第1章直流电路、第2章正弦交流电路、第3章三相交流电路、第4章磁路与变压器、第5章电路的暂态过程、第6章三相异步电动机及其控制和第7章供配电与安全用电;模块二为电子技术部分(第8~15章),具体包括第8章半导体器件、第9章放大电路及集成运算放大器、第10章直流稳压电源、第11章数字电路基础、第12章组合逻辑电路、第13章时序逻辑电路、第14章脉冲波形的产生和整形,第15章D/A、A/D转换电路。
随着科技的不断发展及各学科之间的相互渗透,电工电子应用技术课程覆盖面广、实践性强的特点越发突出,使其成为工科专业不可或缺的技术基础课程之一。 本书将当前高职教改理念和教材建设要求相结合,按照高职电工电子应用技术课程标准的要求,吸收了该课程教学改革的宝贵经验,将编写人员多年从事电工电子应用技术课程教学工作的实践经验与企业需求相结合,基于职业能力培养的要求确定教材内容,以职业能力为导向,以学生为主体,以基本理论教学“必需、够用”为原则,突出实践技能教学的地位,全面培养学生的工程思维和工程应用能力。 本书的主要特点如下。 (1)针对电工电子应用技术课程特点,全书以元件、器件的特性为基础,以电路的基础分析为主线,以工具、仪器及仪表的使用为手段,以电气及集成芯片的应用为目的,以职业技能培养为最终目标,将知识、技能、应用和工程素养有机地融为一体。 (2)针对高职学生的特点,从工程思维角度出发,对基本理论和思维方法的讲述力求简单、易于理解,较多地采用定性分析,弱化定量分析,在保证学生掌握必备的专业基础知识的基础上,突出基本技能和工程应用能力的培养。 (3)围绕培养学生职业技能这一宗旨,采用“基于工作过程”的编排结构,整合教学内容,强化理论联系实际。全书所选用的案例结合了当前电工电子应用技术领域的新技术、新工艺和新成果,力求做到与时俱进、新颖实用。 (4)考虑到电类工科专业教学需求的多样性,设置了带“*”号的章节作为选学内容,本书还增加了Multisim仿真实验内容,供授课老师根据实际教学需要选择授课内容及仿真内容。 (5)本次修订,增加了立体化教学资源,如微课(5个)、微视频(30个)等,学生在自主学习时可以扫描书中二维码观看相关视频,从而消化理解课程内容。 本书由武汉软件工程职业学院的陈祖新任主编,周福平和游家发任副主编,何琼任主审。本书第1章和第5章由杨玲玲编写;第2章和第3章由万文编写;第4章和第6章由冉捷编写;第7、第10、第13章及附录部分由陈祖新编写;第8、第11和第15章由周福平编写;第9、第12和第14章由游家发编写。此外,课程视频录制由陈祖新、周福平、游家发、杨玲玲完成;微课制作由汪洋,万文完成;本书的仿真实验内容由陈祖新和游家发编写,金婷参与了部分绘图工作。全书由何琼教授负责审稿,何琼教授给本书提出了许多具体和宝贵的意见,在此表示衷心的感谢。 由于时间仓促,编者水平有限,书中难免有不妥之处,欢迎广大读者予以批评、指正,以便后续不断修正和提高,谨以致谢! 编 者
模块一 电工技术部分 第1章 直流电路 1 1.1 电路模型与参考方向 2 1.1.1 电路与电路模型 2 1.1.2 电路的基本物理量 2 1.1.3 电压和电流的方向 3 1.2 电路的电源元件 5 1.2.1 电压源与电流源 5 1.2.2 电源的等效变换 7 1.3 分析电路的三个基本定律 8 1.3.1 欧姆定律 8 1.3.2 基尔霍夫电流定律 9 1.3.3 基尔霍夫电压定律 10 1.4 电阻的连接及其等效变换 12 1.4.1 二端网络和等效网络 12 1.4.2 电阻的串并联 12 1.4.3 电阻的混联 13 1.5 电路分析的基本方法 14 1.5.1 支路电流法 14 1.5.2 叠加原理 15 1.5.3 戴维南定理 17 1.6 Multisim仿真实验:基尔霍夫定律验证 20 本章小结 21 自我评价 22 习题1 24 第2章 正弦交流电路 27 2.1 正弦交流电的三要素 27 2.1.1 正弦交流电简介 27 2.1.2 正弦量的三要素 28 2.2 正弦交流电的相量表示法 31 2.2.1 复数 31 2.2.2 相量 32 2.3 单一参数的正弦交流电路 33 2.3.1 纯电阻电路 33 2.3.2 纯电感电路 34 2.3.3 纯电容电路 36 2.4 正弦交流电路的一般分析方法 37 2.4.1 基尔霍夫定律的相量形式 37 2.4.2 复阻抗及欧姆定律的相量形式 37 2.4.3 RLC串联电路的分析方法 40 2.5 正弦交流电路的功率 42 2.5.1 功率 42 2.5.2 功率因数的提高 44 2.6 Multisim仿真实验:正弦交流电三要素测量 46 本章小结 47 自我评价 47 习题2 48 第3章 三相交流电路 52 3.1 三相电压 52 3.1.1 三相电源 52 3.1.2 三相电源的连接 54 3.2 三相负载及其连接 55 3.2.1 三相负载的星形连接 55 3.2.2 三相负载的三角形(△)连接 58 3.3 三相电路的功率 59 3.4 