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本书是根据国家教育部面向21世纪教育教学改革目标，以及电工学课程指导组拟定的机械类电工、电子技术系列课程教学而编写的用于机械类专业的配套教材。在编写过程中遵循“理论简洁清晰、内容合理安排、理论与应用结合”的原则，内容主要包括电路基础、变压器与电动机、继电接触器控制与可编程控制器控制、模拟电子电路与数字电子电路、综合应用举例等。每章有简明的小结，例题、习题、思考题较多，内容阐述由浅入深，便于教学。

目    录
第1章  直流电路	1
1.1  电路和电路模型	1
1.1.1  电路的组成	1
1.1.2  电路模型	1
1.2  电路的基本物理量	2
1.2.1  电位和电压	2
1.2.2  电流参考方向	3
1.2.3  电压参考方向	3
1.2.4  电功率	4
1.3  电路元件	5
1.3.1  电阻元件	5
1.3.2  电感元件	6
1.3.3  电容元件	7
1.3.4  电路元件的串并联	8
1.4  有源电源	9
1.4.1  独立电源	9
1.4.2  独立电源的等效变换	10
1.4.3  受控源	12
1.5  基尔霍夫定律	13
1.5.1  基尔霍夫电流定律	13
l.5.2  基尔霍夫电压定律	14
1.6  电路的基本工作状态	15
1.7  电路分析基础	18
1.7.1  支路电流法	18
1.7.2  叠加原理	19
1.7.3  等效电源定理	21
1.8  本章小结	23
1.9  习题	25
第2章  正弦交流电路	27
2.1  正弦交流电的基本物理量	27
2.1.1  周期、频率和角频率	28
2.1.2  瞬时值、幅值和有效值	28
2.1.3  相位、初相位和相位差	29
2.2  正弦交流电的相量表示法	31
2.3  单一元件正弦交流电路	33
2.3.1  电阻元件交流电路	33
2.3.2  电感元件交流电路	35
2.3.3  电容元件交流电路	36
2.4  RLC串联电路	38
2.4.1  电压与电流的关系	38
2.4.2  功率	39
2.4.3  串联谐振	41
2.5  RLC并联电路	42
2.5.1  电压与电流的关系	42
2.5.2  并联谐振	43
2.6  功率因数的提高	44
2.7  三相交流电路	45
2.7.1  三相电源	45
2.7.2  负载的星形连接	48
2.7.3  负载的三角形连接	49
2.7.4  三相功率	50
2.8  本章小结	51
2.9  习题	53
第3章  电路的过渡过程	56
3.1  电路的过渡过程及换路定律	56
3.1.1  电路的暂态	56
3.1.2  换路定律	56
3.2  RC电路的过渡过程及三要素法	57
3.2.1  分析一阶电路过渡过程的
三要素法	57
3.2.2  RC电路的充电过程	59
3.2.3  RC电路的放电过程	60
3.2.4  RC电路的时间常数	61
3.3  微分电路和积分电路	61
3.3.1  微分电路	61
3.3.2  积分电路	63
3.4  RL电路的过渡过程	64
3.4.1  RL电路与直流电压的接通	64
3.4.2  RL电路的短接	65
3.4.3  电感电路突然断开、过电压的
产生及防止	66
3.5  本章小结	66
3.6  习题	67
第4章  电磁铁和变压器	69
4.1  磁路	69
4.1.1  磁场的基本物理量	69
4.1.2  铁磁性材料的主要性能	70
4.1.3  磁路的欧姆定律	71
4.2  电磁铁	71
4.2.1  直流电磁铁	72
4.2.2  交流电磁铁	72
4.2.3  交流接触器	73
4.2.4  电磁阀	74
4.2.5  交流铁心线圈电路	74
4.3  变压器	76
4.3.1  变压器工作原理	76
4.3.2  变压器的额定值	79
4.3.3  特殊变压器	80
4.4  本章小结	82
4.5  习题	83
第5章  电动机及其基本控制	85
5.1  三相异步电动机	85
5.1.1  三相异步电动机的基本结构	85
5.1.2  三相异步电动机工作原理	87
5.1.3  三相异步电动机的定子、
转子电路	90
5.1.4  三相异步电动机的机械特性	92
5.1.5  三相异步电动机的选型	94
5.1.6  三相异步电动机的启动	96
5.1.7  三相异步电动机的反转与制动	98
5.1.8  三相异步电动机的调速	99
5.2  单相异步电动机	100
5.2.1  电容分相式电动机	100
5.2.2  罩极式电动机	101
5.3  步进电动机	102
5.3.1  步进电动机基本原理	102
5.3.2  步进电动机基本特点	103
5.3.3  步进电动机的驱动控制	103
5.3.4  步进电动机的选用	103
5.4  直线电动机	104
5.5  伺服电动机	107
5.6  常用低压电器	108
5.6.1  刀开关与熔断器	108
5.6.2  主令电器	110
5.6.3  交流接触器、中间继电器、
热继电器、时间继电器	111
5.7  三相异步电动机的基本控制	113
5.7.1  点动控制	113
5.7.2  连续运转控制	114
5.7.3  电动机的正反转控制	114
5.7.4  电动机的开关自动控制	115
5.7.5  电动机的顺序控制	117
5.8  本章小结	118
5.9  习题	120
第6章  可编程控制器	123
6.1  概述	123
6.1.1  PLC产生和发展	123
6.1.2  PLC的基本功能	124
6.1.3  PLC与继电器控制及微机的
区别	125
6.2  PLC的基本构成	126
6.2.1  PLC的硬件组成	126
6.2.2  PLC的工作过程	127
6.2.3  PLC的软件系统	128
6.3  FX系列PLC概述	128
6.4  FX系列PLC基本指令及编程	129
6.5  PLC应用举例	137
6.5.1  电动机控制	137
6.5.2  PLC综合应用	139
6.6  本章小结	140
6.7  习题	141
第7章  常用半导体器件	142
7.1  半导体的基本知识	142
7.1.1  本征半导体和掺杂半导体	142
7.1.2  PN结	143
7.2  半导体二极管	144
7.2.1  基本结构	144
7.2.2  伏安特性	145
7.2.3  主要参数	145
7.2.4  特殊二极管	146
7.3  晶体管	147
7.3.1  基本结构	148
7.3.2  放大作用	148
7.3.3  晶体三极管的特性曲线	149
7.3.4  晶体三极管的主要参数	151
7.4  绝缘栅场效应管	151
7.4.1  基本结构	152
7.4.2  工作原理	152
7.4.3  特性曲线	153
7.4.4  主要参数	154
7.5  晶闸管	154
7.5.1  晶闸管的结构	154
7.5.2  晶闸管的工作原理	154
7.5.3  晶闸管的伏安特性	155
7.5.4  晶闸管的主要参数	156
7.6  本章小结	156
7.7  习题	157
第8章  基本放大电路	159
8.1  电压放大电路的工作原理	159
8.2  静态分析	160
8.2.1  估算法	160
8.2.2  图解法	161
8.3  动态分析	162
8.3.1  放大电路的主要性能指标	162
8.3.2  放大电路的微变等效电路	163
8.4  分压偏置共射放大电路	165
8.5  射极输出器	167
8.6  多级放大电路	168
8.7  差动放大电路	169
8.7.1  工作原理	170
8.7.2  输入和输出形式	171
8.8  功率放大电路	172
8.8.1  对功率放大电路的基本要求	173
8.8.2  放大电路的三种工作状态	173
8.8.3  互补对称功率放大电路	173
8.9  本章小结	175
8.10  习题	175

