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报名时间:2017年6月
考试时间:2017年9月23-24日
内容简介
《2017注册电气工程师执业资格考试 专业基础辅导教程》是根据全国勘察设计注册工程师管理委员会公布的《注册电气工程师执业资格专业基础考试大纲》,结合考试的特点,组织曾多年参与注册工程师考试培训、教材编写,并具有深厚的专业基础知识和丰富的教学经验的专家、教授编写的。本书包含了注册电气工程师资格考试所要求的专业基础的4章内容,即电路与电磁场、模拟电子技术、数字电子技术和电气工程基础,每章之后还精选了近十年的考试真题以及适量的复习题并给出答案和分析提示,以便考生练习,了解考试深度和试题类型,提高应试能力。全书以考试大纲为准,简明扼要,内容全面,难度适宜,实用为主,够用为止。
本书特别适合参加注册电气工程师执业资格考试的考生复习之用,是参加资格考试人员必备的参考书。
目录
目 录
前 言
第1章 电路与电磁场1
考试大纲1
1.1 电路的基本概念和基本定律2
1.1.1 电路元件2
1.1.2 电流和电压的参考方向7
1.1.3 基尔霍夫定律8
1.2 电路的分析方法9
1.2.1 电路的等效变换方法9
1.2.2 节点电压法14
1.2.3 回路电流法15
1.2.4 电路定理16
1.3 正弦交流电路18
1.3.1 预备知识———复数的基本知识18
1.3.2 正弦量19
1.3.3 电路定律的相量形式20
1.3.4 阻抗和导纳22
1.3.5 正弦稳态电路的功率24
1.3.6 正弦稳态电路的分析25
1.3.7 频率特性26
1.3.8 三相电路27
1.4 非正弦周期电流电路29
1.4.1 周期函数的傅里叶分解29
1.4.2 非正弦周期电量的有效值与平均值29
1.5 简单动态电路的时域分析30
1.5.1 换路定则及电压、电流的初始值和初始条件30
1.5.2 一阶电路分析的基本方法31
1.5.3 二阶电路分析的基本方法33
1.6 静电场35
1.6.1 电场强度、电位35
1.6.2 高斯定理37
1.6.3 静电场边值问题的镜像法40
1.6.4 电场力及其计算45
1.6.5 电容和部分电容的概念及简单形状电极结构电容的计算46
1.7 恒定电场48
1.7.1 恒定电流、恒定电场及电流密度48
1.7.2 恒定电场的基本方程49
1.7.3 电导和接地电阻52
1.8 恒定磁场53
1.8.1 磁感应强度、磁场强度及磁化强度53
1.8.2 恒定磁场的基本方程及边界条件58
1.8.3 自感、互感及其计算59
1.8.4 磁场能量和磁场力61
1.9 均匀传输线61
1.9.1 分布参数电路的概念62
1.9.2 无损耗均匀传输线方程62
1.9.3 无损耗均匀传输线的传播特性63
1.9.4 无损耗传输线中波的反射和透射65
1.9.5 无损耗传输线的入端阻抗66
1.9.6 无损耗均匀传输线的阻抗匹配66
电路与电磁场复习题67
电路与电磁场复习题答案及提示89
第2章 模拟电子技术102
考试大纲102
2.1 半导体及二极管103
2.1.1 半导体基础103
2.1.2 PN结104
2.1.3 半导体二极管105
2.2 半导体三极管106
2.3 基本放大电路109
2.3.1 基本放大电路的组成及工作原理109
2.3.2 基本放大电路的静态分析109
2.3.3 基本放大电路的动态分析111
2.4 放大电路的频率特性114
2.5 集成运算放大电路115
2.5.1 多级放大电路的耦合方式115
2.5.2 差分放大电路116
2.5.3 集成运算放大器的组成和参数119
2.5.4 运算放大器的符号120
2.6 互补功率放大电路121
2.6.1 三极管的工作状态121
