电工与电子技术基础.pdf

电工与电子技术基础左伟平摇 主摇 编肖姑冬摇 副主编内 容 简 介本书主要介绍电工与电子技术中的基本概念和基本原理。全书共 10 章,主要内容包括直流电路、正弦交流电路、半导体器件、放大电路及集成放大器、直流稳压电源、数字电路基础知识、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、D/A 转换与 A/D 转换。根据职业学校的人才培养要求,本书主要以现代电工与电子技术的基础知识和基本技能为主线,本着“实用、够用冶 的原则,着重培养学生实际应用能力,每章均配有适量的习题,以培养和提高学生的实践动手能力和综合素质。本书内容编排灵活,可以根据不同的专业选择教学内容,因而本书适用面较广,可作为职业学校和技工学校电子电工、机电一体化、数控加工、汽车维修等相关专业的教学用书,也可作为相关专业的工程技术人员的培训教材和参考用书。未经许可,不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有,侵权必究。图书在版编目(CIP)数据电工与电子技术基础/左伟平主编 郾 北京:电子工业出版社,2016郾 12创新型人才培养“十三五冶 规划教材ISBN 978-7-121-30390-6玉郾 淤电摇 域郾 淤左摇 芋郾 淤电工技术中等专业学校教材于电子技术中等专业学校教材摇郁郾 淤TM摇 于TN中国版本图书馆 CIP 数据核字(2016)第 277783 号策划编辑:张剑(zhang phei郾 com郾 cn)责任编辑:靳平印摇 摇 刷:装摇 摇 订:出版发行:电子工业出版社北京市海淀区万寿路 173 信箱摇 邮编 100036开摇 摇 本:787 伊1 092摇 1/16摇 摇 印张:9郾 5摇 摇 字数:243郾 2 千字版摇 摇 次:2016 年 12 月第 1 版印摇 摇 次:2016 年 12 月第 1 次印刷定摇 摇 价:29郾 00 元凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题,请向购买书店调换。若书店售缺,请与本社发行部联系,联系及邮购电话:(010)88254888,88258888。质量投诉请发邮件至 zlts phei郾 com郾 cn,盗版侵权举报请发邮件至 dbqq phei郾 com郾 cn。本书咨询服务方式:zhang phei郾 com郾 cn。前摇摇言本书是在现代职业教育(特别是职业学校教学改革和实践)的基础上,依据中等职业学校 电工与电子技术基础课程教学大纲 编写而成的。在内容取舍上主要以现代电工与电子技术的基础知识和基本技能为主线,本着“实用、够用冶 的原则,以培养学生实际应用能力为目的,在保障科学性的前提下选择课程内容,突出了教材的重点,概念清晰,实用性强。本书可作为职业学校和技工学校电子电工、机电一体化、数控加工、汽车维修等相关专业的教材。本书在内容安排上,以培养学生的工作能力为目的,充分将基础知识的讲解和思考练习题有机结合,使能力培养贯穿于整个教学过程。本书内容编排比较灵活,可以根据不同的专业和不同的需求来选择教学内容,因而本书适用面较广。全书共分三大部分,10 章。第一部分是电工技术基础部分,包括第 1 章直流电路、第 2 章正弦交流电路;第二部分是模拟电子技术基础,包括第 3 章半导体器件、第 4 章放大电路及集成放大器、第 5 章直流稳压电源;第三部分是数字电子技术基础,包括第 6 章数字电路基础知识、第 7 章组合逻辑电路、第 8 章时序逻辑电路、第9 章脉冲波形的产生与变换、第10 章 D/A 转换与 A/D 转换等,每章末都配有小结和习题。在编写本书的过程中,编者遵循循序渐进的原则,力求突出新知识、新技术、新工艺和新方法,着重培养学生的创新意识和实际动手操作能力。本教材的特点是理论联系实际,概念清晰,逻辑性强,用物理现象说明原理,减少了复杂的数学公式推导和计算。文字通俗易懂,便于教学和自学。