本書是一本關(guān)于電路基礎(chǔ)知識與基本技能的實訓(xùn)教材。
本書共6章，分別為電路的基礎(chǔ)知識和基本測量、電路的基本分析方法、動態(tài)電路的時域分析、正弦交流電路、三相正弦交流電路和電路的頻率響應(yīng)。各章內(nèi)容均以實例為引導(dǎo)，系統(tǒng)介紹了電路的基本概念、基本定理和基本分析方法。為了加強教學(xué)適用性和工程應(yīng)用性，書中融入了電路的基本測量方法、萬用表的使用、電子電氣元器件的測量等知識，并設(shè)計了操作性較強的技能訓(xùn)練。此外，本書為了加強和鞏固所學(xué)理論知識和技能實訓(xùn)內(nèi)容，還配有豐富的例題、練習(xí)與思考及測試題。
本書不僅可作為高職高專電子、通信、計算機類專業(yè)電路基礎(chǔ)課程的教材，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。
為了適應(yīng)高等職業(yè)教育的發(fā)展要求，更好地將工程教育理念融入教學(xué)中，我們結(jié)合通信、電子、信息、計算機類專業(yè)對電路課程的需求，以及高職學(xué)生的實際情況，本著“準確定位、注重能力、理實結(jié)合、通俗易懂”的原則編寫了本書�！半娐坊A(chǔ)”是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，本書以基本概念、基本知識和基本分析方法為主線，以馬克思主義的立場、觀點和方法指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀；強調(diào)理論對實踐的指導(dǎo)意義，以此提高運用理論知識解決和分析實際問題的能力，并在實踐中引導(dǎo)學(xué)生增強法律意識、誠信意識、工匠意識和協(xié)作意識，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及從事相關(guān)專業(yè)技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。
本書在編寫過程中，著重考慮了高等職業(yè)院校的教學(xué)特點，努力做到以下幾點：
(1) 突出針對性。根據(jù)高職學(xué)生未來工作崗位的特點和需求，本書在教學(xué)內(nèi)容選取方面不追求全面、系統(tǒng)，以滿足后續(xù)課程的基本需求為目的；理論分析以“實用、夠用、會用”為原則，注重物理概念的理解。
(2) 注重應(yīng)用性。本書主要章節(jié)均以“觀察與思考”的形式引入實例，通過實例提出問題，講解必備的理論知識；理論分析注重定性分析，弱化定量分析，從而簡化了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，有效降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，更便于自學(xué)。
(3) 強調(diào)實踐性。為加強實踐技能培養(yǎng)，每章均安排了一定數(shù)量的技能訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力。在教學(xué)組織上，可以按“理實一體化”的形式進行，使理論教學(xué)與實踐教學(xué)融為一體。
(4) 增加靈活性。為更加方便地組織教學(xué)活動，本書采用“技術(shù)與應(yīng)用”“知識拓展”等形式介紹了部分實用的技能和知識以及部分進階的理論分析方法，不僅體現(xiàn)了理論對實踐的指導(dǎo)意義，而且能夠使學(xué)生聯(lián)系實際、拓展思維、提高學(xué)習(xí)興趣。
(5) 增強實用性。為方便學(xué)生的學(xué)習(xí)和實踐，本書采用不同的方式介紹了萬用表的基本使用方法、電子元器件型號的命名方法、手工焊接技術(shù)等內(nèi)容。本書在每節(jié)之后都附有練習(xí)與思考，每章之后附有測試題。練習(xí)與思考及測試題緊扣學(xué)習(xí)要求，測試題的類型與考試題相似，以幫助學(xué)生掌握試題的基本分析方法。
