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2020-03-31 01:07:46 admin

中等职业学校机电类规划教材专业基础课程与实训课程系列 电工电子技术基础 电工电子技术基础于建华 主 编 图书在版编目(CIP )数据 电工电子技术基础/于建华主编.—北京:人民邮电出版社,2006.5 中等职业学校机电类规划教材.专业基础课程与实训课程系列 ISBN 7-115-14437-0 Ⅰ.电…Ⅱ.于…Ⅲ.①电工技术-专业学校-教材②电子技术-专业学校-教材 Ⅳ.①TM②TN 中国版本图书馆CIP 数据核字(2006 )第016442 号内 容 提 要全书共7 章,主要内容包括;直流电路、正弦交流电路、交流电动机、低压电器与控制 电路、二极管及简单直流电源电路、三极管及放大电路、数字电路等。本书从中等职业教育的实际出发,体现项目式教学的特点,内容由浅入深,语言通俗易 懂,突出实际应用和能力的培养,可以作为中等职业学校非电类专业基础教材,也可作为行 业岗位培训教材。中等职业学校机电类规划教材专业基础课程与实训课程系列电工电子技术基础 主 编 于建华责任编辑 张孟玮 人民邮电出版社出版发行北京市崇文区夕照寺街14 号邮编 100061 电子函件 315@网址北京隆昌伟业印刷有限公司印刷新华书店总店北京发行所经销 开本:7871092 1/16印张:16字数:384 千字2006 年5 月第1 版印数:1 – 3 000 册2006 年5 月北京第1 次印刷ISBN 7-115-14437-0/TN ·2705定价:21.00 元010010读者服务热线:(印装质量热线:()编 者 的 话编 者 的 话本书根据教育部颁发的中等职业学校“电工电子技术”课程教学大纲进行编写,同时参 考了有关行业标准和有关省市对口单招考试大纲,本书适用于中等职业学校非电类专业,也 可供有关行业培训使用。

本书在编写过程中着重体现了如下特点:1.注意面向当代电工电子技术的最新发展动向,吸收最新的知识、材料、技术和 工艺。2 .注意体现当前国内外职业教育新的教育理念和教育方法,贯彻项目教学思想,采用任 务驱动,以体现学生的主体性;同时在内容编排上增加了大量的拓展延伸和阅读材料作为提 高和拓宽,注意体现分层教学的思想,以顺应不同类型学生的不同需要。3 .注意针对当前中等职业学校学生的实际和非电类专业对电学知识技能的实际需求,大 量删减烦琐的原理推导和定量计算,侧重于元件和单元电路外部特性的引见,以实践作为主 线,通过实践体会来了解有关的元件和电路质量,掌握有关的操作方法,体现从感性到理性 的认知规律。4 .注意图文并茂,排版方式力求新颖活泼,文字力求通俗易懂,举例力求贴近时代和生 活,以提高学生的阅读兴味。“电工电子技术”是中等职业学校非电类专业的一门技术基础课,是非电类专业在少课时 情况下协助学生掌握基本的电学知识和基本技能的一门必修课程,通过本课程的学习应使学 生掌握电工和电子技术的基本概念和基本原理,了解常用设备和器件的特性和应用,学会常 用仪器仪表的使用和基本电学量的测量方法。具体内容包括如下4 个方面:①电路基础,包 括直流电路、正弦交流电路、常用电工测量仪表的使用和安全用电知识;②模仿电子技术, 包括二极管及直流稳压电源电路、分立元件基本放大电路和集成运算放大电路;③数字电子 技术,包括数字电路基础知识、集成门电路和触发器等;④电工技术,包括变压器、电动机、 低压电器与控制电路等。

