本书主要内容包括直流电路、交流电路、电磁学基础、电动机、常用电动机控制电路、供电与安全用电、常用半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器及应用、直流稳压电源、数字电路基础知识、集成逻辑门电路及组合逻辑电路、触发器及时序逻辑电路、电工电子技术典型应用介绍，共十四章，每章都配有思考题与习题。
编者根据自己多年的教学经验，结合过程装备及控制专业的特点及要求，在编写过程中，力求突出基本概念，降低理论深度，减少推导计算，以利于学生对电工电子技术知识的掌握和消化。注重针对性、实用性、科学性、通俗性。
本书可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校机械类及相关专业的教学用书，也可作为岗位培训用书和工程技术人员的参考用书。
《电工与电子技术基础》图书简介 《电工与电子技术基础》是一部系统介绍电工学和电子技术基础知识的专业教材。本书旨在为电气工程、电子信息工程、自动化等相关专业学生提供坚实的理论基础和实践指导，帮助读者掌握电工电子技术的核心概念、基本原理和应用方法。本书内容丰富、条理清晰、图文并茂，力求将抽象的理论知识与实际应用紧密结合，使读者能够更好地理解和掌握这门关键学科。 第一篇 电工技术基础 电工技术是所有电气及相关工程领域的基础，其核心在于理解和运用电的规律。本篇内容将从最基本的概念出发，逐步深入，为读者构建起坚实的电工学知识体系。 第一章 电路的基本概念与定律 本章将介绍电路的构成要素，如电源、负载、导线等，以及电路中几个最基本且至关重要的物理量：电流、电压和电阻。电流的定义、方向和单位（安培）；电压的定义、方向和单位（伏特），以及其与电位差的关系；电阻的定义、影响因素（材料、长度、截面积、温度）和单位（欧姆），将是本章的重点。在此基础上，我们将引入欧姆定律，这是分析和计算直流电路的基础，详细阐述其公式、适用范围以及在简单电路中的应用。此外，还将介绍功率的概念，包括电功率的定义、计算公式（P=UI, P=I²R, P=U²/R）以及单位（瓦特），理解能量的转化与守恒原理。最后，本章还将介绍电路的连接方式：串联和并联，分析不同连接方式下电流、电压和电阻的特点，为后续电路分析打下基础。 第二章 直流电路分析 直流电路是电工学中最基础的电路类型。本章将在此前知识的基础上，深入讲解直流电路的分析方法。首先，我们将介绍基尔霍夫定律，包括电流定律（KCL）和电压定律（KVL），这是分析任意复杂直流电路的强大工具。通过大量的例题，我们将演示如何运用基尔霍夫定律求解多节点、多网孔电路中的电流和电压。接着，我们将介绍等效变换的方法，如电阻的串并联等效、电源的等效变换（戴维宁定理和诺顿定理），这些定理能够大大简化复杂电路的分析过程。此外，本章还将涉及一些特殊的电路元件，如电容器和电感器，虽然它们在直流电路中的行为相对简单（稳态时电容器相当于开路，电感器相当于短路），但理解其基本特性对于过渡过程的分析至关重要。最后，我们将引入一些基本的电路分析技巧，如节点电压法和网孔电流法，这些方法是系统性解决复杂直流电路问题的有效手段。 第三章 交流电的基本概念 本章将视角从直流电转向更为普遍和实用的交流电。我们将介绍交流电的产生，通常是通过发电机来实现，以及交流电的基本参数：周期、频率、初相位和幅值。重点讲解正弦交流电的数学表示（瞬时值、最大值、有效值），并解释有效值的物理意义，即交流电与直流电产生相同热效应时所对应的直流电流值。我们将深入探讨交流电的相位关系，理解同相、超前和滞后等概念，以及它们在图形和数学表达式中的体现。本章还将引入复数方法来表示和分析交流电路，利用相量（phasor）将正弦交流量转化为复数，从而将复杂的微分方程求解转化为代数方程求解，极大地简化了交流电路的分析。 