本书主要内容包括:电工基础、磁路及变压器、电动机与电气控制、模拟电子电路、数字电子电路及电力电子技术等相关知识和技能。本书的特色在于"项目引领、任务驱动、理实一体、工学结合”,全书以项目为单元,以应用为主线,将理论知识融入到每一个教学项目实施中,可作为偏机类专业大中专学生的教材及相关岗位工作人员的读本。
前 言
电工电子技术基础是高职高专机电类专业的一门重要的专业基础课,综合性很强,包括电工基础、电磁学基础、电机与电气控制、电子技术等内容,且这些内容都具有较强的理实一体化特性,与电工电子技术领域的实际应用联系紧密。
本书编写时,依据高职教育的技能型人才培养目标和电工电子技术领域的实际工作岗位能力需求,在充分考虑该课程特点及教学要求的基础上,结合课程改革与实施的实践经验,既考虑到应使学生获得必要的电工电子技术基本理论知识和基本技能,还考虑到培养学生的专项技能和职业综合能力。按照“夯实基础,重在应用”的原则,本书一方面对电工电子技术的基本概念、基本理论和基本分析方法进行了必要的和适当的阐述,夯实理论基础;另一方面针对电工电子元器件及仪表的识别与使用、电路的安装与检测等基本实践操作技能,结合工程实际精心选取和设计了项目任务,突出实际应用,提高实践技能。
本书的特色在于“项目引领、任务驱动、理实一体、工学结合”,全书以项目为单元,以应用为主线,将理论知识融入每一个教学项目实施中,通过不同的项目和任务来引导学生学习,全书共设计了9个项目单元,讲授时可以根据专业的不同需要来适当选择。
项目选取力求具有典型性、实用性、趣味性、可操作性和可拓展性,激发学生的学习兴趣。每个项目以电工电子技术领域的典型工作任务为载体选取了几个具体项目任务,每个任务的具体实施是通过知识链接和技能训练来完成的。其中,知识链接为任务实施提供必要的理论知识支撑;技能训练为任务实施提供必要的实践技能,将理论与实践、知识与技能有机融合在一起。此外每个项目中还设计了基础知识训练、能力拓展及知识拓展,使理论知识得到巩固,实践技能得到提高,专业能力得到拓展。
项目整体安排遵循学生的认知规律和职业能力形成规律,按照由简单到复杂、由单一到综合的递进顺序,先易后难,由浅入深,并以提高学生职业能力和素质为目标,按照工作过程进行项目实施,实现理论与实践一体化,教、学、做一体化,培养学生的方法能力、专业能力和社会能力,从而有效缩短学生课程学习与实际工作的差异。
此外,本书在知识点的阐述上,力求做到通俗易懂,并配以形象直观的图片,化抽象为具体,化繁为简,化难为易。另外,在内容取舍、编排以及文字表达等方面也都进行了精心设计,期望能解决初学者入门难的问题。
本书由长春职业技术学院的徐作华、赵应艳老师担任主编;王屹、马骏老师担任副主编;方振龙、鲁子卉、赵波老师参编。全书由徐作华、赵应艳老师统稿、审稿和最终定稿。
由于教材内容涉及面较广,加之编写时间较紧,以及编者水平有限,本书难免有错误和不当之处,恳请广大读者批评指正,以便进一步修改和完善。
编 者
2016年3月
徐作华,女,副教授,就职于长春职业技术学院,长期致力于电工电子技术基础课程的教学,在多个核心期刊发表过多篇论文。
项目一 连接与测量直流电路 1
任务1.1 连接与测量简单直流电路 1
【知识链接】 1
1.1.1 电路的基本概念及电路模型 1
1.1.2 电路的基本物理量 3
1.1.3 导体的电阻与欧姆定律 6
1.1.4 电流的热效应、电气设备额定值和电路的工作状态 9
1.1.5 电阻的串并联及其应用 11
【技能训练】电流表改装成电压表 15
任务1.2 连接与测量复杂直流电路 17
【知识链接】 17
1.2.1 基尔霍夫定律 17
1.2.2 支路电流法 19
【技能训练】验证基尔霍夫定律 19
【项目一 知识训练】 21
【能力拓展一】练习使用万用表 24
【知识拓展】电工仪表的基本知识 27
项目二 识别与检测常用电路元件 30
任务2.1 认识电压源与电流源模型 30
【知识链接】 30
2.1.1 电压源与电流源模型及其等效变换 30
2.1.2 常用电池 32
任务2.2 识别与检测电阻器、电容器及电感器 34
【知识链接】 34
2.2.1 电阻器及其应用 34
2.2.2 电容器及其应用 37
2.2.3 电感器及其应用 41
【技能训练】识别与检测电阻器、电容器及电感器 43
【项目二 知识训练】 44
【能力拓展二】练习使用直流电桥 47
项目三 连接与测量正弦交流电路 50
任务3.1 单相交流电路的连接与测量 50
【知识链接】 50
3.1.1 正弦交流电的基本概念 50
3.1.2 交流电的相量表示及同频交流电的合成运算 53
3.1.3 单一参数的交流电路 55
3.1.4 RL串联电路及感性电路功率因数的提高 59
3.1.5 RLC串联电路 63
3.1.6 谐振电路 65
【技能训练】连接与测量R、L、C串并联电路 67