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在教学中我们建议:贯彻理论实践一体化的教学思想,以“活动”为主线,通过“活动” 来引出相关的知识,通过“活动”来培养学生的实践能力,同时通过“活动”培养学生的合 作意识和观察、思维等方面的能力,有条件的学校要尽量将课堂置于实验室或实习室进行, 尽可能提高学生参与课堂“活动”的程度。本书每部分内容后均配有“练一练”,供学生课堂 练习之用,每一节课后配有适量的知识能力训练题,供教师布置课后作业之用;此外,每章 后还配有思考与练习,教师可以根据学生的实际情况(分层教学),选择其中部分作为单元练 习之用。本课程分两个学期进行教学,建议安排在三年制的第二、三学期(《物理》力学部分完成 之后),教学总课时在120~140 之间,各章学时分配建议方案如下:序 号课 程 内 容建议学时数第1 章直流电路20第2 章正弦交流电路20第3 章交流电动机10第4 章低压电器与控制电路18第5 章二极管及简单直流电源电路16第6 章三极管及放大电路20第7 章数字电路18机动6总计128本书由通州职教中心于建华主编,担任全书的策划构思、大纲的编写及统稿,并编写了 第 1、2、7 章,通州职教中心施春雨编写了第3、4 章,江宁职教中心白秉旭编写了第5、6 章。

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邓健平、张军华、张林娣、未新民等老师参与了本书的审校工作。南京信息职业技术学 院华永平老师担任主审,武汉市仪表电子学校胡峥老师、常州刘国钧职教中心郭占涛老师审 稿,南京信息职业技术学院何娴副教授、温州技师学院章振周副教授等参加了本书编写大纲 的审定电工电子技术,青岛、广州、宁波等全国许多地方的老师提供了宝贵的意见,通州职教中心的领导 和老师在本书的编写过程中给予了大力的支持。编者在此一并表示感激!限于编者的水平,加之时间仓促,本书难免存在疏漏和不足之处,恳请广大老师和读者 批评指正。编者2006 年1 月中等职业学校机电类规划教材专业基础课程与实训课程系列教材编委会 主曹根 任基 副 主陈拥 杜德韩满华永金国砥 任贤昌林平李乃么居 倪森向周兴林夫标寿伟 委蔡慈蔡奕陈晓陈银方张龙 员明斌红娒费新高长 耿德胡晓江 潮华春普晴姜玉孔令李光李为李现新柱秋前民林永刘刘胜刘振骆子石康岳贤海马旭 石大石秋苏苏根良州锁洁毅王建王锦王杏邬建徐冬元国亚珍忠徐晖徐玉许长许学杨海祥鸣华斌慧杨小杨永易培于建俞 良平传林华俞洪张国张继张孟张赛梅海军军玮章学章振郑德周德周利增军周荣仁周晓朱杜宏 本书编于建 施春白秉 华永何 娴 委华雨旭平章振邓健张军张林未新民周平华娣胡郭占翟恩峥涛民丛 书 前 言丛 书 前 言我国加入WTO以后,国内机械加工行业和电子技术行业得到快速发展。

国内机电技术 的革新和产业结构的调整成为一种发展趋势。因而,近年来公司对机电人才的需求量逐年上 升,对技术工人的专业知识和操作技能也提出了更高的要求。相应地,为满足机电行业对人 才的需求,中等职业学校机电类专业的招生规模在不断扩大,教学内容和教学方法也在不断 调整。为了顺应机电行业快速发展和中等职业学校机电专业教学改革对教材的需要,我们在全 国机电行业和职业教育发展较非常好的地区进行了广泛调研,与部分重点学校联合成立了《中等 职业学校机电类规划教材》编委会,以培养技能型人才为出发点,以各地中职教育教研成果 为参考,以中职教学需求和教学一线的骨干教师对教材建设的要求为标准,经过充分研讨与 论证,精心规划了这套《中等职业学校机电类规划教材》。本套教材力求体现国家倡导的“以就业为导向,以能力为本位”的精神,结合职业技能 鉴定和中等职业学校双证书的需求,精简整合理论课程,注重实训教学,强化上岗前培训; 教材内容统筹规划,合理安排知识点、技能点,避免重复;教学方式生动活泼,以符合中等 职业学校学生的认知规律。本套教材广泛参考了各地中等职业学校的教学计划,面向优秀教师征集编写大纲,并在 国内机电行业较发达的地区邀请专家对大纲进行了多次评议及反复论证,尽可能使教材的知 识结构和编写方式符合当前中等职业学校机电专业教学的要求。