第四章 交流电路分析 基于上一章建立的交流电基本概念和相量法，本章将深入探讨各种交流电路的分析。我们将详细讲解电阻（R）、电感（L）和电容（C）在交流电路中的阻抗特性。电阻的阻抗等于其电阻值；电感的感抗（XL）与频率成正比（XL=ωL）；电容的容抗（XC）与频率成反比（XC=1/(ωC)）。这些阻抗都是复数，包含了幅值和相位信息。我们将介绍阻抗（Z）和导纳（Y）的概念，并推广欧姆定律和基尔霍夫定律在交流电路中的应用，即用相量和阻抗来描述电流、电压和元件的相互关系。本章还将重点讲解RL、RC和RLC串联及并联电路的分析，重点关注电路的谐振现象，包括串联谐振和并联谐振的条件、特性和应用（如选频电路）。最后，我们将介绍交流电路的功率，包括有功功率（P）、无功功率（Q）和视在功率（S）的概念，以及功率因数（cosφ）的重要性，并探讨提高功率因数的方法。 第五章 磁路与电磁感应 本章将从电的现象过渡到磁的现象，并探讨两者之间的联系。我们将介绍磁的基本概念，如磁场、磁感线、磁感强度、磁通量等。在此基础上，我们将引入磁路的分析方法，类比电路中的欧姆定律，介绍磁路的基尔霍夫定律（磁通守恒定律和磁动势定律）。本章的核心内容是电磁感应现象，包括法拉第电磁感应定律（感应电动势的大小与磁通量变化率成正比）和楞次定律（感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量的变化）。我们将详细阐述自感和互感现象，以及它们在电感器和变压器中的作用。最后，本章还将简单介绍磁性材料的分类及其在电气设备中的应用。 第六章 基本电机 本章将介绍两种最基本也是最重要的电机类型：直流电机和交流电机（主要是单相交流感应电动机）。我们将分别阐述它们的结构、工作原理、基本特性曲线和主要应用。对于直流电机，将介绍其电枢、磁场绕组、换向器等关键部件，并解释电枢反应和电磁转矩的产生。对于单相交流感应电动机，将重点介绍其旋转磁场的产生原理（通常需要辅助绕组），以及转子转速与同步转速的关系（转差）。本章旨在让读者对电机的基本工作方式有一个初步的了解，为后续更深入的学习打下基础。 第二篇 电子技术基础 电子技术是现代科技的核心驱动力之一，它研究的是电子在导体、真空、气体及半导体中流动时所产生的各种现象，并利用这些现象来设计和制造各种电子设备。本篇内容将从半导体器件出发，逐步拓展到模拟电路和数字电路。 第七章 半导体基础 本章将深入介绍半导体材料的特性及其在电子技术中的关键作用。我们将从原子结构和共价键出发，解释本征半导体的导电性。随后，将重点阐述掺杂过程，介绍P型半导体（空穴作为多数载流子）和N型半导体（电子作为多数载流子）的形成。我们将详细讲解PN结的形成，包括载流子扩散、少数载流子漂移以及内建电场的形成。在此基础上，我们将分析PN结在外加电压作用下的单向导电性，理解正向偏置和反向偏置的特性。本章还将介绍少数载流子注入和少数载流子复合等基本概念，为理解二极管和三极管的工作原理奠定基础。 第八章 二极管与三极管 本章将重点介绍两种最基础的半导体电子器件：二极管和三极管。我们将详细阐述二极管的结构（PN结二极管）、工作原理、伏安特性曲线，并介绍不同类型的二极管，如稳压二极管（Zener Diode）、发光二极管（LED）、光电二极管（Photodiode）等及其应用。接着，我们将重点讲解三极管（Bipolar Junction Transistor, BJT）的结构（NPN和PNP）、工作原理、三种组态（共发射极、共集电极、共基极）及其特性。我们将深入分析三极管的放大作用，理解其输入输出特性曲线，并介绍其作为开关元件的应用。