本书由江西赣州技师学院左伟平任主编,肖姑冬任副主编。其中,第 1 章至第 3 章由肖姑冬编写,第 4 章至第 10 章由左伟平编写,全书由左伟平统稿。由于本书编写时间仓促,加上编者水平有限,书中难免存在不足之处,恳请使用本教材的师生和读者提出宝贵意见,以便修订完善。编摇 者目摇摇录第 1 章摇 直流电路11郾 1摇 电路及其基本物理量11郾 1郾 1摇 电路及电路图11郾 1郾 2摇 电路的三种工作状态21郾 1郾 3摇 电流31郾 1郾 4摇 电压、电位和电动势41郾 1郾 5摇 电阻和电阻定律51郾 1郾 6摇 电功和电功率61郾 2摇 电路的基本定律71郾 2郾 1摇 欧姆定律71郾 2郾 2摇 电阻的串联与并联81郾 2郾 3摇 基尔霍夫定律101郾 3摇 直流电路的分析计算111郾 3郾 1摇 支路电流法111郾 3郾 2摇 电路中各点电位计算121郾 3郾 3摇 电压源、电流源及其等效变换13第 2 章摇 正弦交流电路172郾 1摇 正弦交流电的基本概念172郾 1郾 1摇 正弦交流电的三要素182郾 1郾 2摇 正弦交流电的三种表示方法212郾 2摇 交流电路中的三种基本元件222郾 2郾 1摇 纯电阻电路232郾 2郾 2摇 纯电感电路242郾 2郾 3摇 纯电容电路272郾 3摇 RLC 串联正弦交流电路292郾 3郾 1摇 RLC 串联电路的电压和电流的关系292郾 3郾 2摇 RLC 串联电路的三种性质302郾 3郾 3摇 RLC 串联电路的功率312郾 3郾 4摇 线圈和电容并联电路及功率因数的提高332郾 4摇 三相交流电路342郾 4郾 1摇 三相对称电源的产生342郾 4郾 2摇 三相电源的连接35吁2郾 4郾 3摇 三相负载的连接362郾 4郾 4摇 三相电路的功率392郾 5摇 安全用电402郾 5郾 1摇 电流对人体的伤害402郾 5郾 2摇 触电的种类和形式412郾 5郾 3摇 安全用电措施412郾 5郾 4摇 安全用电常识42第 3 章摇 半导体器件463郾 1摇 半导体二极管463郾 1郾 1摇 半导体二极管的结构、类型463郾 1郾 2摇 半导体二极管的伏安特性473郾 1郾 3摇 半导体二极管的主要参数及用途473郾 2摇 半导体三极管493郾 2郾 1摇 三极管的结构和符号493郾 2郾 2摇 三极管的电流放大作用503郾 2郾 3摇 三极管的伏安特性曲线503郾 2郾 4摇 三极管的主要参数523郾 3摇 晶闸管523郾 3郾 1摇 普通晶闸管523郾 3郾 2摇 双向晶闸管54第 4 章摇 放大电路及集成放大器574郾 1摇 基本共射放大电路574郾 1郾 1摇 电路组成574郾 1郾 2摇 电路的工作原理584郾 1郾 3摇 放大电路的非线性失真604郾 2摇 多级放大电路和反馈放大电路614郾 2郾 1摇 多级放大电路614郾 2郾 2摇 放大电路中的负反馈634郾 2郾 3摇 正弦波振荡电路664郾 3摇 功率放大器694郾 3郾 1摇 概述694郾 3郾 2摇 射极输出器694郾 3郾 3摇 互补推挽功率放大器704郾 4摇 集成运算放大器714郾 4郾 1摇 差动放大电路714郾 4郾 2摇 集成运算放大器的组成、结构、主要参数及工作特点724郾 4郾 3摇 集成运算放大器的应用74第 5 章摇 直流稳压电源805郾 1摇 整流滤波电路80遇5郾 1郾 1摇 单相整流电路805郾 1郾 2摇 滤波电路835郾 2摇 稳压电路855郾 2郾 1摇 硅稳压管稳压电路855郾 2郾 2摇 三端集成稳压器865郾 3摇 晶闸管可控整流电路885郾 3郾 1摇 单相半波可控整流电路885郾 3郾 2摇 单相可控桥式整流电路89第 6 章摇 数字电路基础知识936郾 1摇 数字信号与数字电路的基本概念936郾 1郾 1摇 数字信号与数字电路936郾 1郾 2摇 数制与码制946郾 2摇 逻辑代数基础966郾 2郾 1摇 逻辑代数的基本运算966郾 2郾 2摇 逻辑函数及表示方法986郾 2郾 3摇 