在作者的选择上,充分考虑了教学和就业的实际需要,邀请活跃在各重点学校教学一线 的“双师型”专业骨干教师作为主编。他们具有深厚的教学功底,同时具有实际生产操作的 丰富经验,能够准确把握中等职业学校机电专业人才培养的客观需求;他们具有丰富的教材 编写经验,能够将中职教学的规律和学生理解知识、掌握技能的特点充分体现在教材中。为了方便教学,我们免费为选用本套教材的老师提供教学辅助光盘,光盘的内容为教材 的习题答案、模仿试卷和电子教案(电子教案为教学提纲与书中重要的图表,以及不便在书 中描述的技能要领与实训效果)等教学相关资料,部分教材还配有便于学生理解和操作演练 的多媒体课件,以求尽量为教学中的各个环节提供便利。我们衷心希望本套教材的出版能促进目前中等职业学校的教学工作,并希望能得到职业 教育专家和广大师生的批评与指正,以期通过逐步调整、完善和补充一体机,使之更符合中职教学 实际。欢迎广大读者来电来函。电子函件地址:guojing@, wangping@读者服务热线:010目 录目 录 第1 章 直流电路 11.1 认识电路的组成 11.1.1 观察电路的组成 11.1.2 观察电路的状态 21.1.3 认识电源 31.2 测量电流和电压 61.2.1 认识电流和电压 61.2.2 学习电流表的使用方法 71.2.3 学习电压表的使用方法 81.2.4 测量简单电路的电流和电压 91.3 测量电阻 111.3.1 学习使用万用表测量电阻 121.3.2 学习用伏安法测量电阻 141.4 电流表和电压表的量程扩大改装 161.4.1 认识电阻串联、并联电路规律 161.4.2 扩大电压表量程 171.4.3 扩大电流表量程 191.5 测算电功和电功率 221.5.1 认识电功和电功率 221.5.2 电能的计算——电度表的使用 231.5.3 使用功率表测量电功率 251.6 测量电池的使用效率 281.6.1 测量电池内阻和电动势 281.6.2 分析电池的效率 291.7 验证节点电流定律和回路电压定律 301.7.1 验证节点电流定律 311.7.2 验证回路电压定律 321.8 分析复杂直流电路 351.8.1 运用支路电流法分析复杂直流电路 351.8.2 运用戴维南定律分析复杂直流电路 37本章小结 42思考与练习 43 第2 章 正弦交流电路 472.1 认识交流电 47电工电子技术基础2.1.1 正确使用示波器 472.1.2 用示波器观察交流信号 492.2掌握单一数据正弦交流电路的规律 532.2. 1 认识电容 532.2.2 认识电感 562.2.3 验证纯电阻、纯电容、纯电感电路的电流、电压相位关系 582.3掌握RL 串联电路的规律 622.3.1 安装日光灯电路 622.3.2 测算日光灯电路的功率 652.3.3 测算功率因数,提高电源利用率 672.4掌握三相交流电路的规律 712.4. 1 认识三相交流电源 712.4.2 三相负载的星形连接 732.4.3 三相负载的三角形连接 77本章小结 80思考与练习 82 第3 章 交流电动机 863.1认识三相异步电动机 863.1.1 观察三相异步电动机的结构 863.1.2 了解三相异步电动机的转动原理和换向方法 873.1.3 了解三相异步电动机的调速方法 893.1.4 识读三相异步电动机的铭牌数据 903.2了解单相异步电动机 923.2.1 认识单相异步电动机的结构和质量特点 933.2.2 认识电容启动单相异步电动机 943.2.3 电动机的简单检测 95本章小结 97思考与练习 98 第4 章 低压电器与控制电路 994.1认识常用低压电器 994.1.1 认识开关 1004.1.2 认识熔断器 1064.1.3 认识交流接触器 1084.1.4 认识按钮开关 1124.1.5 认识行程开关 1144.1.6 认识继电器 1154.2安装、调试电动机控制电路 1212第 章目 录84.2.1 正确绘制电气原理图 1224.2.2 掌握三相异步电动机的启动控制 1224.2.3 掌握三相异步电动机的正、反转控制 1274.2.4 掌握三相异步电动机的制动控制 131本章小结 134思考与练习 135 第5 章 二极管及简单直流电源电路 1395.1 了解二极管的基本知识 1395.1.1 验证二极管的单向导电性 1395.1.2 了解二极管的结构、型号、数据 1405.1.3 判别二极管管脚和非常好坏 1425.2 理解二极管整流电路的结构和工作原理 1455.2.1 安装二极管桥式整流电路 1455.2.2 测试二极管桥式整流电路波形 1455.2.3 分析并验证二极管桥式整流电路的规律 1465.3 认识变压器 1495.3.1 了解变压器的结构 1495.3.2 分析变压器的工作原理和作用 1505.3.3 识读变压器的主要数据 1535.4 变压器的运行与调试 1565.4.1 制造简易变压器 1565.4.2 测量变压器的绝缘电阻 1575.4.3 判断变压器初、次级绕组的非常好坏 1585.4.4 测量变压器电压比和电流比 1585.5 了解简单二极管直流稳压电路的结构及原理 1625.5.1 了解稳压二极管的特性 1635.5.2 认识电容和电感的滤波特性 1645.5.3 安装简单直流电源电路 1655.5.4 测试简单直流电源电路各点波形 167本章小结 171思考与练习 172 第6 章 三极管及放大电路 1746.1 了解三极管的基本知识 1746.1.1 了解三极管的材料、结构、特性、数据 1756.1.2 判别三极管的管脚和型号 1776.2 认识基本放大电路 1806.2.1 连接单管共射放大电路 1803电工电子技术基础6.2.2 测试放大电路的波形和数据 1816.2.3 分析验证放大电路的工作原理及质量数据 1856.2.4 调整静态工作点并验证静态工作点对放大电路质量的影响 1886.3 负反馈放大电路的工作原理 1916.3.1 连接负反馈放大电路,认识反馈概念 1916.3.2 验证负反馈对放大电路质量的影响 1936.3.3 连接射极输出器并分析其质量 1956.4 集成运算放大电路 1996.4.1 了解集成运算放大电路的外部特性 2006.4.2 加法器电路的组装与测试 2026.4.3 减法器电路的组装与测试 204本章小结 209思考与练习 210 第7 章 数字电路 2127.1 了解数字电路的基础知识 2127.1.1 认识数字信号与数字电路 2127.1.2 认识逻辑代数和逻辑变量 2147.2 认识逻辑门电路 2177.2.1 识读基本门电路芯片,认识基本门电路 2177.2.2 识读组合门电路芯片,认识组合门电路 2227.3 认识触发器电路 2297.3.1 认识触发器 2297.3.2 验证集成触发器的逻辑功能 232本章小结 240思考与练习 241 附录 2444 第 1 章直流电路直流电路早在远古时代,人们就已经发现了电的存在,从雷电到静电,从摩擦起电到水力发电、 火力发电,再到核电站发电液晶广告机,现代生产和生活已经离不开电。

