电工电子技术与忆阻器应用

第1章 直流电路 1

1.1 电路的组成 1

1.1.1 电源 2

1.1.2 负载 3

1.1.3 中间环节 3

1.2 电路中电位的计算 4

1.3 电路的状态 7

1.3.1 负载状态 8

1.3.2 空载（开路）状态 9

1.3.3 短路状态 9

1.4 克希荷夫定律 10

1.4.1 克希荷夫电流定律（节点电流定律） 11

1.4.2 克希荷夫电压定律（回路电压定律） 13

1.5 支路电流法 15

1.6 叠加原理 17

1.7 等效电压源定理（戴维南定理） 20

1.8 电容器的充电与放电 23

1.8.1 电容的物理性质 23

1.8.2 电容器的充电过程 24

1.8.3 时间常数??的物理意义 25

1.8.4 放电过程 26

1.9 RL电路与直流电压的接通 28

1.9.1 电感的物理性质 28

1.9.2 RL串联与直流电压的接通 29

1.9.3 短路放电 29

1.9.4 突然断开 30

1.10 忆阻器 31

1.10.1 物理性质 31

1.10.2 TiO2忆阻器的原理 31

1.10.3 伏安特性曲线 32

1.10.4 忆阻器与RLC的关系 33

1.10.5 忆阻芯 34

1.11 本章小结 34

1.12 习题 36

第2章 正弦交流电路 40

2.1 交流电的基本概念 40

2.1.1 周期电压和周期电流 40

2.1.2 正弦电压和正弦电流 41

2.1.3 正弦量的特征 42

2.1.4 正弦量的有效值 46

2.2 正弦量的矢量和复数表示法 48

2.2.1 正弦量的旋转矢量表示法 48

2.2.2 正弦量的复数表示法 50

2.3 单一参数的交流电路 54

2.3.1 纯电阻电路 54

2.3.2 纯电感电路 56

2.3.3 纯电容电路 60

2.4 电阻、电感、电容串联交流电路 63

2.4.1 电流与电压的关系 64

2.4.2 电路的功率 65

2.4.3 串联谐振 67

2.5 负载并联的交流电路 71

2.5.1 电路的计算 71

2.5.2 并联谐振 73

2.5.3 复数运算举例 76

2.6 功率因数的提高 80

2.7 本章小结 83

2.8 习题 85

第3章 三相交流电路 88

3.1 三相电源 88

3.1.1 三相交流电的应用 88

3.1.2 三相电动势的产生及表示法 89

3.1.3 三相电源的星形接法 91

3.1.4 三相电源的三角形接法 92

3.2 三相负载 93

3.2.1 负载的星形接法 93

3.2.2 负载的三角形接法 98

3.3 三相电流的功率及其测量 100

3.3.1 三相电路的功率 100

3.3.2 三相有功功率的测量 102

3.4 本章小结 107

3.5 习题 107

第4章 磁路与变压器 109

4.1 磁路概述 110

4.1.1 磁场的基本物理量 110

4.1.2 磁路的基本定律 110

4.1.3 直流磁路的工作特点 112

4.1.4 交流磁路的工作特点 112

4.2 变压器的基本结构 113

4.2.1 铁心 113

4.2.2 绕组 114

4.3 变压器工作原理 114

4.3.1 空载运行 115

4.3.2 负载运行 116

4.3.3 阻抗变换 118

4.4 变压器绕组的极性 119

4.4.1 绕组的极性与正确接线 119

4.4.2 同名端的测定方法 120

4.5 三相变压器 120

4.6 变压器的额定值 121

4.7 自耦变压器 122

4.8 仪用互感器 122

4.8.1 电压互感器 122

4.8.2 电流互感器 123

4.9 电磁铁 123

4.10 电焊变压器 125

4.11 本章小结 126

4.12 习题 127

第5章 电动机 128

5.1 三相异步电动机 128

5.1.1 三相异步电动机结构 128

5.1.2 三相异步电动机的转动原理 130

5.1.3 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 133

5.1.4 三相异步电动机铭牌和技术数据 136

5.1.5 三相异步电动机的选择 138

5.1.6 三相异步电动机的起动 141

5.1.7 三相异步电动机的调速 142

5.2 单相异步电动机 143

5.3 直流电动机 144

5.4 交直流通用电动机 146

5.5 步进电动机 147

5.6 本章小结 148

