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    “電工技術”是高等職業(yè)教育電類和非電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。編者近十年一直從事機電和控制專業(yè)的電工技術和與電工技術相關的教學工作。目前，市面上的電工技術同類教材數(shù)目、品種繁多，但多數(shù)以理論教學為主，內容含量大，理論性強，機電、自控等非電類專業(yè)只需選擇其中一部分作為教學內容。為此編者根據(jù)高職高專院校學生培養(yǎng)目標，結合高職高專教學改革和課程改革的要求，堅持以“必需、夠用”為度，以電工學經(jīng)典理論為基礎，精選內容，突出重點。與同類教材相比，本書在內容安排上增加了Proteus和斯沃數(shù)控仿真軟件兩大平臺的介紹，借助虛擬平臺既從某種程度上解決了實驗室緊張的狀況，也方便在理論學習的同時，隨時隨地可以進行相關定律的驗證和物理量的測量。虛擬平臺的引入，還能讓學生在真正進入實驗室之前就能強化實踐技能，熟悉實踐環(huán)節(jié)，所選項目的實施做到軟硬結合、虛實兼用。本書最后還提供了一個實際生產(chǎn)中常用的車床控制平臺完整的安裝和調試綜合實訓，真正完成從學校理論到工廠實踐的升級。 全書結構由電工基礎知識和電工技能兩大部分組成。電工基礎知識部分包括：電路的基本概念和定律、直流電路的分析方法、正弦交流電路的分析、工業(yè)企業(yè)供電和安全用電、磁路及變壓器、三相異步電動機、繼電器接觸器控制電路、Proteus和斯沃數(shù)控仿真軟件基礎知識共八章，每章配合正文，有豐富的例題、練習題和思考題。電工技能部分包括：直流、交流、電機控制電路等8個獨立實訓項目和C650車床電路安裝與調試綜合實訓項目，以及電工常用工具的介紹和使用，每一個項目的實施由淺入深，既介紹了軟件仿真方案，也提供了實物搭建測量的過程。 本書由宮亞梅任主編，孫磊厚任副主編。其中，第一、四章由宮亞梅編寫，第二章由陳軍華編寫，第三章由費強、陳軍華編寫，第五、六章由孫磊厚編寫，第七章由唐靜編寫，第八章由吳琪、唐靜、宮亞梅編寫；第二部分電工技能由吳琪、宮亞梅編寫。全書由宮亞梅完成總體設計、審查和統(tǒng)稿。

在編寫過程中我們參考了其他作者的部分內容，在此深表謝意。 本書編寫過程中還得到了鄧志輝、朱俊等老師的指導和技術上的幫助，在此表示感謝。 由于作者水平有限，編寫時間倉促，書中難免存在不足和紕漏之處，懇請讀者批評指正。

 

編者

2015年9月

目錄

第1部分電工基礎知識

第1章電路的基本概念和定律3
1.1電路模型3 1.1.1認識電路3 1.1.2電路模型5
1.2電路的基本物理量6 1.2.1電流(Current)6 1.2.2電壓(Voltage)8 1.2.3電位(Electric Potential)10 1.2.4電動勢(Electro Motive Force)12 1.2.5電功(Electric Work)13 1.2.6電功率(Electric Power)13
1.3電路的工作狀態(tài)17 1.3.1通路狀態(tài)(有載)17 1.3.2開路狀態(tài)(斷路)17 1.3.3短路狀態(tài)(捷路)17
1.4歐姆定律18
1.5電源模型20 1.5.1電壓源20 1.5.2電流源22 1.5.3電源連接的特殊情況23 1.5.4電壓源與電流源的等效變換24
1.6電阻、電容和電感26 1.6.1電阻26 1.6.2電容30 1.6.3電感33
1.7基爾霍夫定律35 1.7.1基爾霍夫電流定律(Kirchhoffs Current Law,KCL)35 1.7.2基爾霍夫電壓定律(Kirchhoffs Voltage Law,KVL)37
思考與練習39
第2章直流電路的分析方法44

2.1電阻的連接44 2.1.1電阻的串、并聯(lián)44 2.1.2電阻的星形連接與三角形連接47
2.2支路電流法50
2.3結點電壓法52
2.4疊加定理54
2.5戴維南定理和諾頓定理56 2.5.1戴維南定理56 2.5.2諾頓定理58
2.6受控電源電路的分析59
思考與練習61
第3章正弦交流電路的分析65

