本教材是結(jié)合應用型本科及高職高專教育發(fā)展的實際需求編寫的。這一版是在第4版的基礎(chǔ)上征求使用本教材院校的意見并為實現(xiàn)當前教學目標重新編寫的。本教材在原內(nèi)容框架不變的原則下，對部分內(nèi)容進行了修改，糾正了第4版教材中的錯誤。本教材可供應用型本科及高職高專機械、機電類等專業(yè)使用，也可供相關(guān)專業(yè)選用或參考。
本教材包括基礎(chǔ)理論、實驗實訓、附錄三部分。
基礎(chǔ)理論的編寫以“寬、淺、精”為原則，以“必需、夠用”為度，注意內(nèi)容的深度與廣度的結(jié)合，注意內(nèi)在聯(lián)系，定量定性地把握內(nèi)容，盡量避免繁瑣的數(shù)學分析與推導，力求做到基本概念清楚、語言簡練通暢。每章有典型題例，章后有習題、測試題，以幫助學生掌握基本內(nèi)容，提高分析問題與解決問題的能力。
實驗實訓部分是根據(jù)電工基礎(chǔ)教學的基本要求編寫的，同時充分考慮了各院校的實驗實訓條件，能框架式地適應相關(guān)院校的教學實踐。在編寫過程中，將重點放在培養(yǎng)學生的基本動手操作能力、各類儀器及設(shè)備的規(guī)范使用上。同時，注意培養(yǎng)學生運用基礎(chǔ)理論知識分析、觀察、記錄和處理實驗數(shù)據(jù)的能力。編寫時力求做到目的明確、思路清晰、方法合理、操作可行、步驟得當，每一實驗后均提出讓學生分析思考的問題，以便擴展思維，取得良好的實驗實訓效果。
附錄部分是根據(jù)電工基礎(chǔ)教學、實驗實訓以及電氣測量操作要求編寫的。編寫過程中，將重點放在常用電工儀表的分類、選擇、工作原理及測量方法上。編寫時注意工作原理細化，測量方法明確。該部分也可作為常用電工儀表的內(nèi)容進行單獨授課或培訓。
教學中可根據(jù)各專業(yè)的學時和教學目標選學教材中的內(nèi)容。
由于編者水平有限，書中缺點、錯誤、遺漏或不妥之處懇請廣大讀者批評指正。
編 者
2020年10月
第一部分 基礎(chǔ)理論
第1章 電路的基本概念和基本定律 1
1.1 電路、電路模型及電路原理圖 1
1.1.1 電 路 1
1.1.2 電路模型 1
1.1.3 電路原理圖 2
1.2 電路的基本物理量 2
1.2.1 電流、電壓及其參考方向 2
1.2.2 電 位 4
1.2.3 電動勢 5
1.2.4 功率與電能 7
1.3 電阻元件 8
1.3.1 電阻與電阻元件 8
1.3.2 電阻元件的約束 9
1.3.3 電阻元件的功率 10
1.3.4 電路的工作狀態(tài)11
1.4 電壓源與電流源 11
1.4.1 電壓源 11
1.4.2 電流源 12
1.5 基爾霍夫定律 14
1.5.1 與拓撲約束有關(guān)的幾個名詞 14
1.5.2 基爾霍夫電流定律 14
1.5.3 基爾霍夫電壓定律 16
本章小結(jié) 17
習 題 18
測試題 20
第2章 直流電阻性電路的分析 22
2.1 電阻的連接及等效電路 22
2.1.1 等效網(wǎng)絡(luò)的概念 22
2.1.2 電阻的串聯(lián) 22
2.1.3 電阻的并聯(lián) 23
2.1.4 電阻的混聯(lián) 24
2.2 電阻的星形連接與三角形連接及等效變換 24
2.2.1 電阻的星形連接與三角形連接 24
2.2.2 電阻的星形連接與三角形連接的等效變換 25
2.3 兩種電源模型的等效變換 27
2.3.1 電源模型的連接 27
2.3.2 電源模型的等效變換 27
2.4 支路電流與支路電流法 28
2.4.1 支路電流 29
2.4.2 支路電流法 29
2.5 網(wǎng)孔電流和網(wǎng)孔法 29
2.5.1 網(wǎng)孔電流 29
2.5.2 網(wǎng)孔法 30
2.6 節(jié)點法 32
2.6.1 節(jié)點法概述 32
2.6.2 彌爾曼定理 35
2.7 疊加原理 36
2.8 替代定理 37
2.9 戴維南定理與諾頓定理 38
2.9.1 戴維南定理 38
2.9.2 諾頓定理 39
2.10 受控源及受控源電路的分析 41
2.10.1 受控源 41
2.10.2 受控源電路的分析 41
2.11 非線性電阻元件及其電路分析 44
