内容简介
本书根据教育部*新的高等职业教育教学改革精神,结合企业工程经验,以培养技术应用型人才为目标编写的。教材将实用电路分析与实践按8个项目设计,分别为电路及基本元件测试、实际电阻电路分析与测试、家庭用电电路研究与设计(单相正弦交流电路等)、选频电路的分析与设计(谐振电路等)、三相电力传输分析与设计、初识变压器、照相机闪光灯电路分析与设计、方波信号认识与分析,共包含22个任务,55个子任务。其中理论知识点和实践技能点分解在各项目任务中。同时,教材中编入相关电路的Multisim仿真环节,使真实实验与仿真实验结合,提高实验效率,增强学生实验的主观能动性。本书在每个项目后都提供自测练习,供学生巩固相应知识点,同时配备有完善的电子教学课件、自测题答案以及教学素材,免费供读者使用,详见前言。
作者简介
作者任职于苏州工业职业技术学院,主持院级精品课程,有过多次省级、市级、院级科研工作及获奖经验,所教授的《实用电路分析》课程广受好评。
目录
目 录
项目 1 电路及基本元件测试 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
任务 1―1 仪器仪表的认知与使用????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1.1 认识电路?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8
1.1.1 电路的基本概念 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????8
1.1.2 描述电路的常见物理量 ??????????????????????????????????????????????????????????????9
【拓展知识 1】 测量的知识 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 12
任务 1―2 电阻元件特性测试???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 16
1.2 电阻元件??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19
1.2.1 电阻的基本概念 ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19
1.2.2 线性电阻与非线性电阻 ???????????????????????????????????????????????????????????? 20
1.2.3 电导????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 21
1.3 欧姆定律??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 22
【拓展知识 2】 电阻的标注知识 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? 24
任务 1―3 电源元件特性测试???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 26
1.4 理想电源??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 28
1.4.1 理想电压源???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 28
1.4.2 理想电流源???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 32
1.5 实际电源??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 35
1.5.1 实际电压源???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 35
1.5.2 实际电流源???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 36
1.6 电压源与电流源的等效互换??????????????????????????????????????????????????????????????? 37
【拓展知识 3】 受控源的知识 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 39
任务 1―4 电容元件特性测试???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 40
1.7 电容元件??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 43
1.7.1 电容的基本概念 ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 43
1.7.2 电容元件的功率和储能 ???????????????????????????????????????????????????????????? 46
1.7.3 电容的串/并联???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 47
【拓展知识 4】 电容器的选取 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 49
任务 1―5 电感元件特性测试???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 51
1.8 电感元件??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 52
1.8.1 电感的基本概念 ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 52
1.8.2 电感的功率和储能 ?????????????????????????????????????????????????????????????????? 55
1.8.3 电感的串/并联???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 56
任务 1―6 基尔霍夫定律验证测试?????????????????????????????????????????????????????????????????? 59
1.9 电路中的电位与电压的关系??????????????????????????????????????????????????????????????? 63
VI
1.10 基尔霍夫定律 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 66
【拓展知识 5】 线图理论与基尔霍夫定律公式的独立性 ???????????????????????????????????????? 70
项目总结???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 74
自测练习 1 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 77
项目 2 电路的等效变换与分析测试 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? 80
任务 2―1 电阻等效变换的分析与测试???????????????????????????????????????????????????????????? 80
2.1 等效的概念???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 82
2.2 电阻串/并联??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 82
2.3 电阻的混联???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 84
【拓展知识 6】 电阻串/并联的应用―电表的改装 ????????????????????????????????????????????? 86
任务 2―2 电源的等效变换探究与测试???????????????????????????????????????????????????????????? 88
2.4 电源的串/并联???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 89
2.5 两种实际电源模型的等效变换???????????????????????????????????????????????????????????? 91
【拓展知识 7】 受控源的介绍 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 92