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在实际应用中,电总是按照一 定的路径(电路)传输和运行。电按其性质不同分成了直流电和交流电,相应的电路分成了 直流电路和交流电路,本章主要学习直流电路。理解电流、电压、电阻、电源电动势、电功、电功率等电学量的概念。 理解直流电路中电流、电压、电阻之间的关系:欧姆定律、节知识目标点电流定律(基尔霍夫第一定律)、回路电压定律(基尔霍夫第二定律)。掌握运用欧姆定律、基尔霍夫定律计算电流、电压、电功率的方法。 理解电路三种状态,了解电气设备的额定值。学会正确使用电流表、电压表、万用表、功率表、电度表等仪技能目标表测量有关电学量。 学会电流表和电压表的改装。1.1 认识电路的组成1.1.1 观察电路的组成在我们的周围存在着各种简单或复杂的电路,它们的结构组成必定符合相同的规律和要 求。让我们通过观察来认识电路的组成规律。如图 1.1 所示,将干电池、灯泡、开关、电线等连接成电路,当我们将开关接通时,灯 泡发光。电工电子技术基础灯泡为什么能发光?灯泡发光是由于电流通过灯丝时产生热效应所致,可见在 上述电路中已构成了完整的电流的通路。图1.1 电路的组成电路的组成包括:(1)电源——供电的器件;(2 )用电器——利用电来工作的器件;(3 )开关——控制电路接通或断开的器件;(4 )导线——起连接和电流传输作用的材料。