逻辑代数的基本定律及逻辑函数的化简996郾 3摇 逻辑门电路1016郾 3郾 1摇 分立元件门电路1016郾 3郾 2摇 集成 TTL 门电路1036郾 3郾 3摇 使用 TTL 门电路应注意的事项105第 7 章摇 组合逻辑电路1077郾 1摇 组合逻辑电路的基础知识1077郾 1郾 1摇 组合逻辑电路的特点及逻辑功能的表示方法1077郾 1郾 2摇 组合逻辑电路的分析与设计1077郾 2摇 加法器1107郾 2郾 1摇 半加器1107郾 2郾 2摇 全加器1117郾 3摇 编码器1127郾 3郾 1摇 二进制编码器1127郾 3郾 2摇 二进制优先编码器1137郾 3郾 3摇 二十进制编码器1147郾 4摇 译码器1157郾 4郾 1摇 二进制译码器1167郾 4郾 2摇 二十进制译码器116第 8 章摇 时序逻辑电路1198郾 1摇 时序逻辑电路的基础知识1198郾 1郾 1摇 时序逻辑电路的特点及逻辑功能的表示方法1198郾 1郾 2摇 时序逻辑电路的分类1198郾 2摇 触发器120喻8郾 2郾 1摇 基本 RS 触发器1208郾 2郾 2摇 时钟控制的触发器1218郾 3摇 计数器1248郾 3郾 1摇 二进制计数器1248郾 3郾 2摇 十进制计数器1268郾 4摇 寄存器1278郾 4郾 1摇 数码寄存器1278郾 4郾 2摇 移位寄存器128第 9 章摇 脉冲波形的产生与变换1329郾 1摇 555 定时器的构成及工作原理1329郾 2摇 555 定时器的应用1339郾 2郾 1摇 用 CC7555 构成的单稳态触发器1339郾 2郾 2摇 用 CC7555 构成的多谐振荡器1359郾 2郾 3摇 用 CC7555 构成的施密特触发器136第 10 章摇 D/A 转换与 A/D 转换13810郾 1摇 D/A 转换器13810郾 1郾 1摇 权电阻网络 D/A 转换器13810郾 1郾 2摇 D/A 转换器的主要参数13910郾 2摇 A/D 转换器13910郾 2郾 1摇 A/D 转换的一般步骤13910郾 2郾 2摇 A/D 转换器的工作原理14010郾 2郾 3摇 A/D 转换器的主要参数141峪第 1 章摇直 流 电 路揖主要内容铱电路的基本概念。电路的基本物理量。电路的基本定律。揖重点和难点铱电流、电压电位、电动势的概念。欧姆定律和基尔霍夫定律。直流电路的分析和计算。1郾 1摇 电路及其基本物理量1郾 1郾 1摇 电路及电路图1郾 电路在日常生活中,把一个灯泡通过开关、导线和干电池直接连起来,就组成了一个照明电路,如图 1-1 所示。当合上开关时,电路中就有电流通过,灯泡就发光。工厂的动力用电中,电动机通过开关、导线和电源连接起来,组成动力电路。当电源接通时,电动机就转起来。这种把各种电气设备和元件,按一定方式连接起来构成的电流通路称为电路。简单地讲,电路就是电流通过的路径。图 1-1摇 照明电路电路通常由电源、负载、开关和导线等基本部分组成。1揖电源铱 把其他形式的能量转变成电能的装置。发电机、干电池等都是电源。发电机把机械能转换成电能,干电池把化学能转换成电能。揖负载铱 把电能转变成其他形式能量的装置。电灯、电动机等都是负载。电灯将电能转变成光能,电动机把电能转变成机械能。揖导线和开关铱 用于连接电源和负载的元件。开关是控制电路接通和断开的装置。2郾 电路图为了便于分析、研究电路,通常将电路的实际元件用图形符号表示,画出其电路模型图,如图 1-1(b)所示。这种用统一规定的图形符号画出的电路模型图称为电路图。常用电路元件符号见表 1-1。表 1-1摇 常用电路元件符号元 件 名 称电 路 符 号元 件 名 称电 路 符 号元 件 符 号电 路 符 号电池电感电压表电压源电容电流表电阻电灯开关二极管熔断器接地1郾 1郾 2摇 电路的三种工作状态1郾 通路通路是指在电路中,处处连通的电路。能构成电流的流通、形成闭合回路的电路(也就是电流能从电源正极流出,经过负载,再从负极流进)。电路中开关闭合时的工作状态称为通路状态,如图