电工基础实用教程(第二版)

第 1 章　电路的基本概念和基本定律 1

1.1　电路与电路模型 1

1.1.1　电路的概念 2

1.1.2　电路模型 3

1.1.3　电路的工作状态 3

1.1.4　电路常用术语 4

1.2　电路的基本物理量 5

1.2.1　电流 7

1.2.2　电压 8

1.2.3　电功与电功率 10

1.3　电阻元件与独立源 12

1.3.1　电阻与电导 13

1.3.2　欧姆定律 15

1.3.3　电压源 17

1.3.4　电流源 18

1.4　基尔霍夫定律 20

1.4.1　基尔霍夫电流定律 21

1.4.2　基尔霍夫电压定律 23

1.5　电容元件与电感元件 26

1.5.1　电容元件 26

1.5.2　电感元件 29

1.6　受控源 32

1.6.1　受控源的概念 32

1.6.2　受控源的类型 33

1.6.3　受控源的伏安关系 34

实验1　电阻的测量及仪表的使用 36

实验2　电流、电压的测量及基尔霍夫定律的应用 40

习题 42

第2章　电阻电路分析 46

2.1　电阻的连接及等效 46

2.1.1　电阻的串联及分压 47

2.1.2　电阻的并联及分流 47

2.1.3　星形电阻网络与三角形电阻网络的等效互换 49

2.2　含源二端网络的等效 52

2.2.1　二端网络 53

2.2.2　二端网络的等效化简 53

2.2.3　戴维南定理 56

2.2.4　诺顿定理 58

2.3　支路电流法 59

2.4　网孔电流法 62

2.4.1　网孔电流法的标准方程 62

2.4.2　无伴电流源及超网孔的概念 65

2.5　节点电压法 66

2.5.1　节点电压方程式的一般形式 67

2.5.2　弥尔曼定理 70

2.6　叠加原理与齐次定理 73

2.6.1　叠加原理 74

2.6.2　齐次定理 76

实验3　电压源与电流源的等效变换 78

实验4　戴维南定理及负载获得*大功率的条件验证 81

习题 84

第3章　正弦交流电路 89

3.1　正弦交流电路的基本概念 89

3.1.1　正弦交流电的周期与频率 90

3.1.2　正弦量的三要素 90

3.1.3　相位差计算 92

3.1.4　正弦量的有效值和平均值 94

3.2　正弦量的相量表示法 97

3.2.1　相量的概念 97

3.2.2　用相量表示正弦量 98

3.2.3　相量图 98

3.3　单一元件电路 100

3.3.1　电阻元件电路 101

3.3.2　电感元件电路 103

3.3.3　电容元件电路 106

3.4　RLC串联电路 109

3.4.1　RLC串联电路中电压与电流的关系 110

3.4.2　RLC串联电路的性质 111

3.4.3　RLC串联电路的功率 111

3.4.4　三个三角形 112

3.5　并联电路的计算 114

3.5.1　并联电路的复阻抗计算法 114

3.5.2　并联电路的复导纳计算法 116

3.6　串联谐振电路 117

3.6.1　串联谐振的定义和条件 118

3.6.2　串联谐振的特点 119

3.6.3　谐振电路的选择性 120

3.7　并联谐振电路 123

3.7.1　并联谐振的条件 124

3.7.2　并联谐振的特点 125

3.7.3　并联谐振的频率特性 126

3.8　功率因数的提高 128

3.8.1　提高电路功率因数的意义 128

3.8.2　并联电容提高线路的功率因数 129

实验5　交流电路R、L、C元件阻抗频率特性的测定 131

实验6　谐振电路的研究 134

实验7　荧光灯安装及功率因数提高 138

习题 141

第 4 章　三相交流电路 144

4.1　三相电源 144

4.1.1　三相电源的构成 145

4.1.2　三相电源的连接 146

4.2　三相负载 149

4.2.1　三相负载的星形连接 150

4.2.2　三相负载的三角形连接 152

4.3　对称三相电路的分析与计算 154

4.3.1　 0 ? 0连接与 ? 连接的电路 154

4.3.2　△? 、 ?△、△?△连接的电路 155

4.3.3　三相电路的功率计算 156

4.3.4　三相电路功率的测量 157

4.4　不对称三相电路的分析 159

4.4.1　不对称 0 ? 0连接的电路 160

4.4.2　不对称 ?△连接的电路 161

实验8　三相交流电路电压、电流的测量 163

习题 166

第5章　动态电路 169

5.1　换路定律及初始值计算 169

5.1.1　动态电路的过渡过程 170

5.1.2　换路定律 170

5.1.3　初始值的计算 171

5.2　直流激励下一阶电路的零输入响应 173

5.2.1　RC电路的零输入响应 173

5.2.2　RL电路的零输入响应 176

5.3　直流激励下一阶电路的零状态响应 178

5.3.1　RC电路的零状态响应 178

5.3.2　RL电路的零状态响应 180

5.4　求解一阶电路的三要素法 183

5.4.1　三要素法的含义 183

5.4.2　三要素法的应用 184

5.5　阶跃函数和阶跃响应 188

5.5.1　阶跃函数 189

5.5.2　阶跃响应 190

5.6　二阶电路的零输入响应 192

5.6.1　RLC串联电路的零输入响应 192

5.6.2　零输入响应的三种情况分析 194

实验9　RC一阶电路的响应测试 196

习题 199

第6章　互感电路 204

6.1　互感与同名端 204

6.1.1　互感 204

6.1.2　互感电压 206

6.1.3　互感线圈的同名端 206

6.2　互感线圈的串联 210

6.2.1　两线圈顺向串联 211

6.2.2　两线圈反向串联 211

6.3　互感线圈的并联 214

6.3.1　同名端相连 214

6.3.2　异名端相连 215

6.3.3　两线圈一端相连 215

6.4　空心变压器 218

6.4.1　空心变压器的概念与方程 219

6.4.2　空心变压器的计算 220

6.5　理想变压器 223

6.5.1　理想变压器的概念 223

6.5.2　交流铁心线圈上电压与磁通的关系 224

6.5.3　理想变压器的电压变换 225

6.5.4　理想变压器的电流变换 225

6.5.5　理想变压器的阻抗变换 226

实验10　互感电路测量及同名端判断 228

实验11　单相铁心变压器特性的测试 231

习题 234

第7章　磁场与磁路 239

7.1　磁场的基本概念和基本定律 239

7.1.1　磁场的基本概念 239

7.1.2　磁场的基本定律 242

7.2　铁磁材料的磁化 248

7.2.1　磁化及磁化曲线 248

7.2.2　铁磁材料的分类 250

7.3　简单磁路的计算 252

7.3.1　磁路计算的基本概念 252

7.3.2　已知磁通Φ求磁化电流 253

7.3.3　已知磁化电流求磁通Φ 254

习题 255

第8章　非正弦交流电路 257

8.1　非正弦周期波的谐波分析 257

8.1.1　谐波 258

8.1.2　非正弦周期函数的谐波分析 258

8.2　波形对称性与所含谐波分量的关系 261

8.2.1　对称性与谐波分量的关系 261

8.2.2　非对称性非正弦周期波的谐波分析 263

8.3　非正弦周期波的平均值与有效值及功率 265

8.3.1　非正弦周期波的直流分量和平均值 265

8.3.2　非正弦周期波的有效值 266

8.3.3　非正弦周期电流电路的功率 267

8.4　非正弦交流电路的分析计算 269

习题 273

附录 A　SI单位及其辅助单位 277

附录B　常用数学公式 279

附录C　复数简介 282

附录D　星形-三角形变换计算程序 287

参考文献 288