5.7 习题 149

第6章 继电接触器控制 151

6.1 常用低压控制电器 151

6.1.1 闸刀开关 151

6.1.2 自动空气断路器 152

6.1.3 交流接触器 152

6.1.4 按钮 153

6.1.5 热继电器 153

6.1.6 时间继电器 154

6.1.7 行程开关 155

6.1.8 熔断器 155

6.1.9 漏电保护器 156

6.2 三相异步电动机的继电接触器控制 157

6.2.1 三相异步电动机的直接起动控制电路 157

6.2.2 三相异步电动机的正反转控制 158

6.2.3 三相异步电动机的Y-Δ起动控制电路 159

6.2.4 顺序控制电路 160

6.2.5 行程控制电路 160

6.3 本章小结 161

6.4 习题 162

第7章 可编程序控制器 163

7.1 PC的特点与基本结构 164

7.1.1 PC的特点 164

7.1.2 PC控制系统的组成 164

7.1.3 可编程序控制器的组成 165

7.2 可编程序控制器工作原理 167

7.2.1 输入采样阶段 168

7.2.2 程序执行阶段 168

7.2.3 输出刷新阶段 168

7.3 PC编程语言 169

7.3.1 两种常用的编程语言 169

7.3.2 PC的基本指令 170

7.4 可编程序控制器应用举例 172

7.4.1 三相异步电动机直接起动控制 172

7.4.2 异步电动机的正反转控制 173

7.4.3 异步电动机的Y-Δ起动控制 174

7.5 本章小结 175

7.6 习题 175

第8章 供电、输电、配电与安全用电 177

8.1 供电 177

8.1.1 供电过程 177

8.1.2 供电质量 178

8.2 输电 179

8.2.1 输电电压 179

8.2.2 输电功率 179

8.3 配电 180

8.3.1 工厂供配电系统 180

8.3.2 配电方式 180

8.3.3 户内配电 181

8.4 安全用电 182

8.4.1 触电 182

8.4.2 接地和接地电阻 182

8.4.3 保护接地 183

8.4.4 保护接零 183

8.4.5 重复接地 184

8.4.6 工作零线和保护零线 184

8.5 节约用电 185

8.6 本章小结 185

8.7 习题 186

第9章 电工测量 187

9.1 电工测量仪表分类 187

9.2 电工测量仪表类型 189

9.2.1 磁电式仪表 190

9.2.2 电磁式仪表 191

9.2.3 电动式仪表 192

9.3 测量电流 194

9.4 测量电压 195

9.5 万用表 196

9.5.1 磁电式万用表 196

9.5.2 数字式万用表 197

9.6 测量功率 199

9.6.1 单相交流和直流功率的测量 199

9.6.2 三相功率的测量 200

9.7 兆欧表 200

9.8 本章小结 201

9.9 习题 201

第10章 常用半导体元件 204

10.1 半导体二极管 204

10.1.1 N型和P型半导体 204

10.1.2 PN结及其单向导电性 205

10.1.3 二极管的结构和符号 205

10.1.4 二极管的伏安特性 206

10.1.5 二极管主要参数 207

10.1.6 二极管的整流作用 207

10.1.7 滤波电路 211

10.2 稳压二极管 213

10.2.1 稳压管的伏安特性 214

10.2.2 稳压管的主要参数 214

10.2.3 稳压管稳压电路 214

10.3 特殊用途二极管 215

10.3.1 发光二极管 215

10.3.2 光电二极管 215

10.3.3 变容二极管 216

10.4 半导体三极管 216

10.4.1 三极管的结构 216

10.4.2 三极管的电流放大作用 217

10.4.3 三极管的特性曲线 218

10.4.4 三极管的主要参数 220

10.5 场效应晶体管 220

10.5.1 绝缘栅型场效应管的结构 220

10.5.2 场效应管的工作原理 221

10.5.3 MOS管的特性曲线 222

10.5.4 MOS管的主要参数 223

10.6 本章小结 223

10.7 习题 224

第11章 基本放大电路 226

11.1 共发射极放大电路的组成 226

11.2 共发射极放大电路的分析 227

11.2.1 静态分析 228

11.2.2 动态分析 230

11.3 静态工作点稳定性 235

11.4 射极输出器 238