2.11.1 非線性電阻元件 44
2.11.2 非線性電阻元件電路的分析 45
本章小結(jié) 47
習 題 48
測試題 51
第3章 電容元件和電感元件 54
3.1 電容元件 54
3.1.1 電容元件的基本概念 54
3.1.2 電容元件的約束 56
3.1.3 電容元件的電場能量 56
3.1.4 電容元件的串聯(lián)和并聯(lián) 57
3.2 電感元件 59
3.2.1 電感元件的基本概念 59
3.2.2 電感元件的約束 61
3.2.3 電感元件的儲能 62
本章小結(jié) 63
習 題 64
測試題 64
第4章 正弦交流電路 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 復數(shù)及其四則運算與正弦量的相量表示 71
4.2.1 復數(shù)及其四則運算 72
4.2.2 正弦量的相量表示 74
4.3 正弦交流電路中的電阻元件 75
4.3.1 電阻元件的電壓與電流的關(guān)系 76
4.3.2 電阻元件的功率 77
4.4 正弦交流電路中的電感元件 78
4.4.1 電感元件的電壓與電流的關(guān)系 78
4.4.2 電感元件的功率 79
4.5 正弦交流電路中的電容元件 81
4.5.1 電容元件的電壓與電流的關(guān)系 81
4.5.2 電容元件的功率 82
4.6 基爾霍夫定律的相量形式 83
4.6.1 相量形式的基爾霍夫電流定律 84
4.6.2 相量形式的基爾霍夫電壓定律 84
4.7 RLC串聯(lián)電路 85
4.7.1 RLC串聯(lián)電路的電壓與電流的關(guān)系 85
4.7.2 RLC串聯(lián)電路的性質(zhì) 87
4.8 RLC并聯(lián)電路 88
4.8.1 RLC并聯(lián)電路的電流與電壓的關(guān)系 89
4.8.2 RLC并聯(lián)電路的性質(zhì) 90
4.9 無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效復阻抗和復導納 91
4.9.1 復阻抗、復導納的串聯(lián)和并聯(lián) 91
4.9.2 復阻抗與復導納的等效變換 92
4.10 相量法分析正弦交流電路 92
4.11 正弦交流電路中的功率 95
4.11.1 瞬時功率 95
4.11.2 有功功率 95
4.11.3 無功功率 96
4.11.4 視在功率 96
4.11.5 復功率 97
4.12 功率因數(shù)的提高 98
4.12.1 提高功率因數(shù)的意義 98
4.12.2 提高功率因數(shù)的方法 98
4.13 電路的諧振 100
4.13.1 串聯(lián)諧振 100
4.13.2 并聯(lián)諧振 103
本章小結(jié) 105
習 題 108
測試題 111
第5章 三相正弦交流電路 116
5.1 三相交流電源 116
5.1.1 三相交流電壓的產(chǎn)生 116
5.1.2 三相電源的連接 117
5.2 三相負載的連接 120
5.2.1 三相負載的星形連接 120
5.2.2 三相負載的三角形連接 122
5.2.3 三相電路的接線方式 123
5.3 三相電路的分析與計算 124
5.3.1 對稱三相電路的分析計算 124
5.3.2 不對稱三相電路的分析計算 126
5.4 對稱三相電路的故障分析 130
5.4.1 星形連接的對稱三相負載的故障分析 130
5.4.2 三角形連接的對稱負載的故障分析 132
5.5 三相電路的功率 133
本章小結(jié) 135
習 題 136
測試題 137
第6章 互感耦合電路 139
6.1 互感現(xiàn)象及相關(guān)概念 139
6.1.1 互感現(xiàn)象 139
6.1.2 互感系數(shù)和耦合系數(shù) 140
6.1.3 互感電動勢和互感電壓 142
6.2 互感線圈的同名端 143
6.2.1 互感線圈的同名端概述 143
6.2.2 同名端的測定 143
6.3 互感電路的計算 145
6.3.1 互感線圈的串聯(lián) 145
6.3.2 互感線圈的并聯(lián) 147
6.3.3 互感消去法 148
6.4 空心變壓器 149
