电工技术 [张大为]

电工技术
作者：张大为
出版时间： 2016年版
内容简介
　　本书为普通高校“十三五”规划教材。知识体系围绕“一条主线，两大模块，三部分内容”进行详尽地论述。本书以提高学生综合应用能力为主线，即以电工基础和电工技术为两大模块，以电路理论、磁路理论、常用电气设备为三大核心内容。具体内容包括：直流电路的基本概念及基本定律、线性电路分析方法、一阶动态电路、正弦交流电路、三相交流电路、直流电机、变压器与交流电机、继电接触器控制系统、供电安全与电工测量。依据“拓宽学生视野，激发学生兴趣”的目标在教材中增加了应用实例和拓展推广环节。这样既立足基础，又兼顾发展；既强调通用性，又着眼实践性。本书可作为高职高专院校非电类专业教材，也可作为从事相关专业工程技术人员的参考用书。
目录
第1章　直流电路的基本概念及基本定律…………………………………………… 1
1．1　电路和电路模型…………………………………………………………… 1
1．1．1　电路的组成…………………………………………………………… 1
1．1．2　电路的作用…………………………………………………………… 2
1．1．3　电路模型……………………………………………………………… 3
1．2　电路中的基本物理量……………………………………………………… 4
1．2．1　电流及其参考方向…………………………………………………… 4
1．2．2　电压及其参考方向…………………………………………………… 6
1．2．3　关联与非关联参考方向……………………………………………… 7
1．2．4　功　率………………………………………………………………… 7
1．2．5　额定值与实际值……………………………………………………… 9
1．3　欧姆定律…………………………………………………………………… 9
1．4　基尔霍夫定律……………………………………………………………… 10
1．4．1　几个相关的电路名词………………………………………………… 10
1．4．2　基尔霍夫电流定律…………………………………………………… 11
1．4．3　基尔霍夫电压定律…………………………………………………… 12
本章小结………………………………………………………………………… 15
习　题…………………………………………………………………………… 16
拓展推广———导弹直流电源系统的发展概况…………………………………… 19
思考题…………………………………………………………………………… 20
第2章　线性电路分析方法………………………………………………………… 21
2．1　电阻电路的等效变换……………………………………………………… 22
2．1．1　电阻的连接与等效变换……………………………………………… 23
2．1．2　电源的等效变换……………………………………………………… 26
2．2　支路电流法………………………………………………………………… 31
2．3　网孔电流法………………………………………………………………… 33
2．4　节点电压法………………………………………………………………… 36
2．5　叠加定理…………………………………………………………………… 38
2．6　戴维宁定理与诺顿定理…………………………………………………… 40
本章小结………………………………………………………………………… 44
习　题…………………………………………………………………………… 46
拓展推广———飞机直流电源系统的发展概况…………………………………… 50
思考题…………………………………………………………………………… 50
第3章　一阶动态电路……………………………………………………………… 51
3．1　电路的基本元件…………………………………………………………… 52
3．1．1　电阻元件……………………………………………………………… 52
3．1．2　电感元件……………………………………………………………… 53
3．1．3　电容元件……………………………………………………………… 54
3．2　换路定则…………………………………………………………………… 55
3．3　一阶RC电路的响应……………………………………………………… 57
3．3．1　一阶RC电路的零状态响应………………………………………… 58
3．3．2　一阶RC电路的零输入响应………………………………………… 59
3．3．3　一阶RC电路的全响应……………………………………………… 61
3．4　一阶RL电路的响应……………………………………………………… 63
3．4．1　一阶RL电路的零状态响应………………………………………… 63
3．4．2　一阶RL电路的零输入响应………………………………………… 64
3．4．3　一阶RL电路的全响应……………………………………………… 66
3．5　一阶线性电路暂态分析的三要素法……………………………………… 67
本章小结………………………………………………………………………… 69
习　题…………………………………………………………………………… 70
拓展推广———一阶电路在飞机交流发电机电压自动调节系统中的应用…… 73
思考题…………………………………………………………………………… 74
第4章　正弦交流电路……………………………………………………………… 75
4．1　正弦电压与电流…………………………………………………………… 75
4．1．1　正弦量的周期、频率和角频率……………………………………… 76
4．1．2　正弦量的瞬时值、最大值和有效值………………………………… 77
4．1．3　正弦量的初相位与相位关系………………………………………… 78
4．2　正弦量的相量表示法……………………………………………………… 81
4．2．1　复数的基本特性……………………………………………………… 81
4．2．2　正弦量的相量表示法………………………………………………… 83
4．3　单一参数的交流电路……………………………………………………… 84
4．3．1　单一参数交流电路的伏安关系……………………………………… 85
4．3．2　单一参数交流电路的功率…………………………………………… 87
