電工基礎實用教程（簡體書）

《高職高專院校教材：電工基礎實用教程》介紹電工基礎知識，共分為八章，內容涉及電路的基本概念和基本定律、電阻電路分析、正弦交流電路、三相交流電路、動態電路、互感電路、磁場與磁路、非正弦交流電路。每章都提出了明確的目標要求，配備了同步訓練和章後小結，還配有練習題，為課堂教學和學生的自主學習提供了方便。
《高職高專院校教材：電工基礎實用教程》是根據我國高職高專的教學實際，按照高職高專的教學要求編寫的。在編寫過程中注重了理論與實踐的結合，強調實踐能力的培養，同時注重知識的可讀性，為學生的自學留下了一定的空間。
《高職高專院校教材：電工基礎實用教程》可作為高職高專院校電氣自動化、電子信息技術、供電技術等電類專業及相關專業的教材，也可供有關技術人員參考。．

劉建軍，遼寧鐵道職業技術學院副教授，鐵道供電系副主任，工學碩士，中國職業教育學會軌道交通委員會高職教育研究會會員，維修電工高級考評員，校學科帶頭人。在學校舉辦的教學質量評比活動中，曾連續六年獲得教學質量一等獎，兩次獲得校先進教師稱號，一次獲得沈陽鐵路局優秀教師稱號。近五年發表學術論文15篇，其中核心期刊3篇，El檢索1篇，主編教材4部，副主編教材3部。2010年完成了電工基礎校內精品課建設，主持完成省級教科研課題3項。主要講授課程為電工基礎、電子技術、電機與電氣控制、電工儀表與測量、供電管理等。

《高職高專院校教材:電工基礎實用教程》是根據我國高職高專的教學實際，按照高職高專的教學要求編寫的。在編寫過程中注重了理論與實踐的結合，強調實踐能力的培養，同時注重知識的可讀性，為學生的自學留下了一定的空間。《高職高專院校教材:電工基礎實用教程》可作為高職高專院校電氣自動化、電子信息技術、供電技術等電類專業及相關專業的教材，也可供有關技術人吊參考。

