电工基础(第5版)

**部分 基础理论

第1章 电路的基本概念和基本定律 1

1.1 电路、电路模型及电路原理图 1

1.1.1 电 路 1

1.1.2 电路模型 1

1.1.3 电路原理图 2

1.2 电路的基本物理量 2

1.2.1 电流、电压及其参考方向 2

1.2.2 电 位 4

1.2.3 电动势 5

1.2.4 功率与电能 7

1.3 电阻元件 8

1.3.1 电阻与电阻元件 8

1.3.2 电阻元件的约束 9

1.3.3 电阻元件的功率 10

1.3.4 电路的工作状态11

1.4 电压源与电流源 11

1.4.1 电压源 11

1.4.2 电流源 12

1.5 基尔霍夫定律 14

1.5.1 与拓扑约束有关的几个名词 14

1.5.2 基尔霍夫电流定律 14

1.5.3 基尔霍夫电压定律 16

本章小结 17

习 题 18

测试题 20

第2章 直流电阻性电路的分析 22

2.1 电阻的连接及等效电路 22

2.1.1 等效网络的概念 22

2.1.2 电阻的串联 22

2.1.3 电阻的并联 23

2.1.4 电阻的混联 24

2.2 电阻的星形连接与三角形连接及等效变换 24

2.2.1 电阻的星形连接与三角形连接 24

2.2.2 电阻的星形连接与三角形连接的等效变换 25

2.3 两种电源模型的等效变换 27

2.3.1 电源模型的连接 27

2.3.2 电源模型的等效变换 27

2.4 支路电流与支路电流法 28

2.4.1 支路电流 29

2.4.2 支路电流法 29

2.5 网孔电流和网孔法 29

2.5.1 网孔电流 29

2.5.2 网孔法 30

2.6 节点法 32

2.6.1 节点法概述 32

2.6.2 弥尔曼定理 35

2.7 叠加原理 36

2.8 替代定理 37

2.9 戴维南定理与诺顿定理 38

2.9.1 戴维南定理 38

2.9.2 诺顿定理 39

2.10 受控源及受控源电路的分析 41

2.10.1 受控源 41

2.10.2 受控源电路的分析 41

2.11 非线性电阻元件及其电路分析 44

2.11.1 非线性电阻元件 44

2.11.2 非线性电阻元件电路的分析 45

本章小结 47

习 题 48

测试题 51

第3章 电容元件和电感元件 54

3.1 电容元件 54

3.1.1 电容元件的基本概念 54

3.1.2 电容元件的约束 56

3.1.3 电容元件的电场能量 56

3.1.4 电容元件的串联和并联 57

3.2 电感元件 59

3.2.1 电感元件的基本概念 59

3.2.2 电感元件的约束 61

3.2.3 电感元件的储能 62

本章小结 63

习 题 64

测试题 64

第4章 正弦交流电路 67

4.1 正弦量的基本概念 67

4.1.1 正弦量的三要素 67

4.1.2 正弦量的有效值 69

4.1.3 正弦量的相位差 69

4.2 复数及其四则运算与正弦量的相量表示 71

4.2.1 复数及其四则运算 72

4.2.2 正弦量的相量表示 74

4.3 正弦交流电路中的电阻元件 75

4.3.1 电阻元件的电压与电流的关系 76

4.3.2 电阻元件的功率 77

4.4 正弦交流电路中的电感元件 78

4.4.1 电感元件的电压与电流的关系 78

4.4.2 电感元件的功率 79

4.5 正弦交流电路中的电容元件 81

4.5.1 电容元件的电压与电流的关系 81

4.5.2 电容元件的功率 82

4.6 基尔霍夫定律的相量形式 83

4.6.1 相量形式的基尔霍夫电流定律 84

4.6.2 相量形式的基尔霍夫电压定律 84

4.7 RLC串联电路 85

4.7.1 RLC串联电路的电压与电流的关系 85

4.7.2 RLC串联电路的性质 87

4.8 RLC并联电路 88

4.8.1 RLC并联电路的电流与电压的关系 89

4.8.2 RLC并联电路的性质 90

4.9 无源二端网络的等效复阻抗和复导纳 91

4.9.1 复阻抗、复导纳的串联和并联 91

4.9.2 复阻抗与复导纳的等效变换 92

4.10 相量法分析正弦交流电路 92

4.11 正弦交流电路中的功率 95

4.11.1 瞬时功率 95

4.11.2 有功功率 95

4.11.3 无功功率 96

4.11.4 视在功率 96

4.11.5 复功率 97

4.12 功率因数的提高 98

4.12.1 提高功率因数的意义 98

4.12.2 提高功率因数的方法 98

4.13 电路的谐振 100

4.13.1 串联谐振 100

4.13.2 并联谐振 103

本章小结 105

习 题 108

测试题 111

第5章 三相正弦交流电路 116

5.1 三相交流电源 116

5.1.1 三相交流电压的产生 116

5.1.2 三相电源的连接 117

5.2 三相负载的连接 120

5.2.1 三相负载的星形连接 120

5.2.2 三相负载的三角形连接 122