任务 2―3 支路电流法应用??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 93
【拓展知识 8】 网孔电流法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 96
任务 2―4 叠加定理的应用和验证?????????????????????????????????????????????????????????????????? 97
任务 2―5 戴维南定理的应用和验证??????????????????????????????????????????????????????????????101
【拓展知识 9】 诺顿定理 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????106
项目总结???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????107
自测练习 2 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????109
项目 3 正弦稳态电路分析及实践 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 111
任务 3―1 单相正弦交流电的了解和测量???????????????????????????????????????????????????????? 111
3.1 单相正弦交流电?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????113
3.1.1 正弦交流电路中的物理量 ????????????????????????????????????????????????????????113
3.1.2 正弦信号的相量表示法 ???????????????????????????????????????????????????????????116
【拓展知识 10】 相量形式的基尔霍夫定律????????????????????????????????????????????????????????121
任务 3―2 单相正弦交流稳态电路的相量法分析???????????????????????????????????????????????122
3.2 交流元件的相量模型???????????????????????????????????????????????????????????????????????125
3.2 阻抗与导纳???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????127
【拓展知识 11】 RLC 并联电路、三表法测电路元件参数的理论????????????????????????????131
任务 3―3 正弦交流电路中的功率?????????????????????????????????????????????????????????????????133
【拓展知识 12】 家用照明电路的工作原理????????????????????????????????????????????????????????139
任务 3―4 家庭照明电路操作技能?????????????????????????????????????????????????????????????????141
3.4 家庭照明电路操作技能????????????????????????????????????????????????????????????????????146
3.4.1 导线的连接与绝缘的恢复 ????????????????????????????????????????????????????????146
3.4.2 室内电路配线方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????149
3.4.3 常用照明附件及安装 ??????????????????????????????????????????????????????????????150
VII
【拓展知识 13】 电工安全用电知识?????????????????????????????????????????????????????????????????154
项目总结???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????155
自测练习 3 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????157
项目 4 串/并联谐振电路分析及实践 ????????????????????????????????????????????????????????????????????160
任务 4―1 输入回路分析与设计(串联谐振电路)????????????????????????????????????????????160
4.1 RLC 串联谐振电路 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????163
4.1.1 RLC 串联谐振电路的定义和特点???????????????????????????????????????????????163
4.1.2 串联谐振的功率 ????????????????????????????????????????????????????????????????????166
4.1.3 串联谐振电路的频率特性 ????????????????????????????????????????????????????????168
【拓展知识 14】 通频带的测量方法?????????????????????????????????????????????????????????????????170
任务 4―2 放大选频回路电路分析与设计(并联谐振电路)????????????????????????????????171
4.2 RLC 并联谐振电路 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????172
4.2.1 RLC 并联谐振电路的定义和特点???????????????????????????????????????????????172
4.2.2 并联谐振的功率 ????????????????????????????????????????????????????????????????????176
4.2.3 并联谐振电路的频率特性 ????????????????????????????????????????????????????????177
【拓展知识 15】 小信号调谐放大器?????????????????????????????????????????????????????????????????178
项目总结???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????179
自测练习 4 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????180
项目 5 三相电路分析及实践 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????183
任务 5―1 对称三相电路的认识与测量???????????????????????????????????????????????????????????183
5.1 对称三相电源????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????187
5.1.1 对称三相电源的定义 ??????????????????????????????????????????????????????????????187
5.1.2 对称三相电源的连接 ??????????????????????????????????????????????????????????????188
5.2 对称三相负载的连接???????????????????????????????????????????????????????????????????????189
5.3 对称三相电路的功率测量和相序的判定???????????????????????????????????????????????192
【拓展知识 16】 电气知识―三相四线制和三相五线制??????????????????????????????????????196
任务 5―2 不对称三相电路的认识与测量????????????????????????????????????????????????????????198
5.4 不对称三相电路?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????201