本書部分內(nèi)容可以根據(jù)專業(yè)需要、后續(xù)課程的要求以及教學(xué)課時數(shù)進行調(diào)整，選擇使用(本書中標注“*”的內(nèi)容可根據(jù)需要選擇學(xué)習(xí))。本書授課學(xué)時數(shù)建議為54~90學(xué)時，其中理論教學(xué)與實訓(xùn)教學(xué)的比例建議為2∶1。本書涉及的實訓(xùn)項目應(yīng)盡量創(chuàng)造條件完成，以便能系統(tǒng)地訓(xùn)練實際動手能力。在實驗條件許可的情況下，可增加一些實訓(xùn)內(nèi)容，逐步提高實訓(xùn)教學(xué)的比例。由于場地、設(shè)備、器材等原因不能完成實訓(xùn)項目時，可以利用演示的方式或借助仿真軟件通過模擬實驗的方式完成。
本書由胡方擔(dān)任主編，朱琛、胡鵬飛擔(dān)任副主編。其中，第1章由朱琛編寫，第4章由胡鵬飛編寫，第2、5章由汪文浩編寫，第3章和附錄由董剛編寫，第6章由胡方編寫。全書由胡方制定編寫大綱，并統(tǒng)稿。吳克玲副教授擔(dān)任主審，為本書的編寫給予了全程指導(dǎo)，提出了寶貴的修改意見和建議，在此表示衷心感謝。
本書參考了部分著作的一些相關(guān)內(nèi)容，在此表示衷心感謝。
盡管我們做出了努力，但由于對職業(yè)教育的特點和規(guī)律認知不足，編者的水平與經(jīng)驗有限，書中的缺點在所難免，懇請讀者批評指正。編者Email:hf6584@163.com。
編 者
2023年4月
第1章 電路的基礎(chǔ)知識和基本測量 1
1.1 電路和電路模型 1
1.1.1 電路的作用與組成 1
1.1.2 電路圖與電路模型 2
練習(xí)與思考 4
1.2 電路的基本物理量 4
1.2.1 電流 5
1.2.2 電壓與電位 7
1.2.3 電功率與電能 14
練習(xí)與思考 16
1.3 電阻器和歐姆定律 17
1.3.1 電阻器 18
1.3.2 歐姆定律 23
練習(xí)與思考 24
1.4 理想電源和受控電源 25
1.4.1 理想電壓源 25
1.4.2 理想電流源 26
1.4.3 受控電源 27
練習(xí)與思考 28
1.5 基爾霍夫定律及其應(yīng)用 29
1.5.1 描述電路的幾個名詞 29
1.5.2 基爾霍夫電流定律 30
1.5.3 基爾霍夫電壓定律 31
練習(xí)與思考 33
1.6 技能訓(xùn)練 33
1.6.1 用萬用表測量直流電流和直流電壓 33
1.6.2 探究電壓、電流和電阻之間的關(guān)系 35
1.6.3 基爾霍夫定律的驗證 37
本章小結(jié) 38
測試題(1) 40
第2章 電路的基本分析方法 44
2.1 電路的等效變換 44
2.1.1 等效變換的概念 44
2.1.2 電阻的串聯(lián)與并聯(lián) 45
2.1.3 理想電源的等效變換 51
2.1.4 實際電源模型及其等效變換 53
練習(xí)與思考 56
2.2 疊加定理 57
2.2.1 疊加定理概述 57
2.2.2 疊加定理的應(yīng)用 59
練習(xí)與思考 61
2.3 戴維南定理 62
2.3.1 戴維南定理概述 62
2.3.2 戴維南定理的應(yīng)用 63
練習(xí)與思考 66
2.4 最大功率傳輸定理 66
練習(xí)與思考 69
*2.5 線性電路的一般分析方法 69
2.5.1 支路電流法 69
2.5.2 回路電流法 71
2.5.3 節(jié)點電位法 73
練習(xí)與思考 74
2.6 技能訓(xùn)練 75
2.6.1 疊加定理驗證 75
2.6.2 戴維南等效電路參數(shù)的測定 77
本章小結(jié) 80
測試題(2) 81
第3章 動態(tài)電路的時域分析 86
3.1 概述 86
3.2 電容器 87
3.2.1 電容器的基本概念 87
3.2.2 電容器的伏安特性 89
3.2.3 電容器的主要參數(shù) 90
3.2.4 電容器的檢測 92
3.2.5 電容器的串聯(lián)與并聯(lián) 93
練習(xí)與思考 97
3.3 電感器 98
3.3.1 電感器的基本概念 98
3.3.2 電感器的伏安特性 99
3.3.3 電感器的主要參數(shù) 100
3.3.4 電感器的檢測 102
3.3.5 電感器的串聯(lián)與并聯(lián) 102
練習(xí)與思考 104