1.1.2 观察电路的状态灯泡能以能否发光显示所处电路的工作状态,电炉能以能否发热显示其电路状态,还有 一些电路没有明显的标志显示其状态,但是我们可以通过对电路有关电学量的测量分析判断 电路的状态,我们还经常可以在很多用电器上看到诸如“警告”、“WARNING ”等标志,禁 止电路处于某些状态,这又是什么原因呢?在图1.1 所示电路中,当开关接通时,灯泡发光,表明电路处于导通状态:当开关断开或电线断裂、接头松脱时,灯泡不发光,表明电路处于断开状态。通常电路存在通路(闭路)、开路(断路)两种状态,但在发生毛病或连接错误时,还存 在短路状态。电路3 种状态的比较如表1.1 所示。表1.1电路的3 种状态 通 路电 路 接 通有 电 流 通 过 开 路 电路一处或多处断开无电流通过 短 路 导线未经用电器(负载)而直接将电源正负极(两极)相接 电流很大,易引起电路烧毁甚至火灾等严重事故短路会产生什么后果?实际生产和生活中是如何防止短路的?熔断器熔断器又称熔丝,通常是由熔点比较低的铅锑合金材料制成的。当通过熔丝的电流超过2第 章 直流电路1 一定数值(此电流称为额定电流)时,熔丝会因发热 过多而很快熔断,从而起到保护电路其他器件的作用。

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常见的熔断器如图1.2 所示。熔丝的额定电流与熔丝的粗细有关,其直径越 粗,熔断电流越大。选用熔丝时,应使它的额定电流 等于或略大于电路正常工作时的最大电流(详见本书图1.2 熔断器 第7 章)。1.1.3 认识电源电池是生活中常用的电源,我们常把几节新电池串联起来使用,生活常识告诉人们不要 把新旧电池混用,一般也不把电池并联使用,这是什么原因呢?列举你所知道的电源。广义地讲,能把非电能转换成电能而向用电器供电的装置均称为电源。常用的电源有: 干电池、太阳能电池、火力发电机组、水力发电机组、核电机组等(如图 1.3 所示)。图1.3 常用电源电源均有两个电极(正、负极),电源的作用在于依靠电源内部的非静电力将正电荷不断 地从电源的负极经电源内部搬运到电源的正极,从而维持电源的正极和负极之间存在一定的 电压(称为电源的端电压)。衡量电源内部这种搬运电荷能力的物理量称为电源电动势,通常用符号E 表示,电动势 的单位也是伏特。电源本身也存在一定的电阻,称为电源内阻,用符号r 表示。当电源两端接上负载 构成闭合回路时,电路中构成电流I ,此时RLE=I ×r+I ×RL 其中,U= I ×RL 称为电源的端电压。

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如果电路处于开路状态,那么电源的端电压等于多少?3电工电子技术基础电源向负载供电时既提供电压也提供电流,电源既可以看作是电压提供者也可以看作是 电流提供者,因而为电路分析方便起见,通常可以将电源分成电流源和电压源两种方式。为电路提供一定电压的电源称为电压源,其符号如图1.4 所示。其中,E 代表电动势; 为内阻。r0当 =0 时,电压源将向电路提供恒定电压,称为理想电压源电工电子技术,又称恒压源。r0注“+”代表电源正极。意为电路提供一定电流的电源称为电流源,其符号如图1.5 所示。图1.4 电压源图1.5 电流源其中, 为电流源输出的定值电流, 为内阻。IrS0注箭头方向代表电源电流输出方向。意当 = ∞时,电流源将向电路提供恒定电流,称为理r0 想电流源,又称恒流源。【例1.1】标出图1.6 所示电路中电流的方向,并求出 其大小。E1 E2 10 6I===1 (mA )R1 R2 2 2图1.6 例1.1 图电池组的连接。按照图 1.7 所示电路将几节相同的电池连接成电池组,用电压表测量其两端电压,并推 算其内阻。每节电池的电动势为1.5V,内阻设为0.5,求:(1)两节电池同向串联后的总的电动势为V ,总的内阻为。

