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出版者:华中理工大

作者:文远芳

出品人:

页数:261

译者:

出版时间:2001-1

价格:25.80元

装帧:

isbn号码:9787560923178

丛书系列:

图书标签:

• 高电压
• 电力系统
• 绝缘技术
• 放电现象
• 电晕
• 电场分析
• 高压试验
• 绝缘材料
• 电力设备
• 电气工程

《电气工程导论：基础概念与应用》 本书旨在为初学者构建扎实的电气工程知识体系，深入浅出地剖析电流、电压、电阻、电容、电感等基本电学概念。通过详实的图文解析，我们将逐步揭示它们之间的内在联系，以及在实际电路中的运作原理。 第一部分：直流电路分析 电荷与电流： 从微观的电子运动出发，清晰阐述电荷的概念以及电流形成的根本原因。我们将深入探讨电流的单位“安培”，并介绍几种常见的电流测量方法。 电压与电势差： 解释电压作为驱动电荷移动的“力”，以及电势差在电路中的重要作用。我们将详细介绍电压的单位“伏特”，并通过生活中的例子，如电池供电，来形象地说明电压的概念。 电阻与欧姆定律： 引入电阻的概念，阐述其对电流的阻碍作用。核心章节将详细讲解欧姆定律（V=IR），这是直流电路分析的基石。我们会通过大量的计算示例，展示如何运用欧姆定律解决实际电路问题，包括串联电路和并联电路中的电流、电压和电阻分配。 功率与能量： 探讨电功率的概念（P=VI）及其单位“瓦特”，以及电路中能量的转化与消耗。我们将讲解电功的计算，并联系实际生活中的用电器，如灯泡、电加热器，来直观理解功率和能量的意义。 直流电路的分析方法： 除了欧姆定律，本书还将介绍基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。通过这两个定律，我们可以分析更复杂的直流电路，即使电路中包含多个电源和分支。我们将提供一系列实例，引导读者一步步掌握节点电压法和网孔电流法。 电路元件的特性： 详细介绍电阻器、电位器、保险丝等基本无源元件的结构、型号、选型原则以及在电路中的作用。 第二部分：交流电路基础 正弦交流电： 介绍交流电的产生原理，重点讲解正弦波的特性，如幅值、频率、周期、相位。我们将用波形图清晰地展示不同参数对正弦波的影响。 有效值与瞬时值： 区分交流电的有效值（RMS）和瞬时值，并解释为何有效值在工程中更为常用。我们将推导交流电的有效值计算公式，并说明其物理意义。 电感与电容的交流特性： 深入研究电感器和电容器在交流电路中的行为。引入感抗（XL）和容抗（XC）的概念，并分析它们与交流电频率的关系。我们将通过公式和图表，展示电感和电容如何影响电路中的电流和电压。 阻抗与相量法： 学习如何用复数表示交流电路中的电阻、感抗和容抗，进而引入阻抗（Z）的概念。重点讲解相量法，这是一种强大的数学工具，能够简化交流电路的分析过程，解决复杂的相位关系问题。 RLC串联与并联电路： 分析含有电阻、电感和电容的交流电路。详细讲解谐振现象，包括电流谐振和电压谐振，并阐述其在调谐电路等应用中的重要性。 功率因数： 介绍交流电路中的有功功率、无功功率和视在功率，以及功率因数（cosφ）的含义。我们将探讨提高功率因数的重要性，并介绍功率因数校正的方法。 三相交流电： 简要介绍三相交流电的产生、优点以及在电力系统中的应用。 第三部分：磁学与电磁感应 磁场与磁感线： 介绍磁场的基本概念，以及磁感线的性质和应用。 磁力与安培力： 讲解载流导线在磁场中受到的安培力，并分析其方向的判断（左手定则）。 电磁感应现象： 详细阐述法拉第电磁感应定律，解释变化的磁场如何产生感应电动势。我们将介绍楞次定律，用以判断感应电流的方向。 感应电动势的产生： 分析不同情况下感应电动势的产生，包括导体的切割运动和磁通量的变化。 自感与互感： 讲解自感现象，即线圈自身电流变化产生的感应电动势，以及互感现象，即一个线圈的电流变化引起另一个线圈感应电动势。 第四部分：电路的瞬态响应 电容的充放电过程： 分析电容器在直流电路中的充放电过程，介绍时间常数（RC）的概念，并用微分方程和指数函数描述电压和电流随时间的变化。 电感的储能与释放： 研究电感器在直流电路中的储能和能量释放过程，介绍时间常数（L/R）的概念，并分析电流变化规律。 第五部分：基础电子元件与电路 二极管： 介绍二极管的基本结构（P-N结），单向导电性，以及在整流、稳压电路中的应用。 三极管： 讲解三极管（BJT）的基本原理，放大作用，以及作为开关的应用。 场效应管： 介绍场效应管（FET）的基本类型（JFET、MOSFET）及其工作原理，与三极管的比较。 运算放大器： 阐述运算放大器（Op-amp）的核心特性，如高开环增益、高输入阻抗、低输出阻抗，并介绍其在放大、积分、微分等基本电路中的应用。 本书的编写风格注重理论与实践的结合，辅以大量图示和实例，力求使读者在理解抽象概念的同时，也能感受到电气工程的魅力与实际应用价值。无论您是即将踏入电气工程领域的学生，还是希望巩固基础知识的从业者，本书都将是您宝贵的参考读物。