2.6.2 双电源甲乙类互补输出电路121
2.7 负反馈放大电路124
2.7.1 反馈的概念124
2.7.2 反馈基本方程式124
2.7.3 反馈的组态及判断方法125
2.7.4 四种负反馈放大电路的分析126
2.7.5 负反馈对放大电路性能的影响127
2.7.6 负反馈放大电路的自激振荡129
2.8 集成运算放大器在运算电路中的应用129
2.8.1 运算放大器线性应用的特点129
2.8.2 比例运算电路130
2.8.3 求和运算电路132
2.8.4 积分和微分运算电路133
2.9 集成运算放大器在信号处理电路中的应用134
2.9.1 有源滤波器134
2.9.2 采样保持电路136
2.9.3 电压比较器136
2.10 集成运算放大器在信号产生电路中的应用137
2.10.1 正弦波振荡电路137
2.10.2 矩形波发生电路143
2.10.3 三角波发生电路144
2.10.4 锯齿波发生电路145
2.11 直流稳压电源145
2.11.1 直流稳压电源的组成145
2.11.2 整流电路146
2.11.3 电容滤波电路147
2.11.4 稳压电路149
模拟电子技术复习题152
模拟电子技术复习题答案及提示159
第3章 数字电子技术162
考试大纲162
3.1 数字电路基础知识163
3.1.1 数字电路基本概念163
3.1.2 数制和码制163
3.1.3 半导体器件的开关特性166
3.1.4 三种基本逻辑关系及其表达方式167
3.2 集成逻辑门电路168
3.2.1 TTL集成逻辑门电路的组成和特性168
3.2.2 MOS集成逻辑门电路的组成和特性169
3.3 数字基础及逻辑函数化简170
3.3.1 逻辑代数基本运算关系170
3.3.2 逻辑代数的基本公式和原理170
3.3.3 逻辑函数的建立和四种表达方法及其相互转换170
3.3.4 逻辑函数的最小项和最大项及标准与或式172
3.3.5 逻辑函数的代数化简方法172
3.3.6 逻辑函数的卡诺图画法、填写及化简方法173
3.4 集成组合逻辑电路174
3.4.1 组合逻辑电路输入输出的特点174
3.4.2 组合逻辑电路的分析、设计方法及步骤174
3.4.3 编码器、译码器、显示器、多路选择器及多路分配器的原理和应用175 3.4.4 加法器、数码比较器、存储器、可编程逻辑阵列的原理和应用178
3.5 触发器182
3.5.1 RS触发器182
3.5.2 同步D触发器183
3.5.3 主从JK触发器184
3.5.4 T触发器185
3.5.5 触发器的触发方式185
3.5.6 触发器逻辑功能的转换186
3.6 时序逻辑电路187
3.6.1 时序逻辑电路的特点及组成187
3.6.2 时序逻辑电路的分析步骤和方法187
3.6.3 计数器190
3.6.4 寄存器194
3.7 脉冲波形的产生195
3.7.1 多谐振荡器195
3.7.2 单稳态触发器196
3.7.3 施密特触发器197
3.8 数模和模数转换198
3.8.1 D/A转换器198
3.8.2 A/D转换器199
3.8.3 采样保持器的工作原理200
数字电子技术复习题201
数字电子技术复习题答案及提示209
第4章 电气工程基础213
考试大纲213
4.1 电力系统基本知识215
4.1.1 电力系统运行特点和基本要求215
4.1.2 电能质量的各项指标216
4.1.3 电力系统中各种接线方式及其特点218
4.1.4 我国规定的网络额定电压与发电机、变压器等器件的额定电压219
4.1.5 电力系统中性点运行方式及对应的电压等级221
4.2 电力线路、变压器的参数与等效电路222
4.2.1 输电线路4个参数所表征的物理意义及输电线路的等效电路222
