电能系统基础

电能系统基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业 作者:单渊达 主编 出品人: 页数:332 译者: 出版时间:2001-1 价格:28.00元 装帧: isbn号码:9787111093060 丛书系列:
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具体描述

本书内容包括:电能系统概论;正常运行与故障时电能系统的特性;电气设备基本特性;电气接线;电能系统分析与计算的基本理论;电能系统的规划与设计;电能系统的运行与管理。书中着重介绍了传统技术的新发展和新技术在电能系统中的应用。

该书读者对象为高等院校电气工程与自动化专业师生及有关工程技术人员。

现代电子技术与器件应用:面向智能制造的实践指南 本书导读 在当今科技飞速发展的时代,电子技术已渗透到国民经济的每一个角落,尤其在以“智能制造”为核心的新一轮工业革命中,电子技术扮演着驱动创新的关键角色。本书《现代电子技术与器件应用》并非聚焦于传统的电力传输与系统运行理论,而是将视角投向了微观的、功能性的电子器件,以及它们在构建高度自动化、智能化系统中的集成与应用。 本书旨在为工程师、技术人员以及高等院校相关专业的学生提供一本全面、深入且极具实践指导意义的参考书。我们摒弃了过于宏大叙事和抽象的电能传输概念,而是专注于微电子层面、信号处理层面以及嵌入式系统层面的核心技术。 第一部分:半导体器件的微观世界与特性解析 本部分深入探讨了现代电子技术的基础——半导体器件的工作原理、材料科学特性及其在电路设计中的实际应用。 第一章:半导体物理基础与材料科学 本章首先回顾了半导体材料的晶体结构、能带理论,重点阐述了P型和N型半导体的掺杂过程及其载流子迁移率的影响因素。我们详细分析了PN结的形成、势垒特性以及在不同偏置状态下的电流-电压(I-V)特性曲线。此外,硅锗合金、砷化镓等先进半导体材料的特性对比,以及这些材料在制造高频、高温或高功率密度器件中的优势与局限性进行了深入探讨。本章的重点在于建立起对器件性能极限的物理认知。 第二章:二极管家族的精深应用 本章超越了基础的整流二极管,系统梳理了齐纳二极管(稳压应用)、肖特基二极管(高速开关应用)、变容二极管(频率调谐)以及光电二极管/光伏器件(光电转换)的结构、工作机制和关键参数(如反向恢复时间、漏电流、击穿电压)。针对智能制造中的传感器接口设计,我们提供了如何利用光电二极管阵列实现高精度光栅测量的实例分析。 第三章:晶体管——模拟与数字电路的基石 本章是本书的核心之一,详细对比了双极性结型晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET,包括MOSFET和JFET)的结构差异、工作区域划分和跨导特性。我们着重分析了MOSFET在CMOS逻辑电路中的应用,特别是其亚阈值导通机制和短沟道效应带来的挑战。针对功率电子的应用场景,如电机驱动控制,我们深入剖析了IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的开关特性、导通损耗和热管理策略,这是构建高效开关电源和变频器的关键。 第二部分:集成电路设计与信号调理 本部分聚焦于如何利用半导体器件构建复杂的功能模块,实现对真实世界模拟信号的精确采集、处理和输出。 第四章:运算放大器及其高级应用 本章从理想运放模型出发,逐步引入输入失调电压、共模抑制比(CMRR)等非理想参数对系统精度的影响。我们详细讲解了如何利用运放构建精密滤波器(如巴特沃斯、切比雪夫设计)、精确的电流/电压转换电路,以及高精度仪表放大器的设计技巧,这对采集微弱传感器信号至关重要。此外,反馈机制在噪声抑制和稳定性中的作用被重点讨论。 第五章:数据转换技术:模拟到数字的桥梁 数据采集系统的核心在于模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)。本章系统介绍了不同类型的ADC,包括逐次逼近式(SAR)、双积分式和流水线式ADC的工作原理、转换速度与有效位数(ENOB)的权衡。同时,我们也讨论了高速DAC在高保真信号重建中的应用。针对工业控制中的实时性要求,我们提供了选择合适转换器拓扑的决策流程图。 第六章:线性与开关稳压电源设计 本章专注于为电子系统提供稳定、可靠的供电保障,这与电能系统的稳定供电关注点不同,我们关注的是本地化的、高效率的直流稳压。我们详细分析了线性稳压器(LDO)的低噪声特性,以及开关模式电源(SMPS)的拓扑结构(Buck, Boost, Buck-Boost)的效率优势。重点内容包括PWM控制器的设计、磁性元件(电感器、变压器)的选择、环路补偿技术以确保系统瞬态响应和负载调节性能。 第三部分:微控制器与智能嵌入式系统集成 本部分将电子器件的理论知识与现代自动化控制的实现手段相结合,探讨如何构建具备自主决策能力的智能终端。 第七章:微控制器架构与外设接口 本章以主流的ARM Cortex-M系列处理器为例,深入剖析了CPU核心、存储器层次结构(Flash/SRAM)以及总线架构(如AHB/APB)。重点讲解了微控制器关键外设的配置与编程:通用定时器(PWM生成、捕获/比较)、中断控制器(中断优先级管理和实时性保证)、以及串行通信接口(SPI, I2C, UART, CAN)。强调了实时操作系统(RTOS)在复杂任务调度中的应用。 第八章:传感器技术与信号预处理 智能制造高度依赖对物理量的实时感知。本章全面介绍了各类先进传感器及其接口电路:MEMS惯性传感器(加速度计、陀螺仪)、精密温度传感器(RTD、热电偶接口电路)、压力和流量传感器。关键在于讲解如何设计前端电路,包括使用斩波稳定技术消除低频噪声、如何利用仪表放大器进行共模抑制,以及如何通过软件滤波(如卡尔曼滤波的简化形式)提高测量精度。 第九章:驱动技术与执行器接口 本章关注如何用微控制器发出的低功率数字信号去控制高功率的物理执行器。详细分析了电机驱动技术,包括步进电机、直流无刷电机(BLDC)的FOC(磁场定向控制)基本原理,以及如何利用栅极驱动器安全可靠地驱动大功率MOSFET或IGBT。此外,还涵盖了电磁阀、继电器矩阵的隔离和驱动电路设计,确保控制电路与功率级之间的电气安全隔离。 结论 本书旨在提供一个从原子到系统的电子技术完整蓝图,支撑用户在设计高精度、高可靠性、高效率的智能终端和控制单元时所需的所有理论深度和实践工具。它是一本关于如何“构建”现代电子系统的操作手册,而非关于大规模电能“传输”或“分配”的理论著作。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的排版和图示质量也值得特别称赞。在处理电力系统这类包含大量单线图、波形图和网络拓扑的教材时,清晰的视觉呈现至关重要。这本《电能系统基础》在这方面做到了极致。所有的图例都非常规范、清晰,线条粗细和符号标注都严格遵循行业标准,这极大地减少了阅读歧义。特别是对于复杂的电气网络图,作者巧妙地使用了颜色和层次结构来区分不同的电压等级和元件功能,使得读者可以一眼就能抓住电路的核心逻辑。那些动态过程的波形图,展示得非常平滑且带有详细的标注点,帮助我们追踪电压和电流的变化轨迹。这种对细节的打磨,体现了出版方和作者对读者的尊重。可以说,光是这些高质量的图文配合,就让学习体验提升了一个档次,比起那些图文模糊、排版拥挤的传统教材,这本书无疑是更优雅、更高效的学习工具。

