电工电子技术与忆阻器应用

　　本书从实用的角度，根据电工电子技术发展的新趋势，结合多年的教学、科研经验而编写，精简了对分立元件的分析和过多的理论叙述，增加了忆阻器、集成电路应用方面的知识和实例。 全书共16章，详细讲解直流电路、交流电路、变压器、电动机、低压控制电路、PC可编程控制器、供电、输电、配电、安全用电以及半导体二极管、三极管、基本放大电路、集成运算放大器、正弦波振荡电路、直流稳压电源、晶闸管（可控硅）电路、数字逻辑组合电路、触发器时序逻辑电路、模拟量与数字量转换电路、忆阻器应用等。每章末均有小结和习题，书末附有习题参考答案。 本书理论与应用实践相结合，讲解具有代表性的83个例题和176道课后练习题，适用于高等院校电气工程、电子信息、化工、机械、物理、仪器仪表、机电一体化、计算机应用、生物医学、精密仪器测量与控制、汽车与机械等专业的教材，也可以作为科研人员、工程技术人员及其他自学人员的参考用书。

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第1章 直流电路 1
1.1 电路的组成 1
1.1.1 电源 2
1.1.2 负载 3
1.1.3 中间环节 3
1.2 电路中电位的计算 4
1.3 电路的状态 7
1.3.1 负载状态 8
1.3.2 空载（开路）状态 9
1.3.3 短路状态 9
1.4 克希荷夫定律 10
1.4.1 克希荷夫电流定律（节点电流定律） 11
1.4.2 克希荷夫电压定律（回路电压定律） 13
1.5 支路电流法 15
1.6 叠加原理 17
1.7 等效电压源定理（戴维南定理） 20
1.8 电容器的充电与放电 23
1.8.1 电容的物理性质 23
1.8.2 电容器的充电过程 24
1.8.3 时间常数??的物理意义 25
1.8.4 放电过程 26
1.9 RL电路与直流电压的接通 28
1.9.1 电感的物理性质 28
1.9.2 RL串联与直流电压的接通 29
1.9.3 短路放电 29
1.9.4 突然断开 30
1.10 忆阻器 31
1.10.1 物理性质 31
1.10.2 TiO2忆阻器的原理 31
1.10.3 伏安特性曲线 32
1.10.4 忆阻器与RLC的关系 33
1.10.5 忆阻芯 34
1.11 本章小结 34
1.12 习题 36
第2章 正弦交流电路 40
2.1 交流电的基本概念 40
2.1.1 周期电压和周期电流 40
2.1.2 正弦电压和正弦电流 41
2.1.3 正弦量的特征 42
2.1.4 正弦量的有效值 46
2.2 正弦量的矢量和复数表示法 48
2.2.1 正弦量的旋转矢量表示法 48
2.2.2 正弦量的复数表示法 50
2.3 单一参数的交流电路 54
2.3.1 纯电阻电路 54
2.3.2 纯电感电路 56
2.3.3 纯电容电路 60
2.4 电阻、电感、电容串联交流电路 63
2.4.1 电流与电压的关系 64
2.4.2 电路的功率 65
2.4.3 串联谐振 67
2.5 负载并联的交流电路 71
2.5.1 电路的计算 71
2.5.2 并联谐振 73
2.5.3 复数运算举例 76
2.6 功率因数的提高 80
2.7 本章小结 83
2.8 习题 85
第3章 三相交流电路 88
3.1 三相电源 88
3.1.1 三相交流电的应用 88
3.1.2 三相电动势的产生及表示法 89
3.1.3 三相电源的星形接法 91
3.1.4 三相电源的三角形接法 92
3.2 三相负载 93
3.2.1 负载的星形接法 93
3.2.2 负载的三角形接法 98
3.3 三相电流的功率及其测量 100
3.3.1 三相电路的功率 100
3.3.2 三相有功功率的测量 102
3.4 本章小结 107
3.5 习题 107
第4章 磁路与变压器 109
4.1 磁路概述 110
4.1.1 磁场的基本物理量 110
4.1.2 磁路的基本定律 110
4.1.3 直流磁路的工作特点 112
4.1.4 交流磁路的工作特点 112
4.2 变压器的基本结构 113
4.2.1 铁心 113
4.2.2 绕组 114
4.3 变压器工作原理 114
4.3.1 空载运行 115
4.3.2 负载运行 116
4.3.3 阻抗变换 118
4.4 变压器绕组的极性 119
4.4.1 绕组的极性与正确接线 119
4.4.2 同名端的测定方法 120
4.5 三相变压器 120
4.6 变压器的额定值 121
4.7 自耦变压器 122
4.8 仪用互感器 122
4.8.1 电压互感器 122
4.8.2 电流互感器 123
4.9 电磁铁 123
4.10 电焊变压器 125
4.11 本章小结 126
4.12 习题 127
第5章 电动机 128