4.2.2 应用普通双绕组、三绕组变压器空载与短路试验数据计算变压器参数及
制定其等效电路225
4.2.3 电网等效电路中有名值和标幺值参数的简单计算228
4.3 简单电网的潮流计算230
4.3.1 电压降落、电压损耗、功率损耗的定义230
4.3.2 已知不同点的电压和功率情况下的潮流简单计算方法232
4.3.3 输电线路中有功功率、无功功率的流向与功角、电压幅值的关系236
4.3.4 输电线路的空载与负载运行特性237
4.4 无功功率平衡和电压调整238
4.4.1 无功功率平衡概念及无功功率平衡的基本要求238
4.4.2 系统中各无功电源的调节特性239
4.4.3 利用电容器进行补偿调压的原理与方法239
4.4.4 变压器分接头进行调压时,分接头的选择计算242
4.5 短路电流计算245
4.5.1 实用短路电流计算的近似条件245
4.5.2 简单系统三相短路电流的实用计算方法246
4.5.3 短路容量的概念246
4.5.4 冲击电流、最大有效值电流的定义和关系247
4.5.5 同步发电机,变压器,单回、双回输电线路的正、负、零序等效电路250
4.5.6 简单电网的正、负、零序序网的制定方法253
4.5.7 不对称短路的故障边界条件和相应的复合序网255
4.5.8 不对称短路的电流、电压计算257
4.5.9 正、负、零序电流、电压经过Yd11变压器后的相位变化261
4.6 变压器264
4.6.1 三相组式和心式变压器264
4.6.2 变压器的额定值265
4.6.3 变压器的变比和参数的测定265
4.6.4 变压器的基本工作原理267
4.6.5 变压器电压调整率的定义270
4.6.6 变压器的效率270
4.6.7 变压器的联结组271
4.7 感应电动机273
4.7.1 感应电动机的原理、种类及主要结构273
4.7.2 感应电动机转矩、额定功率、转差率的概念及其等效电路275 867 0 TD
4.7.3 功率转换过程与转矩277
4.7.4 感应电动机的三种运行状态278
4.7.5 感应电动机的运行特性278
4.7.6 感应电动机的起动特性279
4.7.7 感应电动机常用起动方法279
4.7.8 感应电动机常用调速方法279
4.7.9 转子电阻对感应电动机转动性能的影响280
4.7.10 电动机的发热、绝缘及冷却281
4.7.11 感应电动机拖动形式及各自的特点282
4.7.12 异步电动机的维护283
4.8 同步电机284
4.8.1 同步电机的原理和结构284
4.8.2 同步发电机励磁方式简介285
4.8.3 同步电机电枢反应的概念286
4.8.4 电枢反应电抗和同步电抗288
4.8.5 同步发电机并入电网的条件与方法290
4.8.6 同步发电机有功功率及无功功率的调节方法292
4.8.7 同步电动机的运行特性294
4.8.8 同步发电机的绝缘、温升要求及冷却方式295
4.9 过电压及绝缘配合296
4.9.1 电力系统过电压的种类296
4.9.2 雷电过电压特性297
4.9.3 接地和接地电阻、接触电压和跨步电压的基本概念298
4.9.4 氧化锌避雷器的基本特性300
4.9.5 避雷针、避雷线保护范围的确定301
4.10 断路器304
4.10.1 断路器的作用、功能及分类304
4.10.2 断路器的主要性能与参数的含义305
4.10.3 断路器常用的熄弧方法307
4.10.4 断路器的运行和维护工作要点311
4.11 互感器313
4.11.1 电流、电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求313
4.11.2 电流、电压互感器在电网中的配置原则及接线形式317