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这本书简直是电力系统初学者的福音,我花了大量时间在网上搜集资料,但总觉得零散不成体系,直到捧起这本《电能系统基础》,才算真正找到了方向。它从最基本的概念讲起,比如电力系统是如何构成的,发、输、变、配、用的各个环节是如何衔接的,讲解得极其透彻。我尤其喜欢它对基本原理的深入剖析,不是简单地告诉你“是什么”,而是告诉你“为什么会这样”。比如,它对交流电路的相量分析讲解得非常清晰,对于那些第一次接触这些抽象概念的读者来说,简直是救星。作者似乎很清楚初学者的困惑点,总能在关键步骤插入一些形象的比喻或者实际生活中的例子,让那些枯燥的公式和理论变得触手可及。读完前几章,我对整个电网的宏观结构有了一个全新的认识,不再觉得它是一个神秘的庞然大物,而是可以被理解和分析的工程系统。对于未来想从事电力行业或者相关专业学习的人来说,这本书绝对是打地基的必备读物,为后续深入学习高阶课程铺平了坚实的路子。

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坦白讲,市面上很多“基础”教材都会犯一个毛病:要么内容太浅,读完感觉什么都没记住;要么就是把所有内容都塞进来,但缺乏清晰的逻辑主线,读起来像在啃一本厚厚的字典。这本书完全避开了这些陷阱。它的章节组织和知识点的递进关系设计得非常巧妙。每一次章节的结束,都会有一个简短的总结,回顾本章的核心贡献以及它如何承接下一章的内容。这种结构使得阅读体验非常连贯,你不会有那种“我为什么要学这个”的迷茫感。例如,在讲解保护定值的整定思路时,作者先从故障的类型和影响入手,然后才引入保护装置的基本原理,最后才给出具体的计算方法,这种由果溯因的叙事方式,极大地提高了我的学习兴趣和理解效率。我感觉这本书的编撰者对读者的认知过程有着深刻的理解,真正做到了“亦教亦学”。

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我是一个在职人员,重拾专业知识,对教材的要求非常高:必须高效、聚焦,并且能快速连接到实际应用场景。这本书在这方面表现得尤为突出。它在讲解完理论模型后,几乎都会穿插一些实际运行中的案例或者设计规范的引用。比如在讨论电压控制时,它不仅仅停留在数学模型的推导,还提到了实际电网中调相机、无功补偿设备的作用和限制。这对我来说太重要了,因为理论最终是要指导实践的。阅读过程中,我能清晰地感受到作者试图架起“理论与实践”之间那座桥梁的努力。很多公式和参数的选取,都有实际的工程背景支撑,让原本抽象的计算有了一个可以触摸到的“实物感”。对于希望将所学知识快速转化为解决实际工程问题的能力的人来说,这本书的实用价值无可估量,它不仅仅是教科书,更像是一本实战手册的引子。

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我不得不说,这本书在概念的深度和广度上都做得相当出色,完全超出了我预期的“基础”范畴。一开始我以为它会停留在非常表面的介绍,但惊喜地发现,它对一些核心概念的探讨非常深入。举个例子,书中关于电力系统的稳定性分析部分,虽然是入门级的介绍,但已经引入了暂态稳定和功角稳定的初步概念,并且用相对简洁的数学模型进行了阐述。这对于我们这些希望在学习初期就能建立起严谨分析思维的读者来说,价值太大了。更值得称赞的是,作者在描述这些复杂的动态过程时,行文流畅自然,丝毫没有晦涩难懂的感觉。我特别留意了它对潮流计算的介绍,它没有直接堆砌复杂的矩阵方程,而是先从简单的节点注入和功率平衡关系入手,循序渐进地构建起计算框架,这种教学设计简直是大师级的。总而言之,这本书不仅仅是知识的搬运工,更像是一位耐心的导师,引导读者真正掌握分析电力系统问题的思维方式。

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公式推导比华科的顺,视野开阔,实用。

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