本章将通过大量的电路图和实验示例，帮助读者理解这些器件的实际应用。 第九章 场效应管与集成电路 本章将介绍另一种重要的半导体器件——场效应管（Field Effect Transistor, FET）。我们将主要介绍结型场效应管（JFET）和金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET），包括它们的结构、工作原理、控制机制（电场控制）以及与三极管在输入电阻、功耗等方面的区别。我们将重点分析MOSFET的栅极-源极电压（VGS）如何控制漏极-源极电流（IDS），并介绍其作为放大器和开关的性能。随后，本章将引入集成电路（Integrated Circuit, IC）的概念，介绍集成电路的优点（小型化、低功耗、高可靠性、低成本）以及其基本构成（模拟集成电路和数字集成电路）。我们将简单介绍运算放大器（Operational Amplifier, Op-Amp）作为一种重要的模拟集成电路，概述其基本构成和特性，并提及它在各种模拟电路中的广泛应用。 第十章 模拟电路基础 本章将基于前述的半导体器件，介绍一些基本的模拟电路。我们将重点讲解放大电路的构成和工作原理，包括单级放大电路（如共发射极放大电路）的静态工作点设置、动态分析以及频率响应。我们将分析放大器的增益、输入电阻和输出电阻等关键参数。此外，本章还将介绍反馈的概念，理解负反馈对放大器性能的改善（如提高稳定性、展宽频带、降低失真），以及正反馈在振荡电路中的作用。我们将介绍几种基本的振荡电路（如RC振荡电路、LC振荡电路）的构成和工作原理，以及它们在产生特定频率信号中的应用。最后，本章还将简要介绍滤波器电路（低通、高通、带通、带阻）的基本概念和功能。 第十一章 数字电路基础 本章将转向数字电路领域，介绍数字信号的特性以及数字逻辑的基本原理。我们将区分模拟信号和数字信号，理解数字信号的离散性和编码特性。本章的核心将是布尔代数和逻辑门电路。我们将介绍布尔代数的基本定理和定律，如与（AND）、或（OR）、非（NOT）门以及组合逻辑门，如与非（NAND）、或非（NOR）、异或（XOR）门。我们将讲解如何使用逻辑门构建基本的组合逻辑电路，如编码器、译码器、多路选择器和加法器。接着，我们将介绍时序逻辑电路，包括触发器（如SR触发器、D触发器、JK触发器）的基本构成和工作原理，以及它们作为数字电路中最基本的存储单元的作用。最后，我们将介绍由触发器组成的寄存器和计数器，理解它们在数据存储和信号计数中的应用。 第十二章 脉冲与波形发生器 本章将关注脉冲信号和各种波形发生器的电路。我们将介绍脉冲信号的参数，如脉冲宽度、上升时间、下降时间和占空比，并解释它们的物理意义。本章将介绍一些基本的脉冲整形电路，用于将不规则的波形转化为标准的矩形脉冲。我们将重点讲解一些常见的波形发生电路，如多谐振荡器（产生方波）、三角波发生器和锯齿波发生器，阐述它们的电路结构和工作原理。这些电路在信号处理、时钟信号生成以及电子测量等领域具有广泛的应用。 贯穿全书的特点： 理论与实践结合： 本书在讲解理论知识的同时，注重与实际应用相结合，通过大量的工程实例和电路图，帮助读者理解理论在实际中的应用。 循序渐进的教学设计： 内容安排由浅入深，从基本概念到复杂系统，确保读者能够逐步掌握知识。 丰富的图表和插图： 大量的电路图、波形图、剖面图和示意图，形象地展示抽象的物理过程和电路结构，增强可读性和理解性。 强调基本功： 重视对基本定律、定理和器件特性的理解，为读者在未来深入学习和解决更复杂的问题打下坚实基础。 《电工与电子技术基础》不仅是一本教材，更是一本工具书，它将为有志于在电气、电子、自动化及相关领域发展的读者提供一条清晰的学习路径，引导他们踏上科技创新的探索之旅。