5.1 三相异步电动机 128
5.1.1 三相异步电动机结构 128
5.1.2 三相异步电动机的转动原理 130
5.1.3 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 133
5.1.4 三相异步电动机铭牌和技术数据 136
5.1.5 三相异步电动机的选择 138
5.1.6 三相异步电动机的起动 141
5.1.7 三相异步电动机的调速 142
5.2 单相异步电动机 143
5.3 直流电动机 144
5.4 交直流通用电动机 146
5.5 步进电动机 147
5.6 本章小结 148
5.7 习题 149
第6章 继电接触器控制 151
6.1 常用低压控制电器 151
6.1.1 闸刀开关 151
6.1.2 自动空气断路器 152
6.1.3 交流接触器 152
6.1.4 按钮 153
6.1.5 热继电器 153
6.1.6 时间继电器 154
6.1.7 行程开关 155
6.1.8 熔断器 155
6.1.9 漏电保护器 156
6.2 三相异步电动机的继电接触器控制 157
6.2.1 三相异步电动机的直接起动控制电路 157
6.2.2 三相异步电动机的正反转控制 158
6.2.3 三相异步电动机的Y-Δ起动控制电路 159
6.2.4 顺序控制电路 160
6.2.5 行程控制电路 160
6.3 本章小结 161
6.4 习题 162
第7章 可编程序控制器 163
7.1 PC的特点与基本结构 164
7.1.1 PC的特点 164
7.1.2 PC控制系统的组成 164
7.1.3 可编程序控制器的组成 165
7.2 可编程序控制器工作原理 167
7.2.1 输入采样阶段 168
7.2.2 程序执行阶段 168
7.2.3 输出刷新阶段 168
7.3 PC编程语言 169
7.3.1 两种常用的编程语言 169
7.3.2 PC的基本指令 170
7.4 可编程序控制器应用举例 172
7.4.1 三相异步电动机直接起动控制 172
7.4.2 异步电动机的正反转控制 173
7.4.3 异步电动机的Y-Δ起动控制 174
7.5 本章小结 175
7.6 习题 175
第8章 供电、输电、配电与安全用电 177
8.1 供电 177
8.1.1 供电过程 177
8.1.2 供电质量 178
8.2 输电 179
8.2.1 输电电压 179
8.2.2 输电功率 179
8.3 配电 180
8.3.1 工厂供配电系统 180
8.3.2 配电方式 180
8.3.3 户内配电 181
8.4 安全用电 182
8.4.1 触电 182
8.4.2 接地和接地电阻 182
8.4.3 保护接地 183
8.4.4 保护接零 183
8.4.5 重复接地 184
8.4.6 工作零线和保护零线 184
8.5 节约用电 185
8.6 本章小结 185
8.7 习题 186
第9章 电工测量 187
9.1 电工测量仪表分类 187
9.2 电工测量仪表类型 189
9.2.1 磁电式仪表 190
9.2.2 电磁式仪表 191
9.2.3 电动式仪表 192
9.3 测量电流 194
9.4 测量电压 195
9.5 万用表 196
9.5.1 磁电式万用表 196
9.5.2 数字式万用表 197
9.6 测量功率 199
9.6.1 单相交流和直流功率的测量 199
9.6.2 三相功率的测量 200
9.7 兆欧表 200
9.8 本章小结 201
9.9 习题 201
第10章 常用半导体元件 204
10.1 半导体二极管 204
10.1.1 N型和P型半导体 204
10.1.2 PN结及其单向导电性 205
10.1.3 二极管的结构和符号 205
10.1.4 二极管的伏安特性 206
10.1.5 二极管主要参数 207
10.1.6 二极管的整流作用 207
10.1.7 滤波电路 211
10.2 稳压二极管 213
10.2.1 稳压管的伏安特性 214
10.2.2 稳压管的主要参数 214
10.2.3 稳压管稳压电路 214
10.3 特殊用途二极管 215
10.3.1 发光二极管 215
10.3.2 光电二极管 215
10.3.3 变容二极管 216
10.4 半导体三极管 216
10.4.1 三极管的结构 216
10.4.2 三极管的电流放大作用 217
10.4.3 三极管的特性曲线 218
10.4.4 三极管的主要参数 220
10.5 场效应晶体管 220
10.5.1 绝缘栅型场效应管的结构 220
10.5.2 场效应管的工作原理 221
10.5.3 MOS管的特性曲线 222
10.5.4 MOS管的主要参数 223
