本書是一本基礎(chǔ)性強又注重培養(yǎng)學生應用能力和創(chuàng)新思維的教材,涵蓋了電子技術(shù)中相對獨立但又相互關(guān)聯(lián)的知識點,主要內(nèi)容包括電路的基本概念與基本定律、直流電路、交流電路、穩(wěn)態(tài)分析等。
本書采用圖文并茂、線上線下相結(jié)合的形式,以增強學生的理解和記憶,便于學生隨時隨地自主學習;注重理論和實踐相結(jié)合,以實用技能的講解和案例分析的形式,讓學生將理論知識應用到實際生產(chǎn)中;創(chuàng)新教學設(shè)計,改變作業(yè)和學習任務的形式,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力、協(xié)作能力、溝通能力和批判性思維等。
本書可作為高職高專電子與信息大類、自動化類及相關(guān)專業(yè)的教材,也可作為工程技術(shù)人員的參考用書。
·結(jié)合高職教育特點,以崗位需求為目的,以服務學生為主旨,授課教師和企業(yè)工程技術(shù)人員共同編寫,力求做到理論知識與工程應用相結(jié)合。
·每章的開篇增加引例,以常見的生活實例引出本章內(nèi)容,引導讀者思考;每章的結(jié)尾增加拓展閱讀,拓寬讀者的視野。
·本書是“電路基礎(chǔ)”在線開放課程的配套教材,讀者可通過超星平臺進行在線課程的學習。
·配套資源包括微課視頻、電子課件、教學大綱、習題解答等。
黨的二十大報告指出:“必須堅持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力,深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,開辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道,不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢!彪娐坊A(chǔ)與實踐是一門專業(yè)基礎(chǔ)學科,是目前自動化、計算機、電子信息等專業(yè)的重要課程。本書第1版于2012年出版至今,已有十余年時間。隨著技術(shù)的不斷進步,有必要進行修訂。
第4版在第3版的基礎(chǔ)上,緊跟行業(yè)技術(shù)發(fā)展進行了修訂。在修訂過程中,我們結(jié)合高職教育特點,以崗位需求為目的,以服務學生為主旨,授課教師和企業(yè)工程技術(shù)人員共同編寫,力求做到理論知識與工程應用相結(jié)合。
本書共8章,內(nèi)容包括電路的基本概念與基本定律、直流電路的分析與計算、動態(tài)電路的時域分析、正弦交流電路、三相交流電路、互感電路及磁路、線性動態(tài)電路的復頻域分析和非正弦周期電流電路的穩(wěn)態(tài)分析。每章的開篇增加引例,以常見的生活實例引出本章內(nèi)容,引導讀者思考;每章的結(jié)尾增加拓展閱讀,拓寬讀者的視野。在教材的編寫中,注重理論知識與實踐項目的有機結(jié)合,理論知識深入淺出,注重用簡練的語言敘述電路原理;實踐項目緊密聯(lián)系生活,注重新方法、新工具的應用,既有實際動手操作內(nèi)容,又有計算機仿真的方法。力求重點突出、學用結(jié)合、易教易學。
本書建議使用學時為60~100學時。其中,第6章6.3節(jié)、6.4節(jié)的內(nèi)容供電氣自動化技術(shù)等專業(yè)選講;第7、8章供通信類專業(yè)選講,其他各章節(jié)為電類相關(guān)專業(yè)的必修內(nèi)容。
本書是“電路基礎(chǔ)”在線開放課程的配套教材,讀者可通過超星平臺進行在線課程的學習。配套資源包括微課視頻、電子課件、教學大綱、習題解答等。
本書由劉科擔任主編,鄔麗娜擔任副主編,孫曉瑞、相會杰參與編寫。其中第1章由孫曉瑞編寫;第2~4章以及附錄由劉科編寫;第5、6章由鄔麗娜編寫;第7、8章由相會杰編寫,劉科負責全書的統(tǒng)稿和校訂工作。
在本書的編寫過程中,祁春清老師給予了很多幫助,蘇州沃爾泰精密機械有限公司的丁金鐘工程師也提供了一些電路應用實例以及一些實驗方案等,在此感謝他們的付出。
由于編者水平有限,書中難免有錯誤和不足之處,懇切希望廣大讀者提出批評和建議。
劉科,蘇州市職業(yè)大學教授。主要講授電路、數(shù)字電子、模擬電子、虛擬儀器(LabVIEW)等課程,具有豐富的教學經(jīng)驗。參與編寫多部著作。
前言
二維碼資源清單
第1章電路的基本概念與基本定律1
引例:手電筒電路1
1.1電路與電路模型2
1.1.1電路2
1.1.2電路模型2
1.1.3電路圖3
1.2電路的基本物理量5
1.2.1電流5
1.2.2電壓、電位、電動勢6
1.2.3電功率7
1.3線性電阻元件9
1.3.1電阻伏安關(guān)系9
1.3.2電阻功率9
1.4獨立源和受控源10
1.4.1獨立電壓源10
1.4.2獨立電流源11
1.4.3受控源12
1.5基爾霍夫定律13
1.5.1基本概念13
1.5.2基爾霍夫電流定律14
1.5.3基爾霍夫電壓定律15
1.6實踐項目基本電工儀表的使用與測量誤差的計算17
1.6.1任務1電路測量的基本知識18
1.6.2任務2元器件的識別和測量20
1.6.3任務3數(shù)據(jù)的處理及誤差的計算分析24
1.7實踐項目驗證基爾霍夫定律26
1.7.1任務1驗證基爾霍夫電流定律26
1.7.2任務2驗證基爾霍夫電壓定律27
1.7.3任務3驗證基爾霍夫定律仿真28
拓展閱讀:安全用電常識29
1.8習題31
第2章直流電路的分析與計算35
引例:室內(nèi)照明電路35
2.1線性電阻網(wǎng)絡等效變換36
