第1章 电路和电路元器件 …………………………………………………………………… 1
1.1 电路和电路的基本物理量 …………………………………………………………… 1
1.1.1 电路及电路组成 ……………………………………………………………… 1
1.1.2 理想电路元器件和电路模型 ………………………………………………… 2
1.1.3 元器件中的电流、电压及其参考方向 ……………………………………… 2
1.1.4 电路元器件的功率和能量 …………………………………………………… 4
1.2 无源元件 ……………………………………………………………………………… 5
1.2.1 电阻元件 ……………………………………………………………………… 5
1.2.2 电容元件 ……………………………………………………………………… 5
1.2.3 电感元件 ……………………………………………………………………… 6
1.3 独立电源元件 ………………………………………………………………………… 7
1.3.1 理想电压源 …………………………………………………………………… 7
1.3.2 理想电流源 …………………………………………………………………… 8
1.4 模拟电子器件 ………………………………………………………………………… 9
1.4.1 半导体的导电特性 …………………………………………………………… 9
1.4.2 杂质半导体 ………………………………………………………………… 10
1.4.3 PN结及其单向导电性……………………………………………………… 11
1.4.4 半导体二极管 ……………………………………………………………… 11
1.4.5 双极型晶体管 ……………………………………………………………… 14
1.4.6 绝缘栅型场效应晶体管 …………………………………………………… 18
1.4.7 半导体光电器件 …………………………………………………………… 19
1.5 数字电子器件 ………………………………………………………………………… 21
1.5.1 门电路 ……………………………………………………………………… 21
1.5.2 触发器 ……………………………………………………………………… 24
1.6 实验、实训操作知识 ………………………………………………………………… 29
1.6.1 电阻器 ……………………………………………………………………… 29
1.6.2 电容器 ……………………………………………………………………… 33
1.6.3 二极管 ……………………………………………………………………… 34
1.6.4 三极管 ……………………………………………………………………… 37
1.7 格物言志 ……………………………………………………………………………… 40
习 题 ……………………………………………………………………………………… 42
第2章 电路分析基础 ……………………………………………………………………… 47
2.1 电路的基本定律 ……………………………………………………………………… 47
2
2.1.1 电路的基本连接方法 ……………………………………………………… 47
2.1.2 欧姆定律 …………………………………………………………………… 48
2.1.3 基尔霍夫定律 ……………………………………………………………… 49
2.2 直流电路的分析方法 ………………………………………………………………… 52
2.2.1 支路电流法 ………………………………………………………………… 52
2.2.2 电压源和电流源的等效变换 ……………………………………………… 53
2.2.3 叠加定理 …………………………………………………………………… 55
2.2.4 戴维宁定理 ………………………………………………………………… 56
2.3 正弦交流电路 ………………………………………………………………………… 58
2.3.1 正弦量 ……………………………………………………………………… 59
2.3.2 正弦量的相量表示法 ……………………………………………………… 61
2.3.3 单一参数的正弦交流电路 ………………………………………………… 64
2.3.4 RLC 串联正弦交流电路 …………………………………………………… 70
2.3.5 阻抗的串联与并联 ………………………………………………………… 73
2.3.6 功率因数的提高 …………………………………………………………… 74
2.4 三相正弦交流电路 …………………………………………………………………… 75
2.4.1 对称三相交流电源的概念 ………………………………………………… 75
2.4.2 三相电源的连接方法 ……………………………………………………… 76
2.4.3 三相负载及其连接方式 …………………………………………………… 78
2.4.4 三相电路的功率 …………………………………………………………… 79
2.5 实验、实训操作知识 ………………………………………………………………… 80
2.5.1 万用表 ……………………………………………………………………… 80
2.5.2 剥线钳 ……………………………………………………………………… 83
2.5.3 镊子 ………………………………………………………………………… 83
2.5.4 改锥 ………………………………………………………………………… 83
2.6 格物言志 ……………………………………………………………………………… 84
习 题 ……………………………………………………………………………………… 86
第3章 变压器和交流电动机 ……………………………………………………………… 95
3.1 磁路及磁路的基本定律 ……………………………………………………………… 95
3.1.1 磁场的基本物理量 ………………………………………………………… 95
3.1.2 电磁铁 ……………………………………………………………………… 98