11.4.1 静态分析 238

11.4.2 动态分析 239

11.5 放大电路中的负反馈 242

11.5.1 什么是放大电路中的负反馈 242

11.5.2 负反馈类型 243

11.5.3 负反馈对放大电路工作性能的影响 245

11.6 差分放大电路 248

11.6.1 静态分析 249

11.6.2 动态分析 250

11.7 互补对称功率放大电路 252

11.7.1 对功率放大电路的基本要求 253

11.7.2 互补对称放大电路 254

11.8 场效应管及其放大电路 255

11.8.1 绝缘栅场效应管 255

11.8.2 场效应管放大电路 257

11.9 本章小结 259

11.10 习题 260

第12章 集成运算放大器 263

12.1 集成运算放大器概述 263

12.1.1 集成运算放大器的组成 263

12.1.2 集成运算放大器主要参数 264

12.1.3 理想集成运算放大器 265

12.2 集成运算放大器在信号运算方面的应用 266

12.2.1 比例运算 266

12.2.2 加法运算 269

12.2.3 减法运算 270

12.2.4 积分运算 271

12.2.5 微分运算 272

12.3 集成运算放大器在信号测量方面的应用 273

12.4 集成运算放大器的非线性应用 274

12.4.1 单门限电压比较器 274

12.4.2 迟滞电压比较器 275

12.5 非正弦信号产生电路 276

12.5.1 方波信号发生器 276

12.5.2 三角波信号发生器 278

12.6 正弦信号产生电路 279

12.6.1 正弦波振荡的条件 279

12.6.2 RC正弦波振荡电路 280

12.6.3 LC振荡电路 282

12.7 本章小结 283

12.8 习题 284

第13章 门电路和组合逻辑电路 288

13.1 集成基本门电路 288

13.1.1 或门电路 289

13.1.2 与门电路 290

13.1.3 非门电路 291

13.2 集成复合门电路 292

13.2.1 或非门电路 292

13.2.2 与非门电路 293

13.2.3 三态与非门 294

13.3 组合逻辑电路分析 296

13.3.1 逻辑代数化简 296

13.3.2 组合逻辑电路分析 298

13.4 组合逻辑电路设计 299

13.4.1 半加器 300

13.4.2 全加器 301

13.5 编码器 303

13.6 译码器 304

13.6.1 二进制译码器 305

13.6.2 显示译码器 306

13.7 数据分配器和数据选择器 307

13.7.1 数据分配器 307

13.7.2 数据选择器 308

13.8 应用举例 309

13.8.1 故障报警器 309

13.8.2 卡片钥匙式电子锁 310

13.8.3 水位检测电路 311

13.9 本章小结 311

13.10 习题 312

第14章 触发器和时序逻辑电路 314

14.1 双稳态触发器 314

14.1.1 双稳态触发器的基本性能 314

14.1.2 基本RS触发器 315

14.1.3 钟控RS触发器 315

14.1.4 边沿触发器 317

14.1.5 触发器逻辑功能转换 319

14.2 寄存器与移位寄存器 319

14.2.1 寄存器 319

14.2.2 移位寄存器 320

14.3 计数器 321

14.3.1 同步计数器 321

14.3.2 中规模集成计数器 324

14.4 集成555定时器原理及应用 327

14.4.1 集成555定时器 327

14.4.2 用555定时器构成施密特触发器 328

14.4.3 555定时器应用举例 329

14.5 应用举例 329

14.5.1 数字钟 329

14.5.2 四人抢答电路 331

14.6 本章小结 331

14.7 习题 332

第15章 模拟量与数字量转换 335

15.1 数/模转换器（D/A） 335

15.1.1 数/模转换器工作原理 336

15.1.2 数/模转换器的类型 338

15.1.3 数/模转换器的主要参数 339

15.2 模/数转换器（A/D） 339

15.2.1 模/数转换器工作原理 339

15.2.2 模/数转换器的类型 343

15.2.3 模/数转换器的主要参数 343

15.2.4 选择A/D或D/A转换器时应注意的问题 344

15.3 本章小结 344

15.4 习题 345