Multisim仿真实验:RLC交流电路的相位关系 61 本章小结 63 自我评价 63 习题3 64 第4章 磁路与变压器 66 4.1 磁路与铁磁材料 66 4.1.1 磁场的基本物理量 66 4.1.2 磁路及其欧姆定律 67 4.1.3 铁磁材料的磁性能 68 4.2 变压器的结构及工作原理 69 4.2.1 变压器的基本结构 69 4.2.2 变压器的工作原理 70 4.2.3 变压器的损耗和效率 72 4.2.4 变压器的额定值 72 4.3* 特殊变压器 73 4.3.1 自耦变压器 73 4.3.2 互感器 73 本章小结 75 自我评价 75 习题4 76 第5章* 电路的暂态过程 77 5.1 暂态过程和换路定则 77 5.1.1 暂态过程 77 5.1.2 换路定则和初始值 77 5.2 RC电路的暂态分析 79 5.2.1 电容元件的放电过程 79 5.2.2 电容元件的充电过程 81 5.3 Multisim仿真实验:RC电路的充放电过程 83 本章小结 84 自我评价 84 习题5 85 第6章 三相异步电动机及其控制 86 6.1 三相异步电动机的构造与原理 86 6.1.1 定子与转子 86 6.1.2 三相异步电动机的工作原理 87 6.1.3 转速与转差率 89 6.2 三相异步电动机的铭牌数据 90 6.3 几种常用低压电器 91 6.3.1 低压开关 91 6.3.2 熔断器(FU) 92 6.3.3 按钮(SB) 93 6.3.4 接触器(KM) 94 6.3.5 热继电器(FR) 94 6.3.6 时间继电器(KT) 95 6.4 三相异步电动机的基本控制电路 95 6.4.1 单向启动、停止控制 96 6.4.2 正反转控制 97 6.4.3 Y-△转换降压启动控制 98 6.4.4 其他联锁控制电路简介 100 本章小结 101 自我评价 101 习题6 102 第7章 供配电与安全用电 103 7.1 发电、输电及配电 103 7.1.1 电力系统简介 103 7.1.2 电能的产生及发电方式 104 7.1.3 电能的输送 104 7.1.4 供电质量 106 7.2 安全用电与节约用电 106 7.2.1 触电 106 7.2.2 触电方式 107 7.2.3 常用的安全用电措施 108 7.2.4 触电急救知识 110 7.3 常用电工工具及仪表的使用 111 7.3.1 常用电工工具的使用 111 7.3.2 常用电工仪表的使用 113 本章小结 116 自我评价 116 习题7 117 模块二 电子技术部分 第8章 半导体器件 118 8.1 半导体的导电特性 118 8.1.1 物质的导电性 118 8.1.2 本征半导体 119 8.1.3 N型半导体和P型半导体 120 8.2 PN结 121 8.2.1 PN结的形成 121 8.2.2 PN结的单向导电性 121 8.2.3 PN结的击穿特性 122 8.3 半导体二极管 122 8.3.1 二极管的基本特点 122 8.3.2 二极管的应用 124 8.3.3 特殊二极管 125 8.3.4 二极管的识别与测试 127 8.4 半导体三极管 128 8.4.1 三极管的基本结构 128 8.4.2 三极管的放大原理及电流分配 129 8.4.3 三极管的特性曲线 130 8.4.4 三极管的主要参数 132 8.4.5 三极管的识别与测试 133 8.5* 场效应管 134 8.5.1 绝缘栅型场效应管 134 8.5.2 结型场效应管 137 8.5.3 场效应管的主要参数 138 8.5.4 场效应管与三极管的比较 138 8.6 Multisim仿真实验:二极管双向限幅电路 139 本章小结 140 自我评价 141 习题8 142 第9章 放大电路及集成运算放大器 144 9.1 基本放大电路 144 9.1.1 共发射极放大电路 144 9.1.2 共集电极放大电路 148 9.1.3 共基极放大电路 149 9.2 负反馈放大电路 150 9.2.1 反馈的基本概念 150 9.2.2 负反馈的判断 151 9.2.3 负反馈对放大电路的影响 154 9.3* 功率放大电路 155 9.3.1 功率放大电路简介 155 9.3.2 乙类互补对称功率放大电路 156 9.3.3 多级放大电路 158 9.3.4 集成功率放大器 158 9.4 运算放大电路 159 9.4.1 差分放大电路 159 9.4.2 集成运算放大电路 162 9.4.3 集成运算放大电路的应用 165 9.5 Multisim仿真实验:分压式单管放大电路 170 本章小结 172 自我评价 172 习题9 174 第10章 直流稳压电源 177 10.1 单相桥式整流电路 177 10.1.1 电路结构 178 10.1.2 工作原理 178 10.1.3 输出电压的平均值、二极管的平均电流和最大反向电压 179 10.2 滤波电路 180 10.2.1 电容滤波电路 180 10.2.2 其他形式的滤波电路 