【技能训练】日光灯电路及其功率因数测试 69
任务3.2 三相交流电路的连接与测量 70
【知识链接】 70
3.2.1 三相交流电源 70
3.2.2 三相负载的连接 73
3.2.3 三相电路的功率 77
【技能训练】三相负载的星形连接与测量 78
【项目三 知识训练】 80
【能力拓展三】练习使用示波器 84
【知识拓展】安全用电 87
项目四 认识磁路与变压器 89
任务4.1 认识磁路与电磁感应 89
【知识链接】 89
4.1.1 磁场的基本物理量 89
4.1.2 磁路基本定律 91
4.1.3 铁磁材料的性质 93
4.1.4 简单磁路的分析计算 96
4.1.5 电磁铁 97
4.1.6 电磁感应 100
【技能训练】互感电路实验 105
任务4.2 认识变压器 106
【知识链接】 106
4.2.1 变压器的基本结构和工作原理 107
4.2.2 变压器的铭牌和外特性 110
4.2.3 几种常用变压器 112
4.2.4 变压器的运行维护 114
【技能训练】单相变压器的特性测试 115
【项目四 知识训练】 116
【能力拓展四】练习使用兆欧表 119
项目五 认识电动机及其控制电路安装 122
任务5.1 认识及检测电动机 122
【知识链接】 122
5.1.1 三相异步电动机 122
5.1.2 单相异步电动机 135
5.1.3 直流电动机 137
5.1.4 特种电机简介 140
【技能训练】三相异步电动机的简单测试 143
任务5.2 认识低压电器及基本控制电路安装 145
【知识链接】 145
5.2.1 常用低压电器 145
5.2.2 三相异步电动机的基本控制电路 153
【技能训练】安装与检测电动机正反转控制电路 160
【项目五 知识训练】 161
【能力拓展五】练习使用变频器 164
项目六 认识与检测半导体器件 170
任务6.1 二极管基本特性的测试 170
【知识链接】 170
6.1.1 半导体知识介绍 170
6.1.2 半导体二极管及其应用 174
6.1.3 特殊二极管及其应用 177
【技能训练】二极管的识别及检测 179
任务6.2 三极管的特性测试 180
【知识链接】 181
晶体三极管及其放大作用 181
【技能训练】三极管的识别及检测 184
任务6.3 场效应管的特性测试 186
【知识链接】 186
场效应管概述 186
【技能训练】场效应管的识别及检测 189
【项目六 知识训练】 190
【能力拓展六】安装调试二极管彩灯电路 193
项目七 组装与测试直流稳压电路 194
任务7.1 组装与测试硅稳压管稳压电路 194
【知识链接】 194
7.1.1 单相整流电路 194
7.1.2 滤波电路 197
7.1.3 硅稳压管稳压电路 200
【技能训练】组装与测试整流、滤波及硅稳压管稳压电路 202
任务7.2 组装与测试集成稳压器稳压电路 204
【知识链接】 204
集成稳压器概述 204
【技能训练】组装与测试集成稳压器稳压电路 206
【项目七 知识训练】 207
【能力拓展七】电子元件手工焊接练习 209
【知识拓展】晶闸管及晶闸管可控整流电路 211
项目八 组装与检测放大电路 216
任务8.1 组装与检测基本放大电路 216
【知识链接】 216
8.1.1 共射极放大电路的组成及电路分析 216
8.1.2 射极输出器的组成及电路分析 223
8.1.3 场效应管基本单管放大电路 225
8.1.4 多级放大器 227
8.1.5 差分放大器 229
8.1.6 功率放大器 231
【技能训练】组装与测试共射极放大电路 34
任务8.2 认识与检测集成运算放大器 237
【知识链接】 237
8.2.1 运算放大器简介 237
8.2.2 放大器中的负反馈 240
8.2.3 集成运算放大器的线性应用 243
8.2.4 集成运算放大器的非线性应用 246
【技能训练】集成运算放大电路的组装与测试 248
【项目八 知识训练】 250
【能力拓展八】功率放大器的组装及测试 252
项目九 组装与调试数字电路 254
任务9.1 组装与测试基本逻辑门电路 254
【知识链接】 254
9.1.1 数字电路基础 254
9.1.2 逻辑门电路 260
【技能训练】测试基本逻辑门功能 266
任务9.2 组装与测试组合逻辑门电路 268
【知识链接】 268
9.2.1 组合逻辑门电路分析与设计 268
9.2.2 常见组合逻辑电路 271
【技能训练】制作与测试键控0~9数字显示电路 282
任务9.3 组装与测试时序逻辑电路 283
【知识链接】 283
9.3.1 触发器 283
9.3.2 寄存器 294
9.3.3 计数器 297
【技能训练】组装与测试二进制加法计数器 306
【项目九 知识训练】 308
【能力拓展九】制作竞赛抢答器 311
参考文献 315