10.6 本章小结 223
10.7 习题 224
第11章 基本放大电路 226
11.1 共发射极放大电路的组成 226
11.2 共发射极放大电路的分析 227
11.2.1 静态分析 228
11.2.2 动态分析 230
11.3 静态工作点稳定性 235
11.4 射极输出器 238
11.4.1 静态分析 238
11.4.2 动态分析 239
11.5 放大电路中的负反馈 242
11.5.1 什么是放大电路中的负反馈 242
11.5.2 负反馈类型 243
11.5.3 负反馈对放大电路工作性能的影响 245
11.6 差分放大电路 248
11.6.1 静态分析 249
11.6.2 动态分析 250
11.7 互补对称功率放大电路 252
11.7.1 对功率放大电路的基本要求 253
11.7.2 互补对称放大电路 254
11.8 场效应管及其放大电路 255
11.8.1 绝缘栅场效应管 255
11.8.2 场效应管放大电路 257
11.9 本章小结 259
11.10 习题 260
第12章 集成运算放大器 263
12.1 集成运算放大器概述 263
12.1.1 集成运算放大器的组成 263
12.1.2 集成运算放大器主要参数 264
12.1.3 理想集成运算放大器 265
12.2 集成运算放大器在信号运算方面的应用 266
12.2.1 比例运算 266
12.2.2 加法运算 269
12.2.3 减法运算 270
12.2.4 积分运算 271
12.2.5 微分运算 272
12.3 集成运算放大器在信号测量方面的应用 273
12.4 集成运算放大器的非线性应用 274
12.4.1 单门限电压比较器 274
12.4.2 迟滞电压比较器 275
12.5 非正弦信号产生电路 276
12.5.1 方波信号发生器 276
12.5.2 三角波信号发生器 278
12.6 正弦信号产生电路 279
12.6.1 正弦波振荡的条件 279
12.6.2 RC正弦波振荡电路 280
12.6.3 LC振荡电路 282
12.7 本章小结 283
12.8 习题 284
第13章 门电路和组合逻辑电路 288
13.1 集成基本门电路 288
13.1.1 或门电路 289
13.1.2 与门电路 290
13.1.3 非门电路 291
13.2 集成复合门电路 292
13.2.1 或非门电路 292
13.2.2 与非门电路 293
13.2.3 三态与非门 294
13.3 组合逻辑电路分析 296
13.3.1 逻辑代数化简 296
13.3.2 组合逻辑电路分析 298
13.4 组合逻辑电路设计 299
13.4.1 半加器 300
13.4.2 全加器 301
13.5 编码器 303
13.6 译码器 304
13.6.1 二进制译码器 305
13.6.2 显示译码器 306
13.7 数据分配器和数据选择器 307
13.7.1 数据分配器 307
13.7.2 数据选择器 308
13.8 应用举例 309
13.8.1 故障报警器 309
13.8.2 卡片钥匙式电子锁 310
13.8.3 水位检测电路 311
13.9 本章小结 311
13.10 习题 312
第14章 触发器和时序逻辑电路 314
14.1 双稳态触发器 314
14.1.1 双稳态触发器的基本性能 314
14.1.2 基本RS触发器 315
14.1.3 钟控RS触发器 315
14.1.4 边沿触发器 317
14.1.5 触发器逻辑功能转换 319
14.2 寄存器与移位寄存器 319
14.2.1 寄存器 319
14.2.2 移位寄存器 320
14.3 计数器 321
14.3.1 同步计数器 321
14.3.2 中规模集成计数器 324
14.4 集成555定时器原理及应用 327
14.4.1 集成555定时器 327
14.4.2 用555定时器构成施密特触发器 328
14.4.3 555定时器应用举例 329
14.5 应用举例 329
14.5.1 数字钟 329
14.5.2 四人抢答电路 331
14.6 本章小结 331
14.7 习题 332
第15章 模拟量与数字量转换 335
15.1 数/模转换器（D/A） 335
15.1.1 数/模转换器工作原理 336
15.1.2 数/模转换器的类型 338
15.1.3 数/模转换器的主要参数 339
15.2 模/数转换器（A/D） 339
15.2.1 模/数转换器工作原理 339
15.2.2 模/数转换器的类型 343
15.2.3 模/数转换器的主要参数 343
15.2.4 选择A/D或D/A转换器时应注意的问题 344
15.3 本章小结 344
15.4 习题 345