【拓展知识 17】 零线和地线??????????????????????????????????????????????????????????????????????????205
项目总结???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????206
自测练习 5 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????207
项目 6 动态电路的分析及实践 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????210
任务 6―1 RC 充放电电路的认识与分析?????????????????????????????????????????????????????????210
6.1 动态电路与换路定则???????????????????????????????????????????????????????????????????????214
6.2 一阶电路的三要素分析法?????????????????????????????????????????????????????????????????215
【拓展知识 18】 电子闪光灯??????????????????????????????????????????????????????????????????????????218
任务 6―2 RC 积分、微分电路的仿真与分析???????????????????????????????????????????????????219
VIII
6.3 积分电路??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????221
6.4 微分电路??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????221
【拓展知识 19】 RC 耦合电路????????????????????????????????????????????????????????????????????????223
项目总结???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????224
自测练习 6 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????225
项目 7 非正弦周期电流电路的分析与测试 ????????????????????????????????????????????????????????????228
任务 7―1 非正弦周期信号的分析与测试????????????????????????????????????????????????????????228
7.1 非正弦周期信号的产生和表示方法?????????????????????????????????????????????????????235
7.2 非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率?????????????????????????????????????????236
任务 7―2 非正弦周期电流电路的分析与测试??????????????????????????????????????????????????238
7.3 非正弦周期电流电路的分析??????????????????????????????????????????????????????????????239
【拓展知识 20】 谐波电压、电流条件下有功功率的计算??????????????????????????????????????240
项目总结???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????241
自测练习 7 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????241
项目 8 变压器的认知与使用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????244
任务 8―1 互感线圈的了解与检测?????????????????????????????????????????????????????????????????244
8.1 互感与互感电压?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????248
8.2 线圈的同名端及判定???????????????????????????????????????????????????????????????????????250
8.3 耦合线圈的串联?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????252
【拓展知识 21】 耦合线圈的并联????????????????????????????????????????????????????????????????????252
任务 8―2 变压器的认知与测试 ??????????????????????????????????????????????????????????????????253
8.4 初识变压器???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????256
8.5 理想变压器???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????258
【拓展知识 22】 其他变压器及变压器常见的故障及检修方法????????????????????????????????260
项目总结???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????265
自测练习 8 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????266
项目自测题答案????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????269
精彩书摘
《实用电路分析与实践》:
故障现象分析:温升过高甚至冒烟,可能是由于短路故障引起的。可用万用表,测各二次侧空载电压来判定是否短路。一次侧接电源,若某二次侧绕组输出电压明显降低,说明该绕组有短路现象;若变压器发热,但各绕组输出电压基本正常,可能是静电屏蔽层自身短路。
处理方法:如果短路发生在线圈的最外层,可掀去绝缘层后,在短路处局部加热(指对浸过漆的绕组,可用电吹风加热),待漆膜软化后,用薄竹片轻轻挑起绝缘已破坏的导线,若线心没损伤,可插入绝缘纸,裹住后揿平:若线心已损伤,应剪断,去除已短路的一匝或多匝导线,两端焊接后垫妥绝缘纸,揿平。用以上两种方法修复后均应涂上绝缘漆,吹干,再包上外层绝缘。如果故障发生在无骨架线圈两边沿口的上、下层之间,一般也可按上述方法修复。若故障发生在线圈内部,一般无法修理,需拆开重绕。
③线圈对铁芯短路。
故障现象分析:存在这一故障,铁芯就会带电,这种故障在有骨架的线圈上较少出现,但在线圈的最外层会出现这一故障;对于无骨架的线圈,这种故障多数发生在线圈两边的沿口处,但在线圈最内层的四角处也比较常出现,在最外层也会出现。通常是由于线圈外形尺寸过大而铁芯窗口容纳不下,或因绝缘裹垫得不佳或遭到剧烈跌碰等原因所造成的。
处理方法:可参照匝间短路的有关内容处理。
……
前言/序言
前 言
随着我国高等职业教育持续改革创新,许多高职院校在教学改革方面取得丰硕成果。高职教育不仅要注重于培养高端技能型人才的专业能力,还要培养学生的社会能力、方法能力和职业综合能力。根据教育部最新的高等职业教育教学改革精神,以构建校企共育人才培养模式为目标,结合作者多年的校企合作经验,对“电路分析与实践”课程进行了重大改革,与合作企业共同开发了该课程,在此基础上完成本书的编写。
本书共分为 8 个项目,内容分别涵盖电路及基本元件测试、电路的等效变换与分析测试、正弦稳态电路分析及实践、串/并联谐振电路分析及实践、三相电路分析及实践、动态电路的分析及实践、非正弦周期电流电路的分析与测试、变压器的认知与使用,共 22 个任务。
本书的特点有:
(1)所设计的项目内容具有实操性,为了方便学习,还配有操作视频,可扫描二维码观看。
(2)书中针对部分知识点设计了【拓展知识】模块,方便教师与学生拓展学习。
(3)教材中编入相关电路的 Multisim 仿真环节,真实实验与仿真实验相结合,提高实验效率,增强学习者实验的自主性和主观能动性。
(4)本书配有免费的电子教学课件,所有实验视频也可以单独下载,请登录华信教育资源网:www.hxedu.com.cn 注册下载。
本书由王勤、戴丽华主编,汤小兰、杭海梅、胡泓波(高创(苏州)电子有限公司)副主编,朱祥贤主审,在此特别感谢合作企业高创(苏州)电子有限公司为课程开发提供的支持,以及学院领导的支持。限于编者水平有限,书中的缺点和错误在所难免,恳请广大读者批评指正。
编 者