4．4　简单正弦交流电路的分析与计算………………………………………… 90
4．4．1　相量形式的基尔霍夫定律…………………………………………… 90
4．4．2　RLC串联电路的分析……………………………………………… 91
4．4．3　阻抗的串联与并联…………………………………………………… 94
4．5　谐振电路…………………………………………………………………… 96
4．5．1　串联谐振……………………………………………………………… 96
4．5．2　并联谐振……………………………………………………………… 99
4．6　功率因数的提高………………………………………………………… 101
4．6．1　提高功率因数的意义……………………………………………… 101
4．6．2　提高功率因数的方法……………………………………………… 102
本章小结………………………………………………………………………… 103
习　题…………………………………………………………………………… 104
拓展推广之一———交直流之争………………………………………………… 108
拓展推广之二———导弹交流电源系统的发展概况…………………………… 109
思考题…………………………………………………………………………… 109
第5章　三相交流电路……………………………………………………………… 110
5．1　三相交流电源…………………………………………………………… 110
5．1．1　三相交流电源的产生……………………………………………… 110
5．1．2　对称三相电源的连接……………………………………………… 112
5．2　三相交流电路负载的连接……………………………………………… 114
5．2．1　三相负载的星形连接……………………………………………… 114
5．2．2　三相负载的三角形连接…………………………………………… 116
5．3　三相电路的功率………………………………………………………… 119
5．3．1　有功功率…………………………………………………………… 119
5．3．2　无功功率…………………………………………………………… 120
5．3．3　视在功率…………………………………………………………… 120
5．3．4　瞬时功率…………………………………………………………… 120
本章小结………………………………………………………………………… 121
习　题…………………………………………………………………………… 122
拓展推广之一———电力系统采用三相制的原因……………………………… 124
拓展推广之二———飞机交流电源系统的发展概况…………………………… 125
思考题…………………………………………………………………………… 126
第6章　直流电机…………………………………………………………………… 127
6．1　引　言…………………………………………………………………… 128
6．2　磁路的基本知识………………………………………………………… 128
6．2．1　磁场的基本物理量………………………………………………… 128
6．2．2　磁性材料的特性…………………………………………………… 130
6．3　直流电机的基本结构与工作原理……………………………………… 133
6．3．1　直流电机的基本结构……………………………………………… 133
6．3．2　直流电机的工作原理……………………………………………… 135
6．3．3　直流电机的励磁方式……………………………………………… 137
6．4　直流发电机……………………………………………………………… 138
6．4．1　稳定运行时的基本关系式………………………………………… 138
6．4．2　直流发电机外特性………………………………………………… 139
6．5　直流电动机……………………………………………………………… 139
6．5．1　稳态运行时的基本关系式………………………………………… 139
6．5．2　直流电动机的机械特性…………………………………………… 140
6．5．3　直流电动机的使用………………………………………………… 141
6．6　直流电机的额定数据与型号…………………………………………… 145
6．6．1　直流电机的额定数据……………………………………………… 145
6．6．2　直流电机的型号…………………………………………………… 145
6．7　航空直流启动发电机…………………………………………………… 145
本章小结………………………………………………………………………… 148
习　题…………………………………………………………………………… 148
拓展推广之一———稀土永磁电机在航空上的应用…………………………… 149
拓展推广之二———直流发电机在导弹上的应用…………………………………… 151
思考题…………………………………………………………………………… 151
第7章　变压器与交流电机………………………………………………………… 152
7．1　变压器…………………………………………………………………… 153
7．1．1　变压器的基本结构………………………………………………… 153
7．1．2　变压器的工作原理………………………………………………… 153
7．1．3　变压器的外特性…………………………………………………… 157
7．1．4　变压器的损耗及效率……………………………………………… 158
7．1．5　三相变压器………………………………………………………… 158
7．1．6　变压器的型号及额定数据………………………………………… 159
7．2　三相异步电动机的基本结构…………………………………………… 160
7．2．1　定　子……………………………………………………………… 160
7．2．2　转　子……………………………………………………………… 160
7．3　三相异步电动机的工作原理…………………………………………… 161
7．3．1　旋转磁场…………………………………………………………… 161
7．3．2　三相异步电动机的工作原理……………………………………… 164
7．3．3　三相异步电动机的三种工作状态………………………………… 165