第1章電路的基本概念和基本定律
1.1電路與電路模型
1.1.1電路的概念
1.1.2電路模型
1.1.3電路的工作狀態
1.1.4電路常用術語
1.2電路的基本物理量
1.2.1 電流
1.2.2電壓
1 02_3電功與電功率
1.3電阻元件與獨立源
1.3.1 電阻與電導
1.3.2歐姆定律
1.3.3 電壓源
1.3.4 電流源
1.4基爾霍夫定律
1.4.1基爾霍夫電流定律
1.4.2基爾霍夫電壓定律
1.5電容元件與電感元件
1.5.1電容元件
1.5.2電感元件
1.6受控源
1.6.1受控源的概念
1.6.2受控源的類型
1.6.3受控源的伏安關系
小結
一、電路
二、電流
三、電壓
四、電阻元件
五、基爾霍夫定律
六、電壓源與電流源
七、電感與電容
八、受控源
習題1
第2章電阻電路分析
2.1 電阻的連接及等效
2.1.1 電阻的串聯及分壓
2.1.2電阻的并聯及分流
2.1.3星形電阻網絡與三角形電阻網絡的等效互換
2.2含源二端網絡的等效
2.2.1 二端網絡
2.2.2二端網絡的等效化簡
2.2.3戴維南定理
2.2.4諾頓定理
2.3支路電流法
2.4網孔電流法
2.4.1 網孔電流法的標準方程
2.4.2無伴電流源及超網孔的概念
2.5節點電壓法
2.5.1節點電壓方程式的一般形式
2.5.2彌爾曼定理
2.6疊加原理與齊次定理
2.6.1 疊加原理
2.6.2齊次定理
小結
一、電阻的串、并聯與混聯
二、含源二端網絡的等效
三、支路電流法
四、網孔電流法
五、節點電壓法
六、疊加原理
習題2
第3章正弦交流電路
3.1正弦交流電路的基本概念
3.1.1 正弦交流電的周期與頻率
3.1.2正弦量的三要素
3.1.3相位差計算
3.1.4正弦量的有效值和平均值
3.2正弦量的相量表示法
3.2.1相量的概念
3.2.2用相量表示正弦量
3.2.3相量圖
3.3單一元件電路
3.3.1電阻元件電路
3.3.2電感元件電路
3.3.3電容元件電路
3.4RLC串聯電路
3.4.1 RLC串聯電路中電壓與電流的關系
3.4.2 RLC串聯電路的性質
3.4.3 RLC串聯電路的功率
3.4.4三個三角形
3.5并聯電路計算
3.5.1 并聯電路的復阻抗計算法
3.5.2并聯電路的復導納計算法
3.6串聯諧振電路
3.6.1串聯諧振的定義和條件
3.6.2串聯諧振的特點
3.6.3諧振電路的選擇性
3.7并聯諧振電路
3.7.1并聯諧振的條件
3.7.2并聯諧振的特點
3.7.3并聯諧振的頻率特性
3.8功率因數的提高
3.8.1提高電路功率因數的意義
3.8.2并聯電容提高線路的功率因數
小結
一、正弦量的概念
二、電阻、電感、電容元件的約束關系
三、正弦電路的計算
四、正弦電路的功率
五、諧振電路
習題3
第4章三相交流電路
4.1三相電源
4.1.1三相電源的構成
4.1.2三相電源的連接
4.2三相負載
4.2.1三相負載的星形連接
4.2.2三相負載的三角形連接
4.3對稱三相電路的分析與計算
4.3.1 Y0—Y0連接與Y—Y連接的電路
4.3.2△—Y、Y—△、△—△連接的電路
4.3.3三相電路的功率計算
4.3.4三相功率的測量
4.4不對稱三相電路的分析
4.4.1不對稱Y0—Y0連接的電路
4.4.2不對稱Y—△連接的電路
小結
一、對稱三相電源
二、三相負載
三、三相電路的功率
四、不對稱電路
習題4
第5章動態電路
5.1換路定律及初始值計算
5.1.1動態電路的過渡過程
5.1.2換路定律
5.1.3初始值的計算
5.2直流激勵下一階電路的零輸入響應
5.2.1 RC電路的零輸入響應
5.2.2 RL電路的零輸入響應
5.3直流激勵下一階電路的零狀態響應
5.3.1 RC電路的零狀態響應
5.3.2 RL電路的零狀態響應
5.4求解一階電路的三要素法
5.4.1三要素法的含義
5.4.2三要素法的應用
5.5階躍函數和階躍響應
5.5.1階躍函數
5.5.2階躍響應
5.6二階電路的零輸入響應
5.6.1 RLC串聯電路的零輸入響應
5.6.2零輸入響應的三種情況分析
小結
一、過渡過程
二、換路定律與初始值計算
三、一階電路的零輸入響應與零狀態響應
四、一階電路的三要素法
五、階躍函數和階躍響應
六、二階電路
習題5
第6章互感電路
6.1互感與同名端
6.1.1互感
6.1.2互感電壓
6.1.3互感線圈的同名端
6.2互感線圈的串聯
6.2.1兩線圈順向串聯
6.2.2兩線圈反向串聯
6.3互感線圈的并聯
6.3.1同名端相連
6.3.2異名端相連
6.3.3兩線圈一端相連
6.4空心變壓器
6.4.1空心變壓器的概念與方程
6.4.2空心變壓器的計算
6.5理想變壓器
6.5.1理想變壓器的概念
6.5.2交流鐵心線圈上電壓與磁通的關系
6.5.3理想變壓器的電壓變換
6.5.4理想變壓器的電流變換
6.5.5理想變壓器的阻抗變換
小結
一、互感電路的概念
二、互感電壓的計算
三、互感電路的等效計算
四、空心變壓器與理想變壓器
習題6
第7章磁場與磁路
7.1磁場的基本概念和基本定律
7.1.1磁場的基本概念
7.1.2磁場的基本定律
7.2鐵磁材料的磁化
7.2.1磁化及磁化曲線
7.2.2鐵磁材料的分類
7.3簡單磁路的計算
7.3.1磁路計算的基本概念
7.3.2 已知磁通求磁化電流
7.3.3 已知磁化電流求磁通
小結
一、磁路的基本定律
二、簡單磁路的計算
習題7
第8章非正弦交流電路
8.1 非正弦周期波的諧波分析
8.1.1諧波
8.1.2非正弦周期函數的
諧波分析
8.2波形對稱性與所含諧波分量
的關系
8.2.1對稱性與諧波分量的關系
8.2.2非對稱性非正弦周期波的諧波分析
8.3非正弦周期波的平均值與有效值及功率
8.3.1非正弦周期波的直流分量和平均值
8.3.2非正弦周期波的有效值
8.3.3非正弦周期電流電路的功率
8.4非正弦交流電路的分析計算
小結
習題8
附錄A SI單位及其輔助單位
附錄B常用數學公式
一、常用換算關系
二、常用三角函數公式
三、常用求導數公式
四、常用積分公式
附錄C復數簡介
一、復數的概念
二、復數的圖形表示
三、復數的表示式
四、共軛復數
五、復數的四則運算
附錄D星一角變換計算程序
附錄E習題答案
習題1答案
習題2答案
習題3答案
習題4答案
習題5答案
習題6答案
習題7答案
習題8答案
參考文獻