2.1.1電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)及其等效變換36
2.1.2電阻星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)39
2.2電源等效變換41
2.2.1獨立源等效變換41
2.2.2受控源等效變換43
2.3支路電流法及其獨立方程的列寫45
2.3.1支路電流法45
2.3.2列寫獨立方程45
2.4節(jié)點電位法46
2.4.1節(jié)點方程及其一般形式47
2.4.2節(jié)點法解題步驟51
2.5網(wǎng)孔電流法52
2.5.1網(wǎng)孔方程及其一般形式52
2.5.2網(wǎng)孔法解題步驟53
2.6疊加定理、齊性定理與替代定理55
2.6.1疊加定理55
2.6.2齊性定理58
2.6.3替代定理59
2.7戴維南定理與諾頓定理60
2.7.1戴維南定理60
2.7.2諾頓定理64
2.8最大功率傳輸定理642.9實踐項目驗證疊加定理和齊性定理68
2.9.1任務1驗證疊加定理68
2.9.2任務2驗證齊性定理69
2.10實踐項目測試含源二端網(wǎng)絡和驗證戴維南定理70
2.10.1任務1測試含源二端網(wǎng)絡71
2.10.2任務2驗證戴維南定理72
2.10.3任務3仿真方法驗證戴維南定理72
拓展閱讀:電學科學家介紹74
2.11習題76
第3章動態(tài)電路的時域分析82
引例:電感鎮(zhèn)流器熒光燈電路82
3.1動態(tài)元件83
3.1.1電感元件83
3.1.2電容元件84
3.2換路定律及初始值的確定85
3.2.1電路的過渡過程與換路定律85
3.2.2電路初始值的確定87
3.3一階電路的零輸入響應90
3.3.1概述90
3.3.2RC電路的零輸入響應90
3.3.3RL電路的零輸入響應93
3.4一階電路的零狀態(tài)響應95
3.4.1RC電路的零狀態(tài)響應95
3.4.2RL電路的零狀態(tài)響應96
3.5一階電路的全響應98
3.5.1全響應98
3.5.2三要素法100
3.6階躍函數(shù)和階躍響應102
3.6.1階躍函數(shù)102
3.6.2階躍響應104
3.7實踐項目一階電路的響應測試105
3.7.1任務1Multisim仿真軟件的使用105
3.7.2任務2觀察電容的充電、放電過程106
3.7.3任務3用Multisim仿真方波輸入響應108
3.7.4任務4RC一階電路響應測試109
拓展閱讀:瞬變電壓110
3.8習題110
第4章正弦交流電路114
引例:家庭用電設(shè)備電路114
4.1正弦量的基本概念115
4.1.1瞬時值、最大值、有效值116
4.1.2周期、頻率、角頻率117
4.1.3相位、初相、相位差117
4.2正弦量的相量表示和相量圖119
4.2.1復數(shù)及其運算119
4.2.2正弦量的相量表示121
4.2.3相量圖122
4.3正弦交流電路中的元器件123
4.3.1正弦電路中的基本元器件123
4.3.2阻抗126
4.3.3導納129
4.3.4阻抗與導納的串、并聯(lián)130
4.4正弦交流電路的分析131
4.4.1正弦交流電路的相量分析法131
4.4.2正弦交流電路的相量圖解法135
4.5正弦交流電路的功率136
4.5.1電路基本元器件的功率136
4.5.2無源線性二端網(wǎng)絡的功率139
4.5.3功率因數(shù)的提高141
4.6正弦交流電路中的諧振現(xiàn)象143
4.6.1串聯(lián)諧振143
4.6.2并聯(lián)諧振146
4.7實踐項目交流電路的測量148
4.7.1任務1感性電路的測量148
4.7.2任務2容性電路的測量150
4.8實踐項目并聯(lián)電容提高功率因數(shù)151
4.8.1任務1功率因數(shù)與并聯(lián)電容的關(guān)系152
4.8.2任務2功率因數(shù)提高到特定值153
4.9實踐項目RLC串聯(lián)電路諧振參數(shù)測量154
4.9.1任務1仿真方法測量諧振參數(shù)154
4.9.2任務2實驗方法測量諧振參數(shù)156
4.10實踐項目選頻電路的設(shè)計實現(xiàn)156
4.10.1任務1LC選頻電路的設(shè)計實現(xiàn)157
4.10.2任務2文氏橋選頻電路的設(shè)計實現(xiàn)158
拓展閱讀:中國電網(wǎng)系統(tǒng)160
4.11習題161
第5章三相交流電路165
引例:三相交流電165
5.1三相交流電源166
5.1.1對稱三相電壓166
5.1.2三相電源的星形和三角形聯(lián)結(jié)167
5.1.3三相電壓的相序169
5.2對稱三相電路的計算169
5.2.1概述169
5.2.2對稱負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路170
5.2.3對稱負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路172
5.3不對稱三相電路的計算173
5.4三相電路的功率計算及其測量175
5.4.1三相電路的功率計算175
5.4.2三相電路的功率測量176
5.5實踐項目三相電路的聯(lián)結(jié)和測量177
5.5.1任務1三相電路的仿真178
5.5.2任務2三相負載星形聯(lián)結(jié)時的電壓、電流及功率的測量179
5.5.3任務3三相負載三角形聯(lián)結(jié)時的電壓、電流及功率的測量180
拓展閱讀:電學小趣聞182
5.6習題182
第6章互感電路及磁路184
引例:變壓器184
6.1互感電路的基本知識18