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说实话，我一开始对这类偏向硬核技术的书籍抱有一丝担忧，担心会过于晦涩难懂，充满了让人望而却步的数学推导。然而，这本书在“理论与实践的平衡”上做到了教科书级别的典范。对于那些核心的电磁场理论，作者并没有采用“一笔带过”的方式，而是耐心构建了从麦克斯韦方程组到实际工程应用之间的桥梁。特别是在介绍高电压试验技术章节，作者对各种试验设备——从冲击电压发生器到试验变压器——的工作原理、精度要求和维护保养进行了详尽的剖析，甚至连试验现场的安全规程也作为附录详细列出。这对我这个刚接触高压试验室工作的技术人员来说，简直是“雪中送炭”。它不仅仅告诉我“是什么”，更重要的是教会了我“怎么做”和“为什么这样做”，这种以操作指导为导向的叙事风格，极大地增强了知识的实用价值。

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我最近一直在研究电力系统的暂态过程，特别是雷电冲击和操作过电压的防护策略。这本书在处理这些前沿课题时，展现出一种罕见的深度和广度。作者没有满足于传统理论的复述，而是大量引入了最新的仿真模型和实验数据。比如，在讨论非线性电涌保护器的响应特性时，书中详细对比了不同材料（如金属氧化物避雷器与气体放电管）在模拟极端浪涌条件下的性能曲线，并结合有限元分析（FEA）的结果，解释了场强分布的细微变化如何影响绝缘寿命。这种对细节的极致追求，对于我目前负责的特高压输电线路的绝缘配合设计工作，具有极强的指导意义。更让我惊喜的是，书中还探讨了空间电荷积累对SF6气体绝缘性能的影响，这通常是更偏向于研究生阶段才会深入的话题，但作者将其阐述得条理清晰，逻辑严密，非常适合有一定基础、希望进一步深造的专业人士。

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这本书的语言风格有一种独特的魅力，它既有严谨的学术规范，又不失一种娓娓道来的叙事感。我特别喜欢作者在章节开始或结束时穿插的一些行业轶事或设计哲学。比如，在介绍高压套管的设计演变时，作者提到了某位先驱工程师在面对绝缘子几何形状优化时的思维过程，这种“人本”的叙述，让原本冰冷的技术概念瞬间变得鲜活起来。它不仅仅是知识的堆砌，更像是一场与行业前辈的对话。阅读过程中，我常常停下来思考作者提出的那些启发性的问题，例如“在现有材料限制下，我们对下一代高压电气的理想绝缘介质的期望是什么？”这种引导性的思考，促使我跳出日常工作的具体细节，去宏观地审视整个领域的发展方向，极大地拓宽了我的视野。

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从一个长期关注电力系统可靠性的读者的角度来看，这本书最大的价值在于它对“故障分析与诊断”的系统性梳理。许多同类书籍侧重于设备设计，但这本书用相当大的篇幅探讨了实际运行中高压设备（如GIS、变压器、电缆）的绝缘老化机制和早期故障的识别方法。书中对介质频谱分析（DDP）和局放（PD）检测数据的解读，给出了非常具体的操作流程和判断标准，特别是针对不同类型故障（如局部过热、电树枝生长）产生的特征信号的对比分析，具有极高的实战价值。我曾遇到过一个疑难的电缆接头早期劣化问题，通过比对书中提供的典型故障波形图谱，我得以迅速锁定问题根源。这种将理论知识转化为可执行的故障排除工具的能力，使得这本书成为我案头必备的“问题解决手册”，而非仅仅是理论参考书。

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这本书的装帧设计实在是太吸引人了，封面采用了深邃的藏青色调，配上烫金的标题“高电压技术”，透露出一种严谨而专业的氛围。初次翻开时，内页的纸张质感也令人印象深刻，厚实且光滑，即便是长时间阅读也不会感到疲劳。我尤其欣赏作者在排版上的用心，图文的结合处理得非常得当，复杂的电路图和设备剖面图都清晰明了，标注细致入微，这对于我们这些需要经常参考技术细节的工程师来说，无疑是一个巨大的加分项。书中对于早期高压实验的引述和历史背景的梳理，展现了作者深厚的学术功底，让我对高压电力的发展历程有了更立体的认识，而不是仅仅停留在枯燥的公式和参数上。例如，对于早年变压器绝缘材料的演变，书中用近乎散文的笔触进行了描述，引人入胜，让我感觉自己仿佛穿越回了那个电力技术突飞猛进的时代。总的来说，这本书的物理呈现和初步的阅读体验，就已经远超出了普通教科书的范畴，更像是一件精心制作的工艺品。

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