第9章  集成运算放大器	178
9.1  集成运算放大器的组成	178
9.1.1  基本组成及其主要技术参数	178
9.1.2  主要技术指标	179
9.2  集成运放的理想电路模型	180
9.3  基本运算电路	181
9.3.1  比例运算电路	181
9.3.2  加减法运算电路	183
9.3.3  积分微分运算电路	184
9.4  正弦波振荡电路	187
9.4.1  正弦波振荡器的基本概念	187
9.4.2  RC振荡器	188
9.5  本章小结	191
9.6  习题	191
第10章  直流稳压电路	194
10.1  半导体整流电源	194
10.1.1  单相半波整流电路	194
10.1.2  单相桥式整流电路	195
10.2  滤波电路	197
10.3  稳压电路	198
10.3.1  稳压管和稳压电路	198
10.3.2  串联型稳压电路	199
10.3.3  集成稳压电路	200
10.3.4  可控整流电路	202
10.4  本章小结	204
10.5  习题	204
第11章  数字电路基础	206
11.1  数字电路概述	206
11.1.1  数字信号与数字电路	206
11.1.2  数字电路的特点	206
11.1.3  数字电路的分类	207
11.1.4  数字电路的分析方法和测试
技术	207
11.2  数值与编码	207
11.2.1  数制	207
11.2.2  数制转换	208
11.2.3  编码	210
11.3  逻辑代数基础	210
11.3.1  逻辑代数的基本概念	210