4.11.3 各种形式互感器的构造及性能特点318
4.12 直流电机319
4.12.1 直流电机的基本原理与结构319
4.12.2 直流电机的励磁方式与分类321
4.12.3 直流电机感应电动势和电磁转矩的计算324
4.12.4 直流电机的运行原理326
4.12.5 直流电动机的机械特性328
4.12.6 直流电动机的起动、制动及调速方法330
4.13 电气主接线333
4.13.1 电气主接线的主要形式及对电气主接线的基本要求333
4.13.2 各种主接线中主要电气设备的作用和配置原则339
4.13.3 各种电压等级电气主接线限制短路电流的方法340
4.14 电气设备选择342
4.14.1 电气设备选择和校验的基本原则和方法342
4.14.2 硬母线选择和校验的原则和方法345
电气工程基础复习题347
电气工程基础复习题答案及提示366
参考文献377
精彩书摘
前言/序言
前言
建设部和人事部于2005年开始实施勘察设计注册电气工程师执业资格考试制度,这对于加强我国电气工程设计管理和电气工程师执业管理等具有重要的意义。
为配合注册电气工程师执业资格考试,我们组织了长期参与注册工程师考试培训、教材编写的具有丰富的专业基础知识和多年教学经验的专家、教授,按照全国勘察设计注册工程师电气专业管理委员会公布的专业基础考试大纲编写了这本复习教材。本教材适用于从事发电、输变电、供配电、建筑电气、电气传动、电力系统等工程设计及相关业务的专业技术人员参加专业基础考前系统复习之用。
编者在中国电力出版社曾经多次出版过相关考试辅导用书,多年来一直受到广大准备参加注册电气工程师考试读者的好评,在历年同类辅导教材销售中,销量名列前茅。本教材是全国很多注册电气工程师考前培训班指定的首选辅导教材。为帮助考生更好地进行考前复习并通过考试,本书以前几版为基础进行了修订、扩充内容后再次出版。
本书包含了注册电气工程师资格考试大纲(专业基础) 要求的4章内容,即电路与电磁场(包括电路的基本概念和基本定律,电路的分析方法,正弦交流电路,非正弦周期电流电路,简单动态电路的时域分析,静电场,恒定电场,恒定磁场,均匀传输线)、模拟电子技术(包括半导体及二极管,半导体三极管,基本放大电路,放大电路的频率特性,集成运算放大电路,互补功率放大电路,负反馈放大电路,集成运算放大器在运算电路中的应用,集成运算放大器在信号处理电路中的应用,集成运算放大器在信号产生电路中的应用,直流稳压电源)、数字电子技术(包括数字电路基础知识,集成逻辑门电路,数字基础及逻辑函数化简,集成组合逻辑电路,触发器,时序逻辑电路,脉冲波形的产生,数模和模数转换)和电气工程基础(包括电力系统基本知识,电力线路、变压器的参数与等效电路,简单电网的潮流计算,无功功率平衡和电压调整,短路电流计算,变压器,感应电动机,同步电机,过电压及绝缘配合,断路器,互感器,直流电机,电气主接线,电气设备选择)。鉴于考生大都是在职人员,工作繁忙,复习时间短,同时还考虑到考生虽都曾系统学习过这些内容,但内容多且已搁置久远。本书的特点是紧扣大纲,简明扼要,内容全面,重点突出,各章独立,难度适宜,实用为主,够用为止。每章之后还精选适量的练习题,同时在练习题之后给出答案和提示,特别是精选了近十年的考试真题并予以注明(书中个别电气符号仍保留了原考题的符号形式)。以便考生练习,了解考试深度和试题类型,提高应试能力。
本书在编写过程中难免有疏漏之处,恳请读者指正。有关本书的任何疑问、意见及建议,欢迎加入QQ群423864636进行讨论。
编者