3.1.3 磁路的分析方法 …………………………………………………………… 99
3.1.4 交流铁心线圈电路 ………………………………………………………… 100
3.2 变压器 ……………………………………………………………………………… 101
3.2.1 变压器的基本结构 ………………………………………………………… 101
3.2.2 变压器的工作原理 ………………………………………………………… 102
3.2.3 特殊类型变压器 …………………………………………………………… 105
目 录
3
3.3 交流电动机 ………………………………………………………………………… 108
3.3.1 三相异步电动机的基本结构 ……………………………………………… 108
3.3.2 三相异步电动机的转动原理 ……………………………………………… 110
3.3.3 三相异步电动机的特性 …………………………………………………… 113
3.3.4 三相异步电动机的起动、调速和制动 …………………………………… 114
3.3.5 三相异步电动机的铭牌和技术数据 ……………………………………… 117
3.4 三相异步电动机的自动控制 ……………………………………………………… 119
3.4.1 常用低压电器 ……………………………………………………………… 119
3.4.2 异步电动机的基本控制 …………………………………………………… 124
3.4.3 行程控制 …………………………………………………………………… 127
3.4.4 可编程控制器简介 ………………………………………………………… 128
3.5 实验、实训操作知识 ……………………………………………………………… 133
3.6 格物言志 …………………………………………………………………………… 134
习 题 ……………………………………………………………………………………… 136
第4章 基本放大电路 ……………………………………………………………………… 146
4.1 放大电路的组成及工作原理 ……………………………………………………… 146
4.1.1 晶体管的工作状态和连接方式 …………………………………………… 146
4.1.2 放大电路的主要技术指标 ………………………………………………… 147
4.1.3 共发射极放大电路的组成 ………………………………………………… 148
4.1.4 共发射极放大电路的基本工作原理 ……………………………………… 149
4.2 放大电路的分析方法 ……………………………………………………………… 150
4.2.1 放大电路的静态分析 ……………………………………………………… 150
4.2.2 放大电路的动态分析 ……………………………………………………… 151
4.2.3 静态工作点的稳定 ………………………………………………………… 153
4.3 射极输出器 ………………………………………………………………………… 155
4.3.1 射极输出器静态分析 ……………………………………………………… 155
4.3.2 射极输出器动态分析 ……………………………………………………… 155
4.4 实验、实训操作知识 ……………………………………………………………… 157
4.4.1 放大电路的调试知识 ……………………………………………………… 157
4.4.2 放大电路的故障排除 ……………………………………………………… 158
4.5 格物言志 …………………………………………………………………………… 158
习 题 ……………………………………………………………………………………… 160
第5章 集成运算放大电路 ………………………………………………………………… 162
5.1 集成运算放大器概述 ……………………………………………………………… 162
5.1.1 集成运放的组成 …………………………………………………………… 162
5.1.2 集成运放的主要参数 ……………………………………………………… 163
5.1.3 集成运放的分类 …………………………………………………………… 165
4
5.1.4 集成运放的选择 …………………………………………………………… 166
5.1.5 理想运算放大器 …………………………………………………………… 166
5.2 放大电路中的负反馈 ……………………………………………………………… 168
5.2.1 反馈的基本概念 …………………………………………………………… 168
5.2.2 负反馈的类型及判别方法 ………………………………………………… 169
5.2.3 负反馈对放大电路性能的影响 …………………………………………… 170
5.3 集成运算放大器的应用 …………………………………………………………… 172
5.3.1 基本运算电路 ……………………………………………………………… 172
5.3.2 有源滤波器 ………………………………………………………………… 177
5.3.3 电压比较器 ………………………………………………………………… 178
5.4 实验、实训操作知识 ……………………………………………………………… 179
5.4.1 集成运放的应用知识 ……………………………………………………… 179
5.4.2 负反馈放大电路的应用 …………………………………………………… 182
5.5 格物言志 …………………………………………………………………………… 183
习 题 ……………………………………………………………………………………… 185
第6章 数字集成电路 ……………………………………………………………………… 187
6.1 数字电路的基础知识 ……………………………………………………………… 187
6.1.1 数字信号和模拟信号 ……………………………………………………… 187
6.1.2 逻辑代数基础 ……………………………………………………………… 188
6.2 组合逻辑电路 ……………………………………………………………………… 192