7．4　三相异步电动机的电路分析…………………………………………… 165
7．4．1　定子电路分析……………………………………………………… 166
7．4．2　转子电路分析……………………………………………………… 166
7．5　三相异步电动机的转矩与机械特性…………………………………… 169
7．5．1　电磁转矩…………………………………………………………… 169
7．5．2　机械特性…………………………………………………………… 170
7．6　三相异步电动机的使用………………………………………………… 174
7．6．1　三相异步电动机的启动…………………………………………… 174
7．6．2　三相异步电动机的调速…………………………………………… 177
7．6．3　三相异步电动机的制动…………………………………………… 178
7．7　三相异步电机的铭牌数据……………………………………………… 179
7．8　永磁式同步电动机……………………………………………………… 180
7．9　同步发电机……………………………………………………………… 182
7．9．1　同步发电机的基本结构…………………………………………… 182
7．9．2　同步发电机的基本工作原理……………………………………… 183
7．9．3　同步电机应用举例………………………………………………… 183
7．9．4　同步电机型号与额定数据………………………………………… 184
本章小结………………………………………………………………………… 184
习　题…………………………………………………………………………… 186
拓展推广———交流发电机在多电飞机中的应用……………………………… 187
思考题…………………………………………………………………………… 188
第8章　继电接触器控制系统……………………………………………………… 189
8．1　常用控制电器…………………………………………………………… 191
8．1．1　刀开关……………………………………………………………… 191
8．1．2　组合开关…………………………………………………………… 191
8．1．3　飞机、导弹常用开关………………………………………………… 192
8．1．4　按　钮……………………………………………………………… 192
8．1．5　熔断器……………………………………………………………… 194
8．1．6　空气断路器………………………………………………………… 195
8．2　继电器…………………………………………………………………… 197
8．2．1　电磁式继电器……………………………………………………… 197
8．2．2　极化继电器………………………………………………………… 199
8．2．3　热继电器…………………………………………………………… 203
8．2．4　速度继电器………………………………………………………… 203
8．2．5　导弹常用继电器…………………………………………………… 204
8．3　接触器…………………………………………………………………… 204
8．3．1　交流电磁式接触器………………………………………………… 205
8．3．2　双绕组接触器……………………………………………………… 206
8．3．3　机械闭锁式接触器………………………………………………… 206
8．3．4　磁保持接触器……………………………………………………… 206
8．3．5　飞机、导弹常用接触器……………………………………………… 207
8．4　三相笼形异步电动机的常用控制线路…………………………………… 208
8．4．1　三相笼形异步电动机的启动……………………………………… 208
8．4．2　三相笼形异步电动机正/反转控制电路…………………………… 212
8．4．3　三相笼形异步电动机制动控制电路……………………………… 214
本章小结………………………………………………………………………… 215
习　题…………………………………………………………………………… 216
拓展推广———控制电器在飞机配电系统控制中的应用……………………… 218
思考题…………………………………………………………………………… 219
第9章　供电安全与电工测量……………………………………………………… 220
9．1　供电安全………………………………………………………………… 220
9．1．1　触电类型…………………………………………………………… 220
9．1．2　触电防护…………………………………………………………… 222
9．1．3　用电设备保护……………………………………………………… 222
9．2　电工测量的基本知识…………………………………………………… 224
9．2．1　误差的表示方法…………………………………………………… 224
9．2．2　电工测量仪表的类型……………………………………………… 225
9．3　电流、电压与电阻的测量………………………………………………… 227
9．3．1　电流的测量………………………………………………………… 227
9．3．2　电压的测量………………………………………………………… 227
9．3．3　电阻的测量………………………………………………………… 227
9．4　常用电工测量仪表……………………………………………………… 229
9．4．1　模拟式万用表……………………………………………………… 229
9．4．2　数字式万用表……………………………………………………… 230
9．4．3　数字示波器………………………………………………………… 231
本章小结………………………………………………………………………… 233
习　题…………………………………………………………………………… 234
拓展推广之一———飞机安全接地……………………………………………… 235
拓展推广之二———导弹电气系统电磁兼容控制之接地设计………………… 235
思考题…………………………………………………………………………… 236
参考文献……………………………………………………………………………… 237