4第 章 直流电路1(2 )两节电池同向并联后的总的电动势为V ,总的内阻为。(3 )两节电池反向串联后的总的电动势为V ,总的内阻为。图1.7 电池组的连接(4 )画出上述3 种电池连接的等效电路图。电池的串联可以增加电动势,满足电路对大电动势的需求,同时串联以后的电池组的内 阻也相当于几个电阻的串联。如果相互串联的几个电池中有一个是老化或损坏的(内阻比正 常电池大大增大),就将使得整个电池组的电阻大大增大,也就使得整个电池组无法发挥作用, 所以一般不把新旧电池混合使用。电池组并联后,虽然没有增加电动势,但会使得总的内阻减小,从而就使得整个电池输 出的电流增加,但是由于电池之间存在一定差异,即便是同一型号、同一批次的电池,它们 的内阻之间也会存在差异,这就使得各电池中通过的电流不平衡,内阻小的电池中会通过超 过其正常值的电流,容易形成电池发热甚至烧毁,所以一般不将电池并联使用。拓展与延伸 正确绘制电路图1.熟悉电路符号国际电工委员会和我国国家标准委员会对各类电路元器件均规定了统一的符号(称为国 标),电路常用符号如表1.2 所示。表1.2常用电路元件符号直 流 电交 流 电交 直 流 电开关电阻接机壳电池电位器接地5电工电子技术基础续表线圈电容连接导线铁芯线圈电流表不连接导线抽头线圈电压表熔断器直流发电机二极管电灯交流发电机直流电动机交流电动机2 .绘图注意事项(1)采用统一规定的电路符号(国标)。

(2 )接线要横平竖直。(3 )交叉线注意能否有连接关系。(4 )线路要简约、匀称、整齐、优秀观。3 .计算机软件绘图除了手工绘图外,随着计算机软件技术的发展,还出现了Protel 、AutoCAD 、Visio 等计 算机绘图软件,运用这些软件可以较方便地绘制各种电路图。1.电流流通的________ 叫做电路,它由________ 、________ 、________和________这4 部分组成。2 .电路存在________ 、________和________3 种可能的状态,其中________状态应严格 避免,因为它会引起________________________等严重后果。3 .观察家用漏电保护器,了解其主要质量和使用方法。4 .电路如图1.8 所示,①标出回路电流方向;②通过电阻 的R1 电流为________ 。5 .6 节相同的干电池,每节的电动势均为 1.5V,内电阻均为 0.1,若将其顺序串联,则总的电动势为________V ,总的内阻 为________。图1.8 电路分析图1.2测量电流和电压1.2.1 认识电流和电压电荷的定向移动构成电流。

从微观上分析,电流的大小与单位时间内通过导体横截面的6第 章 直流电路1 电荷量有关。在宏观上,通常用电流表和万用表测量电流。电流的符号为I ,在国际单位制中,电流的单位是安培(A ),此外常用的还有毫安(mA )、 微安(A )等。习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。通常根据电流方向能否随时间改变而 将电流分成直流电流和交流电流 (如图1.9 所示)。图1.9 直流电流与交流电流波形正如水位差带来的水压导致水流一样,电压是构成电流的必要条件之一,电路中提供电 压的器件是电源。电压的符号为U ,在国际单位制中,电压的单位是伏特(V ),此外还有千伏(kV )、兆 伏(MV )、毫伏(mV )、微伏(V )等。正如水压又称水位差一样,电压又称电位差,它是导体两端在电场中的相对位置(电 位)之

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