5.2.3 三相电路的接线方式 123

5.3 三相电路的分析与计算 124

5.3.1 对称三相电路的分析计算 124

5.3.2 不对称三相电路的分析计算 126

5.4 对称三相电路的故障分析 130

5.4.1 星形连接的对称三相负载的故障分析 130

5.4.2 三角形连接的对称负载的故障分析 132

5.5 三相电路的功率 133

本章小结 135

习 题 136

测试题 137

第6章 互感耦合电路 139

6.1 互感现象及相关概念 139

6.1.1 互感现象 139

6.1.2 互感系数和耦合系数 140

6.1.3 互感电动势和互感电压 142

6.2 互感线圈的同名端 143

6.2.1 互感线圈的同名端概述 143

6.2.2 同名端的测定 143

6.3 互感电路的计算 145

6.3.1 互感线圈的串联 145

6.3.2 互感线圈的并联 147

6.3.3 互感消去法 148

6.4 空心变压器 149

6.5 理想变压器 151

6.5.1 理想变压器的定义 151

6.5.2 理想变压器的作用 152

本章小结 155

习 题 156

测试题 159

第7章 非正弦周期性电路 161

7.1 非正弦周期量的合成与分解 161

7.1.1 非正弦周期量的合成 161

7.1.2 非正弦周期量的分解 162

7.1.3 非正弦周期性函数的傅里叶级数的简化 165

7.2 非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率 166

7.2.1 非正弦周期量的有效值 166

7.2.2 非正弦周期量的平均值 167

7.2.3 非正弦周期量的平均功率 167

7.3 非正弦周期性电路的计算 169

本章小结 172

习 题 173

测试题 174

第8章 线性动态电路的分析 177

8.1 换路定律与初始值的计算 177

8.1.1 电路的动态过程 177

8.1.2 换路定律及初始值的计算 177

8.2 一阶电路的零输入响应 179

8.2.1 RC电路的零输入响应 179

8.2.2 RL电路的零输入响应 180

8.3 一阶电路的零状态响应 181

8.3.1 RC电路的零状态响应 181

8.3.2 RL电路的零状态响应 183

8.4 全响应及三要素法 184

8.5 一阶电路的阶跃响应 185

8.5.1 单位阶跃函数 185

8.5.2 一阶电路的阶跃响应 187

本章小结 188

习 题 189

测试题 190

第9章 双口网络 193

9.1 双口网络的概述 193

9.2 双口网络的方程和参数 193

9.2.1 短路导纳参数 193

9.2.2 开路阻抗参数 195

9.2.3 传输参数 196

9.2.4 混合参数 197

9.3 双口网络的等效电路 198

9.3.1 T型等效电路 199

9.3.2 Π型等效电路 199

本章小结 200

习 题 200

测试题 201

第10章 磁路与铁芯线圈 203

10.1 磁场的基本物理量与铁磁物质的磁化 203

10.1.1 磁场的基本物理量 203

10.1.2 铁磁物质的磁化 204

10.2 磁路及磁路定律 206

10.2.1 磁 路 206

10.2.2 磁路的基尔霍夫**定律 206

10.2.3 磁路的基尔霍夫第二定律 206

10.2.4 磁路的欧姆定律 207

10.3 恒定磁通、磁路的计算 207

10.3.1 已知磁通求磁通势 207

10.3.2 已知磁通势求磁通 208

10.4 交流铁芯线圈 208

10.4.1 交流铁芯线圈的电流、电压及磁通 208

10.4.2 磁滞损耗与涡流损耗 209

10.4.3 交流铁芯线圈的等效电路 209

本章小结 209

习 题 210

测试题 211

第二部分 实验实训

实验实训基本要求 212

实验实训项目 214

实验实训1 认识实验 214

实验实训2 电阻的测量 215

实验实训3 基尔霍夫定律 217

实验实训4 叠加原理 218

实验实训5 戴维南定理 220

实验实训6 电容元件和电感元件 222

实验实训7 交流电路等效参数的测量 225

实验实训8 RL串联电路 227

实验实训9 功率因数的测量与提高 229

实验实训10 串联谐振电路 233

实验实训11 三相负载的星形连接 236

实验实训12 三相负载的三角形连接 237

实验实训13 三相电路的功率 239

实验实训14 互感耦合电路 241

实验实训15 非正弦周期性电路 244

实验实训16 一阶电路的研究 246

第三部分 附 录

附录知识 248

附录1 常用电工仪表的一般知识 248

附录2 常用指示类仪表的工作原理 252

附录3 电流、电压的测量 261

附录4 电功率的测量 268

附录5 电阻的测量 273

附录6 电度表的使用 279

附录7 数字式仪表基础 283

附录习题 286

参考文献 287

习题及测试题简答 288