182 10.3 串联型稳压电路 182 10.3.1 串联型稳压电路 182 10.3.2 直流稳压电源的主要技术指标 183 10.4 线性集成稳压电路 184 10.4.1 三端固定输出集成稳压器 184 10.4.2 三端可调输出集成稳压器 186 10.5 Multisim仿真实验:桥式整流电容滤波电路 187 本章小结 189 自我评价 189 习题10 190 第11章 数字电路基础 192 11.1 数字电路概述 192 11.1.1 数字信号及其特点 192 11.1.2 数字电路的特点 193 11.1.3 数字电路的分类 193 11.2 基本逻辑关系与逻辑门 194 11.2.1 逻辑关系、逻辑函数与逻辑变量 194 11.2.2 与逻辑、与门 194 11.2.3 或逻辑、或门 195 11.2.4 非逻辑、非门 196 11.3 复合逻辑门 197 11.3.1 与非门 198 11.3.2 或非门 198 11.3.3 与或非门 199 11.3.4 异或门与同或门 200 11.4 逻辑门的电路类型 201 11.4.1 半导体器件的开关特性 201 11.4.2 TTL集成门电路 202 11.4.3 CMOS集成门电路 206 11.4.4 集成逻辑门电路的使用常识 208 11.5 数制与编码 209 11.5.1 数制 209 11.5.2 数制间的转换 210 11.5.3 编码 212 11.6 Multisim仿真实验:基本逻辑门电路 212 本章小结 213 自我评价 214 习题11 214 第12章 组合逻辑电路 216 12.1 逻辑函数及化简 216 12.1.1 逻辑代数基础 216 12.1.2 逻辑函数表示法之间的转换 217 12.1.3 逻辑函数化简 218 12.2 组合逻辑电路的分析和设计 220 12.2.1 组合逻辑电路的分析 220 12.2.2 组合逻辑电路的设计 221 12.3 常用组合逻辑器件 222 12.3.1 加法器 222 12.3.2 编码器 224 12.3.3 译码器 226 12.3.4 数据选择器 228 12.4 Multisim仿真实验:三人裁判表决电路 229 本章小结 230 自我评价 230 习题12 231 第13章 时序逻辑电路 233 13.1 RS触发器 233 13.1.1 基本RS触发器 234 13.1.2 同步RS触发器 235 13.2 功能触发器 236 13.2.1 RS触发器逻辑功能的描述 237 13.2.2 边沿D触发器 237 13.2.3 边沿JK触发器 239 13.2.4 T和T′触发器 241 13.2.5 不同功能触发器之间的转换 242 13.3 寄存器 242 13.3.1 数码寄存器 242 13.3.2 移位寄存器 243 13.4 计数器 245 13.4.1 异步计数器 245 13.4.2 集成同步计数器 249 13.5 时序逻辑电路应用举例 252 13.5.1 第一信号鉴别电路 252 13.5.2 数字钟 253 13.6 Multisim仿真实验:集成计数器74LS161 254 本章小结 255 自我评价 256 习题13 257 第14章 脉冲波形的产生和整形 261 14.1 施密特触发器 261 14.1.1 施密特触发器的电压传输特性 261 14.1.2 施密特触发器的应用 262 14.2 单稳态触发器 263 14.2.1 集成单稳态触发器 263 14.2.2 单稳态触发器的应用 265 14.3 多谐振荡器 266 14.3.1 门电路构成的多谐振荡器 266 14.3.2 采用石英晶体的多谐振荡器 267 14.4 555定时器 268 14.4.1 555定时器的电路组成及工作原理 268 14.4.2 555定时器构成施密特触发器 269 14.4.3 555定时器构成单稳态触发器 270 14.4.4 555定时器构成多谐振荡器 271 14.5 Multisim仿真实验:555定时器构成的多谐振荡器 272 本章小结 273 自我评价 273 习题14 275 第15章* D/A、A/D转换电路 278 15.1 D/A转换器 279 15.1.1 权电阻网络D/A转换器 279 15.1.2 R-2R倒T型电阻网络D/A转换器 280 15.1.3 D/A转换器的主要技术指标 280 15.2 A/D转换器 281 15.2.1 A/D转换的基本概念 281 15.2.2 A/D转换器的分类 282 15.2.3 A/D转换器的主要技术指标 286 15.3 Multisim仿真实验:倒T型电阻网络D/A转换器 286 本章小结 287 自我评价 287 习题15 288 附录A 常用国际单位及电工仪表符号 289 附录B 集成运算放大器的分类 290 附录C 数字集成器件型号的组成及符号意义 291 附录D 常用数字集成电路产品明细表 292 附录E Multisim 10.0使用简介 294