11.3.2  逻辑函数的表示	213
11.3.3  逻辑代数的基本定律	213
11.3.4  逻辑函数的化简	214
11.4  基本逻辑门电路	215
11.4.1  基本概念	215
11.4.2  与门电路	216
11.4.3  或门电路	216
11.4.4  非门电路	217
11.5  集成门电路	217
11.5.1  典型TTL与非门电路	218
11.5.2  其他类型的TTL与非门电路	220
11.5.3  CMOS集成逻辑门电路	222
11.6  本章小结	224
11.7  习题	224
第12章  组合逻辑电路	226
12.1  组合逻辑电路的分析与设计	226
12.1.1  组合逻辑电路的分析	226
12.1.2  组合逻辑电路的设计方法	227
12.2  常用组合逻辑功能器件	228
12.2.1  编码器	228
12.2.2  译码器和数码显示	230
12.2.3  加法器	233
12.2.4  数据选择器和数值比较器	234
12.3  本章小结	237
12.4  习题	238
第13章  时序逻辑电路	239
13.1  概述	239
13.2  触发器	239
13.2.1  RS触发器	239
13.2.2  JK触发器	242
13.2.3  维持-阻塞式D触发器	243
13.3  寄存器	244
13.3.1  数码寄存器	244
13.3.2  移位寄存器	245
13.3.3  集成寄存器	246
13.4  计数器	246
13.4.1  二进制计数器	247
13.4.2  N进制计数器	248
13.4.3  集成计数器	250
13.5  集成定时器	251
13.5.1  555定时器	252
13.5.2  CC7555定时器组成	253
13.6  单稳态触发器	254
13.6.1  CC7555定时器构成单稳态
触发器	255
13.6.2  单稳态触发器的应用举例	256
13.7  多谐振荡器	256
13.7.1  用CC7555定时器构成多谐
振荡器	256
13.7.2  多谐振荡器的应用举例	257
13.8  本章小结	258
13.9  习题	259
第14章  模拟量与数字量的转换	261
14.1  概述	261
14.2  数模转换器	261
14.3  模数转换的原理	264
14.4  模数转换器的主要技术指标	267
14.5  集成ADC芯片的选用	267
14.6  数模接口电路的应用	269
14.7  本章小结	271
14.8  习题	271
第15章  综合应用举例	273
15.1  概述	273
15.1.1  电气控制系统的设计与调试	273
15.1.2  设计过程中应注意的几个
问题	274
15.2  机械手自动控制系统设计	275
15.3  水温检测电路设计	279
15.4  步进电动机控制系统设计	281
15.5  本章小结	285
参考文献	286

前    言
    近年来，为适应新时代的发展，我国高等教育事业经历了一场巨大的变革，这使我国高校无论从硬件建设还是师资培养都上了一个新的台阶。但是，由于多方面的原因，许多高校的基础课程教材还未跟上发展的步伐，有些还在沿用10年前，甚至20年前的教材。因此，为了使我国培养的新一代大学生能适应21世纪科技飞速发展的要求，根据国家教育部面向21世纪课程改革的要求，结合我校电工电子系列课程建设与改革实践，本着“更新内容、侧重应用、培养能力”的原则编写了这本适合机械工程及自动化专业的电工电子技术教材。
    电工电子技术是机械工程及自动化专业及其他相关专业的一门重要技术基础课，其任务是使学生掌握机电类专业必备的电工、电子基础知识；熟悉常用的电工、电子应用技术；了解机械领域中相关的电工、电子技术的新进展。为此，本书在编写过程中遵循“理论简洁清晰、内容合理安排、理论与应用结合”的原则，力求以理论知识为基础，以专业目标培养为主线，培养学生理论联系实际的能力。
    本教材参考学时为90学时，其中电工部分45学时（其中理论课程36学时，实验课程9学时）；电子技术45学时（其中理论课程36学时，实验课程9学时）。各学校可根据情况适当调整。
    本书由芮延年担任主编，由王耿芳、张柏生、刘鑫培担任副主编。撰稿人具体分工如下：第1章、第2章、第3章、第4章、第5章、第15章由芮延年编写；第6章、第7章、第8章由王耿芳编写；第9章、第10章、第11章由张柏生编写；第12章、第13章、第14章由刘鑫培编写。全书由苏州大学芮延年组织编写、统稿，翁桂荣主审。
    由于电工与电子技术学科发展迅速，课程的改革日益深入，虽然我们精心组织编写，但是，由于时间仓促和编者水平有限，书中错误和欠妥之处在所难免，恳请广大读者不吝指教。

                                                                     编  者
                                                            2013年1月于苏大后庄

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