3.4 線性電路的暫態(tài)過程 104
3.4.1 換路定律 105
3.4.2 RC電路充放電過程 105
3.4.3 RL電路充放電過程 108
練習(xí)與思考 111
3.5 技能訓(xùn)練 111
3.5.1 電容和電感的檢測 111
3.5.2 RC電路充放電的觀測 113
本章小結(jié) 115
測試題(3) 117
第4章 正弦交流電路 120
4.1 正弦交流電的基本概念 120
4.1.1 正弦量的三要素 120
4.1.2 正弦量的有效值 123
4.1.3 同頻率正弦量的相位差 124
練習(xí)與思考 126
4.2 正弦量的相量表示法及運算 127
*4.2.1 復(fù)數(shù)及其運算 127
4.2.2 正弦量的相量表示 130
4.2.3 基爾霍夫定律的相量形式 132
練習(xí)與思考 133
4.3 單一元件的正弦交流電路 134
4.3.1 純電阻交流電路 134
4.3.2 純電感交流電路 137
4.3.3 純電容交流電路 140
4.3.4 三種基本元件交流特性的對比 144
練習(xí)與思考 144
4.4 阻抗與導(dǎo)納 145
4.4.1 阻抗與導(dǎo)納的定義 145
4.4.2 RLC串聯(lián)電路及阻抗 148
4.4.3 RLC并聯(lián)電路及導(dǎo)納 151
練習(xí)與思考 155
*4.5 正弦交流電路的功率 156
4.5.1 單口網(wǎng)絡(luò)的功率 156
4.5.2 感性負載功率因數(shù)的提高 159
4.5.3 交流電路功率測量 160
4.5.4 電能的測量 161
練習(xí)與思考 161
4.6 變壓器 162
練習(xí)與思考 166
4.7 技能訓(xùn)練 167
4.7.1 正弦交流電的測量 167
4.7.2 感抗和容抗的測量 169
4.7.3 阻抗的測量 173
4.7.4 小信號交流功率的測量 175
本章小結(jié) 177
測試題(4) 179
第5章 三相正弦交流電路 184
5.1 三相交流電的基本概念 184
5.1.1 三相正弦交流電 184
5.1.2 三相電源的連接 187
練習(xí)與思考 189
5.2 對稱三相負載的連接 189
5.2.1 三相負載的星形連接 190
5.2.2 三相負載的三角形連接 193
*5.2.3 對稱三相電路的功率 195
練習(xí)與思考 197
5.3 室內(nèi)照明電路的安裝 197
5.3.1 電能表的安裝 197
5.3.2 空氣開關(guān)的安裝 200
5.3.3 漏電保護器的安裝 201
5.3.4 照明設(shè)備的安裝與接線 202
練習(xí)與思考 204
5.4 技能訓(xùn)練 205
5.4.1 模擬安裝家庭照明電路 205
5.4.2 安裝三相照明電路 207
本章小結(jié) 210
測試題(5) 211
第6章 電路的頻率響應(yīng) 213
6.1 概述 213
6.2 RC與RL濾波電路 214
6.2.1 RC濾波電路 215
*6.2.2 RL濾波電路 219
練習(xí)與思考 220
6.3 串聯(lián)諧振電路 221
6.3.1 串聯(lián)諧振頻率和諧振電阻 222
6.3.2 串聯(lián)諧振電路的特點 223
6.3.3 串聯(lián)諧振電路的頻率響應(yīng) 224
練習(xí)與思考 227
6.4 并聯(lián)諧振電路 227
6.4.1 并聯(lián)諧振頻率和諧振電阻 227
6.4.2 并聯(lián)諧振電路的特點 229
6.4.3 并聯(lián)諧振電路的頻率響應(yīng) 231
練習(xí)與思考 233
6.5 無源濾波器 233
6.5.1 RC帶通濾波電路 234
6.5.2 RLC帶阻濾波電路 237
練習(xí)與思考 239
6.6 技能訓(xùn)練 239
6.6.1 RC濾波電路幅頻特性的測量 239
6.6.2 串聯(lián)諧振電路頻率特性的測量 241
6.6.3 并聯(lián)諧振電路頻率特性的測量 243
本章小結(jié) 244
測試題(6) 245
附錄 電子元件的手工焊接技術(shù) 248
參考文獻 256
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