6.2.1 组合逻辑电路的分析方法 ………………………………………………… 192
6.2.2 组合逻辑电路的设计 ……………………………………………………… 193
6.2.3 组合逻辑电路的应用 ……………………………………………………… 196
6.3 时序逻辑电路 ……………………………………………………………………… 206
6.3.1 时序逻辑电路的基本概念 ………………………………………………… 206
6.3.2 同步时序逻辑电路的分析方法 …………………………………………… 207
6.3.3 异步时序逻辑电路的分析方法 …………………………………………… 208
6.3.4 时序逻辑电路的应用 ……………………………………………………… 210
6.4 集成定时器 ………………………………………………………………………… 220
6.4.1 555集成定时器 …………………………………………………………… 221
6.4.2 555集成定时器的应用 …………………………………………………… 222
6.5 实验、实训操作知识 ……………………………………………………………… 224
6.6 格物言志 …………………………………………………………………………… 227
习 题 ……………………………………………………………………………………… 228
第7章 实验训练项目 ……………………………………………………………………… 232
7.1 戴维宁定理验证和有源二端网络的研究 ………………………………………… 233
7.1.1 实验目的 …………………………………………………………………… 233
目 录
5
7.1.2 实验原理与说明 …………………………………………………………… 233
7.1.3 实验设备 …………………………………………………………………… 237
7.1.4 实验内容与步骤 …………………………………………………………… 237
7.1.5 实验注意事项 ……………………………………………………………… 238
7.1.6 分析与讨论 ………………………………………………………………… 239
7.2 日光灯cos φ 的提高 ……………………………………………………………… 239
7.2.1 实验目的 …………………………………………………………………… 239
7.2.2 实验原理与说明 …………………………………………………………… 239
7.2.3 实验设备 …………………………………………………………………… 240
7.2.4 实验内容与步骤 …………………………………………………………… 240
7.2.5 实验注意事项 ……………………………………………………………… 241
7.2.6 分析与讨论 ………………………………………………………………… 241
7.3 三相交流电路 ……………………………………………………………………… 241
7.3.1 实验目的 …………………………………………………………………… 241
7.3.2 实验原理与说明 …………………………………………………………… 242
7.3.3 实验设备 …………………………………………………………………… 242
7.3.4 实验内容与步骤 …………………………………………………………… 242
7.3.5 实验注意事项 ……………………………………………………………… 244
7.3.6 分析与讨论 ………………………………………………………………… 244
7.4 电动机正反转控制 ………………………………………………………………… 244
7.4.1 实验目的 …………………………………………………………………… 244
7.4.2 实验原理与说明 …………………………………………………………… 244
7.4.3 实验设备 …………………………………………………………………… 246
7.4.4 实验内容与步骤 …………………………………………………………… 246
7.4.5 故障分析 …………………………………………………………………… 247
7.4.6 分析与讨论 ………………………………………………………………… 247
7.5 常用元器件的认识与常用仪器的使用测试 ……………………………………… 247
7.5.1 实验目的 …………………………………………………………………… 247
7.5.2 实验原理与说明 …………………………………………………………… 247
7.5.3 实验设备 …………………………………………………………………… 251
7.5.4 实验内容与步骤 …………………………………………………………… 251
7.5.5 分析与讨论 ………………………………………………………………… 252
7.6 集成运算放大器及其应用 ………………………………………………………… 252
7.6.1 实验目的 …………………………………………………………………… 252
7.6.2 实验原理与说明 …………………………………………………………… 252
7.6.3 实验设备 …………………………………………………………………… 254
7.6.4 实验内容与步骤 …………………………………………………………… 254
6
7.6.5 分析与讨论 ………………………………………………………………… 256
7.7 典型实训项目制作 ………………………………………………………………… 256
7.7.1 实训目的 …………………………………………………………………… 256
7.7.2 实训素养及要求 …………………………………………………………… 256
7.7.3 收音机焊接实训原理与内容 ……………………………………………… 257
7.7.4 循迹小车制作实训原理与内容 …………………………………………… 258
7.7.5 实训注意事项 ……………………………………………………………… 259
7.7.6 分析与讨论 ………………………………………………………………… 259
7.8 格物言志 …………………………………………………………………………… 259