2017注册电气工程师执业资格考试 专业基础辅导教程 本书简介 本书是为2017年注册电气工程师执业资格考试(专业基础科目)精心编撰的辅导教材。旨在帮助广大考生系统梳理考试所需的专业基础知识,提升应试能力,顺利通过考试。本书紧密围绕考试大纲,内容全面,重点突出,结构清晰,讲解深入浅出,是备考2017年注册电气工程师专业基础考试的必备参考书。 一、 考试概述与备考策略 注册电气工程师执业资格考试是国家对从事电气工程专业技术人员实行的一项执业资格准入制度,旨在提升行业整体技术水平和从业人员的专业素养。2017年考试在内容和形式上都可能沿袭前几年的模式,但知识点的深度和广度需要考生充分把握。 考试特点分析: 注册电气工程师专业基础考试主要涵盖电气工程领域的核心理论知识和基本工程技术应用。题型通常包括选择题、填空题、计算题等,考察考生对概念的理解、公式的运用、原理的分析以及实际问题的解决能力。考试范围广泛,涉及电力系统、电机学、电力电子技术、自动控制原理、电工测量、电路分析等多个专业分支。 备考策略建议: 1. 精准定位,熟悉大纲: 详细研究2017年注册电气工程师执业资格考试专业基础科目的考试大纲,明确考试范围、重点内容以及能力要求。将大纲作为备考的“路线图”。 2. 系统学习,夯实基础: 按照大纲要求,系统复习电气工程专业基础的各个知识模块。注重理论知识的理解,而非死记硬背。掌握核心概念、基本原理、重要公式和计算方法。 3. 分类突破,强化重点: 针对大纲中明确列出的重点章节和高频考点,进行深入学习和专项练习。例如,电力系统的稳态运行、暂态分析、继电保护原理,电机学中的各类电机工作原理、特性曲线,电力电子变换器的基本拓扑、控制方法等。 4. 题型训练,提升技巧: 针对不同题型,进行有针对性的练习。选择题要求对概念的精准理解和辨析能力;填空题考验对关键数据和结论的记忆;计算题则需要熟练掌握公式,并能灵活运用进行推导和计算。 5. 模拟演练,查漏补缺: 在复习后期,进行数次模拟考试,严格按照考试时间和要求进行,检验复习效果,发现薄弱环节,并及时进行巩固和提高。 6. 错题集整理: 建立错题集,记录练习中遇到的错题,分析错误原因,并定期回顾,避免犯同样的错误。 7. 合理安排时间: 制定详细的学习计划,将复习内容合理分配到各个时间段,做到劳逸结合,保持高效的学习状态。 二、 专业基础知识梳理与解析 本书将电气工程专业基础知识划分为以下几个主要模块,并进行详细的讲解和分析: 模块一:电路分析基础 基本概念与定律: 涵盖电路的基本概念(电压、电流、电阻、电容、电感等),欧姆定律、基尔霍夫定律(KCL、KVL),戴维宁定理、诺顿定理、叠加定理等线性电路分析的基本方法。 电路元件的特性: 深入分析线性电阻、线性电感、线性电容的伏安特性、能量存储特性及其在电路中的作用。 交流电路分析: 相量法、阻抗、导纳的概念,RLC串联和并联电路的谐振现象,功率(有功功率、无功功率、视在功率)及其计算,三相交流电路的分析方法(对称三相电路)。 暂态分析: 一阶和二阶电路的微分方程建立与求解,全响应、零输入响应、零状态响应的概念,自然响应、强迫响应。 复频率域分析: 拉普拉斯变换在电路分析中的应用,传递函数概念。 应用与练习: 结合实际电路问题,如滤波电路、耦合电路等,进行典型例题解析和专项练习。 模块二:电机学 磁路与电磁感应: 磁路的基本概念、磁导率、磁阻、安培环路定律,法拉第电磁感应定律,楞次定律。 变压器: 变压器的工作原理,等效电路,空载和短路试验,变压器的参数测定,调压原理,联接组别。 旋转电机基本原理: 旋转磁场,电磁力,电磁转矩的产生原理,电势的感应。 直流电机: 直流电机的结构,工作原理,电枢反应,换向,不同运行方式(电动机、发电机)的特性曲线,调速方法。 交流电机(感应电机): 感应电机的结构,工作原理,气隙磁通,转矩-转速特性曲线,启动方式,制动方式。 同步电机: 同步电机的结构,工作原理,空载特性、短路特性,功角特性,运行方式。 电机效率与损耗: 各类电机的效率计算,损耗分析(铜损、铁损、机械损耗、杂散损耗)。 