3.1正弦交流電的概念65 3.1.1正弦交流電的定義及描述65 3.1.2正弦量的三要素66 3.1.3正弦量的有效值和相位差66
3.2正弦交流電的相量表示68 3.2.1復數(shù)的概念及計算68 3.2.2正弦量的相量表示方法69
3.3單一參數(shù)電壓與電流相量關系70 3.3.1電阻元件的電壓與電流相量關系70 3.3.2電感元件的電壓與電流相量關系70 3.3.3電容元件的電壓與電流相量關系72
3.4基爾霍夫基本定律相量表示和阻抗串并聯(lián)73 3.4.1KCL和KVL的相量形式73 3.4.2RLC串聯(lián)電路的阻抗75 3.4.3阻抗的串并聯(lián)77
3.5電路功率和功率因數(shù)的提高79 3.5.1單一元件的電路功率79 3.5.2RLC電路的功率81 3.5.3功率因數(shù)的提高83
3.6三相交流電源85 3.6.1對稱三相電動勢的產(chǎn)生和特征85 3.6.2三相對稱電源的連接86
3.7三相負載電路88 3.7.1負載作Y形連接的三相電路89 3.7.2負載作△形連接的三相電路90 3.7.3三相電路中的功率92
思考與練習94
第4章 工業(yè)企業(yè)供電和安全用電96
4.1工業(yè)企業(yè)供電96 4.1.1發(fā)電廠96 4.1.2電力網(wǎng)98 4.1.3輸配電所98 4.1.4工廠配電系統(tǒng)99
4.2觸電及救護100 4.2.1觸電的類型100 4.2.2常見的觸電方式101 4.2.3觸電急救常識103
4.3安全電壓和安全技術105 4.3.1使用安全電壓105 4.3.2接地和接零106 4.3.3防雷保護108 4.3.4使用漏電保護裝置109
4.4安全用電注意事項110
思考與練習111
第5章 磁路及變壓器112
5.1磁路的基本知識112 5.1.1磁路的概念112 5.1.2磁路的主要物理量113 5.1.3磁路的歐姆定律113 5.1.4交流鐵芯電磁關系114 5.1.5功率損耗115 5.1.6鐵磁材料及特性115
5.2變壓器117 5.2.1變壓器的結構117 5.2.2變壓器的工作原理118 5.2.3變壓器的銘牌120 5.2.4變壓器的效率特性121 5.2.5幾種典型變壓器121
思考與練習123
第6章 三相異步電動機124
6.1三相異步電動機的結構、分類及銘牌124 6.1.1三相異步電動機的結構組成124 6.1.2三相異步電動機的分類125 6.1.3三相異步電動機的銘牌125
6.2三相異步電動機的工作原理126 6.2.1旋轉磁場的建立126 6.2.2轉速及轉差率128 6.2.3輸出轉矩128
6.3三相異步電動機的啟動128 6.3.1直接啟動(全壓啟動)129 6.3.2降壓啟動129
6.4三相異步電動機調速131 6.4.1變頻調速131 6.4.2改變轉差率調速131 6.4.3變極調速132
6.5三相異步電動機制動132 6.5.1機械制動133 6.5.2電氣制動133
思考與練習134

第7章 繼電器接觸器控制電路135
7.1常用低壓電器135 7.1.1開關與斷路器135 7.1.2主令電器137 7.1.3電磁式接觸器139 7.1.4繼電器139 7.1.5熔斷器143
7.2典型電氣控制線路144 7.2.1三相交流電動機的啟動控制144 7.2.2三相交流電動機的正反轉控制145 7.2.3三相交流電動機的行程控制147 7.2.4三相交流電動機的時間控制148 7.2.5三相交流電動機的制動控制149
7.3常用電氣控制系統(tǒng)圖151 7.3.1電氣原理圖151 7.3.2電器元件布置圖153 7.3.3電氣安裝接線圖154
思考與練習155
第8章 Proteus和斯沃數(shù)控仿真軟件基礎知識156
8.1Proteus軟件基礎知識156 8.1.1Proteus功能概述156 8.1.2Proteus ISIS的界面及設置156 8.1.3電路原理圖設計及仿真172 8.1.4Proteus ISIS 的庫元件178
8.2斯沃數(shù)控仿真軟件基礎知識184 8.2.1斯沃數(shù)控仿真軟件簡介184 8.2.2斯沃數(shù)控仿真軟件的應用模塊186 8.2.3斯沃數(shù)控仿真軟件仿真接線實例191
第2部分電工技能

第9章 電工基礎實驗197
9.1實驗一:電路元件伏安特性的測量197 9.1.1實驗目的197 9.1.2理論知識197 9.1.3實驗器材198 9.1.4實驗內容和步驟198 9.1.5Proteus軟件仿真200 9.1.6報告要求203
9.2實驗二:基爾霍夫定律203 9.2.1實驗目的203 9.2.2理論知識203 9.2.3實驗器材204 9.2.4實驗內容和步驟204 9.2.5Proteus軟件仿真205 9.2.6報告要求206
9.3實驗三:疊加定理206 9.3.1實驗目的206 9.3.2理論知識206 9.3.3實驗器材207 9.3.4實驗內容和步驟207 9.3.5Proteus軟件仿真209 9.3.6報告要求210
9.4實驗四:戴維南定理210 9.4.1實驗目的210 9.4.2理論知識210 9.4.3實驗器材211 9.4.4實驗內容和步驟211 9.4.5Proteus軟件仿真213 9.4.6報告要求214
9.5實驗五:交流電的認識215 9.5.1實驗目的215 9.5.2理論知識215 9.5.3實驗器材217 9.5.4實驗內容和步驟217 9.5.5Proteus軟件仿真219 9.5.6報告要求221
9.6實驗六:日光燈功率因數(shù)的提高221 9.6.1實驗目的221 9.6.2理論知識221 9.6.3實驗器材223 9.6.4實驗內容和步驟223 9.6.5Proteus軟件仿真224 9.6.6報告要求227
9.7實驗七:三相異步電動機的長動控制227 9.7.1實驗目的227 9.7.2理論知識227 9.7.3實驗器材228 9.7.4實驗內容和操作步驟229 9.7.5Siwo軟件仿真230 9.7.6報告要求231
9.8實驗八:三相異步電動機的正反轉控制231 9.8.1實驗目的231 9.8.2理論知識231 9.8.3實驗器材232 9.8.4實驗內容和操作步驟233 9.8.5Siwo軟件仿真234 9.8.6報告要求235


第10章 綜合實訓機床電氣控制系統(tǒng)安裝和調試236
10.1機床電氣控制系統(tǒng)平臺概述236
10.2機床電氣控制系統(tǒng)平臺元件分析237
10.3機床電氣控制系統(tǒng)平臺上的控制系統(tǒng)分析245
10.4實訓任務實施249

     附錄一常用電工工具及電工儀表的使用與維護256