6.5 理想變壓器 151
6.5.1 理想變壓器的定義 151
6.5.2 理想變壓器的作用 152
本章小結(jié) 155
習 題 156
測試題 159
第7章 非正弦周期性電路 161
7.1 非正弦周期量的合成與分解 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 非正弦周期性函數(shù)的傅里葉級數(shù)的簡化 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 非正弦周期性電路的計算 169
本章小結(jié) 172
習 題 173
測試題 174
第8章 線性動態(tài)電路的分析 177
8.1 換路定律與初始值的計算 177
8.1.1 電路的動態(tài)過程 177
8.1.2 換路定律及初始值的計算 177
8.2 一階電路的零輸入響應 179
8.2.1 RC電路的零輸入響應 179
8.2.2 RL電路的零輸入響應 180
8.3 一階電路的零狀態(tài)響應 181
8.3.1 RC電路的零狀態(tài)響應 181
8.3.2 RL電路的零狀態(tài)響應 183
8.4 全響應及三要素法 184
8.5 一階電路的階躍響應 185
8.5.1 單位階躍函數(shù) 185
8.5.2 一階電路的階躍響應 187
本章小結(jié) 188
習 題 189
測試題 190
第9章 雙口網(wǎng)絡(luò) 193
9.1 雙口網(wǎng)絡(luò)的概述 193
9.2 雙口網(wǎng)絡(luò)的方程和參數(shù) 193
9.2.1 短路導納參數(shù) 193
9.2.2 開路阻抗參數(shù) 195
9.2.3 傳輸參數(shù) 196
9.2.4 混合參數(shù) 197
9.3 雙口網(wǎng)絡(luò)的等效電路 198
9.3.1 T型等效電路 199
9.3.2 Π型等效電路 199
本章小結(jié) 200
習 題 200
測試題 201
第10章 磁路與鐵芯線圈 203
10.1 磁場的基本物理量與鐵磁物質(zhì)的磁化 203
10.1.1 磁場的基本物理量 203
10.1.2 鐵磁物質(zhì)的磁化 204
10.2 磁路及磁路定律 206
10.2.1 磁 路 206
10.2.2 磁路的基爾霍夫第一定律 206
10.2.3 磁路的基爾霍夫第二定律 206
10.2.4 磁路的歐姆定律 207
10.3 恒定磁通、磁路的計算 207
10.3.1 已知磁通求磁通勢 207
10.3.2 已知磁通勢求磁通 208
10.4 交流鐵芯線圈 208
10.4.1 交流鐵芯線圈的電流、電壓及磁通 208
10.4.2 磁滯損耗與渦流損耗 209
10.4.3 交流鐵芯線圈的等效電路 209
本章小結(jié) 209
習 題 210
測試題 211
第二部分 實驗實訓
實驗實訓基本要求 212
實驗實訓項目 214
實驗實訓1 認識實驗 214
實驗實訓2 電阻的測量 215
實驗實訓3 基爾霍夫定律 217
實驗實訓4 疊加原理 218
實驗實訓5 戴維南定理 220
實驗實訓6 電容元件和電感元件 222
實驗實訓7 交流電路等效參數(shù)的測量 225
實驗實訓8 RL串聯(lián)電路 227
實驗實訓9 功率因數(shù)的測量與提高 229
實驗實訓10 串聯(lián)諧振電路 233
實驗實訓11 三相負載的星形連接 236
實驗實訓12 三相負載的三角形連接 237
實驗實訓13 三相電路的功率 239
實驗實訓14 互感耦合電路 241
實驗實訓15 非正弦周期性電路 244
實驗實訓16 一階電路的研究 246
第三部分 附 錄
附錄知識 248
附錄1 常用電工儀表的一般知識 248
附錄2 常用指示類儀表的工作原理 252
附錄3 電流、電壓的測量 261
附錄4 電功率的測量 268
附錄5 電阻的測量 273
附錄6 電度表的使用 279
附錄7 數(shù)字式儀表基礎(chǔ) 283
附錄習題 286
參考文獻 287
習題及測試題簡答 288
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