【實例鏈接】
某報紙曾經刊登過一則消息，某工廠年產值不足100萬元，由于用電功率因數未達標，被罰款10萬元，更值得深思的是，該廠的廠長覺得既沒有偷電，也沒有漏電，也按時繳納了電費，為什么還要被罰款呢？問題就出在了該廠領導不懂技術，不知道國家對企業用電的功率因數是有要求的，不知道自己用電時給國家造成了電能的浪費，所以才造成被罰的后果。可見，提高功率因數意義重大。
【任務實施】
3.8.1 提高電路功率因數的意義
功率因數的大小影響著電路的有功出力，實際電路中，有許多功率因數很低，需要人為進行調節。電力系統中的大多數負載是感性負載，由于感性負載需要一定的無功功率建立交變的磁場才能正常工作，所以它們的功率因數低，如異步電動機在空載時的功率因數僅為0.2～0.3。負載的功率因數低會造成以下不良后果：
首先，電源設備的有功出力不能充分利用。電源設備的額定電壓和額定電流是一定的，它的額定容量Se=UeIe也是一定的。在額定容量下運行的電源設備，若負載的功率因數低，電源發出的有功功率P=Secos就少，由可知電源的無功功率就多，即電源與負載間交換而不消耗的能量多，所以電源設備的有功出力沒有充分利用。
其次，這使供電線路的功率損耗和電壓降增加。若線路輸送的有功功率為P（kW），線路的額定電壓為U（kW），線路的電阻和電抗分別為R（Ω和X（Ω），負載的功率因數為cos，由P=UIcos可得線路電流為
線路的功率損耗△P為
線路的電壓降為
對于給定的線路，其R、X是定值，當以一定的電壓輸送一定的有功功率時，若負載的cost低，由式（3—8—1）和式（3—8—2）可知，線路的有功功率損耗增加，線路的電壓降也增加，造成有功電能的浪費和負載端電壓降低。
由此看到，提高用戶的功率因數，一方面可使電源設備的容量充分利用，另一方面可減小線路的功率損耗和線路上的電壓降，使用戶的用電質量得到提高，因此具有重要的經濟和技術意義。這就是提高功率因數的意義所在。
3.8.2并聯電容提高線路的功率因數
圖3—8—1（a）所示為一個感性電路并聯電容后的電路。并聯電容之前線路的電流i就是流經感性負載的電流i1，即i=i1。整個電路的功率因數就是感性負載的功率因數cos。若電源的角頻率為ω，則R、L串聯電路的阻抗，電路的功率因數。以端電壓u為參考相量，其相量圖如圖3.8—1（b）所示。