应用与练习: 典型电机选型,电机参数的计算与分析,电机控制的基本原理。 模块三:电力电子技术 电力电子器件: 晶闸管(SCR)、双向晶闸管(TRIAC)、功率二极管、功率三极管(BJT、MOSFET、IGBT)的结构、工作原理、特性曲线、开关特性、触发控制。 基本电力电子变换器: 整流电路: 单相、三相不可控整流电路,可控整流电路,整流电路的输出电压、电流波形分析,滤波。 逆变电路: 单相、三相逆变电路的基本原理,SPWM(脉宽调制)技术。 直流斩波电路: 基本斩波电路(降压、升压、升降压),控制方法,输出电压纹波分析。 交流调压电路: 单相、三相交流调压电路,控制原理。 电力电子系统的应用: 涉及变频器、开关电源、不间断电源(UPS)、直流输电等典型应用。 应用与练习: 典型电力电子电路的分析与设计,参数计算,控制策略。 模块四:自动控制原理 控制系统的基本概念: 控制系统的组成,开环控制系统与闭环控制系统,反馈控制,伺服系统。 系统模型: 传递函数,方块图,信号流图,系统框图的简化。 系统性能指标: 稳态误差,瞬态响应指标(超调量、峰值时间、调节时间),稳定性。 系统稳定性分析: 劳斯判据,奈奎斯特判据,根轨迹法。 系统校正: PID控制器(比例、积分、微分控制)的设计与应用,超前、滞后、超前-滞后校正。 状态空间分析方法: 状态方程,输出方程,可控性与可观性。 应用与练习: 典型自动控制系统的分析与设计,如电机调速系统、温度控制系统。 模块五:电力系统基础 电力系统组成与运行: 发电、输电、变电、配电、用电环节,负荷特性,电力系统基本接线方式。 潮流计算: 电力系统参数(电阻、电抗、导纳),标幺值计算,潮流计算的基本方法(高斯-赛德尔法,牛顿-拉夫逊法)。 短路计算: 短路的概念,短路电流的计算,短路容量,短路故障类型(三相短路、单相接地短路等)。 电力系统稳定性: 暂态稳定性,稳态稳定性,转子方程,功率-角度特性。 继电保护: 继电保护的基本原理,常用继电器(电流继电器、电压继电器、差动继电器、方向继电器),保护配置(过流保护、差动保护、零序保护)。 电压与无功功率: 电压的意义,无功功率的作用,无功功率的补偿。 应用与练习: 典型电力系统运行问题分析,故障分析,保护配置原则。 模块六:电工测量与计量 测量基本概念: 测量误差(绝对误差、相对误差、系统误差、随机误差),测量仪器的准确度等级,测量方法的选择。 常用电测仪表: 指示仪表(电压表、电流表、功率表、频率表、功率因数表)的工作原理,测量原理,使用注意事项。 电能计量: 电子式电能表,感应式电能表的工作原理。 电参数测量: 电阻、电感、电容的测量方法(桥式测量法、电流电压法),变压器参数的测定(空载试验、短路试验)。 其他测量: 温度测量(热电偶、电阻温度计),转速测量。 应用与练习: 实际电气设备的参数测量,典型测量电路的设计。 三、 习题与解析 本书的每一章节都配有精心设计的习题,旨在帮助考生巩固所学知识。习题涵盖了基础概念的理解、公式的灵活运用、计算题的解题过程以及分析判断题。本书的特色在于,为所有习题提供详细的解答和解析,详细阐述解题思路、关键步骤和易错点,帮助考生透彻理解问题,掌握解题方法。 四、 模拟考试与备考冲刺 为了帮助考生熟悉考试节奏,检验复习成果,本书特别设计了模拟考试。模拟考试的题型、难度和时间分配均严格参照2017年注册电气工程师执业资格考试专业基础科目的要求。通过模拟考试,考生可以及时发现自身知识盲点和薄弱环节,为最后的备考冲刺提供方向。 总结 本书的编写遵循“科学性、系统性、实用性、针对性”的原则,力求为考生提供一个全面、深入、有效的学习平台。通过系统地学习本书内容,并认真完成配套习题和模拟考试,相信广大考生一定能够扎实掌握注册电气工程师执业资格考试专业基础所需的各项知识,顺利通过考试,迈向专业技术更高更广阔的平台。