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第1部分 电工基础知识3

第1章 电路的基本概念和定律3

1.1 电路模型3

1.1.1 认识电路3

1.1.2 电路模型5

1.2 电路的基本物理量6

1.2.1 电流（Current）6

1.2.2 电压（Voltage）8

1.2.3 电位（Electric Potential）10

1.2.4 电动势（Electro Motive Force）12

1.2.5 电功（Electric Work）13

1.2.6 电功率（Electric Power）13

1.3 电路的工作状态17

1.3.1 通路状态（有载）17

1.3.2 开路状态（断路）17

1.3.3 短路状态（捷路）17

1.4 欧姆定律18

1.5 电源模型20

1.5.1 电压源20

1.5.2 电流源22

1.5.3 电源连接的特殊情况23

1.5.4 电压源与电流源的等效变换24

1.6 电阻、电容和电感26

1.6.1 电阻26

1.6.2 电容30

1.6.3 电感33

1.7 基尔霍夫定律35

1.7.1 基尔霍夫电流定律（Kirchhoff’s Current Law，KCL）35

1.7.2 基尔霍夫电压定律（Kirchhoff’s Voltage Law，KVL）37

思考与练习39

第2章 直流电路的分析方法44

2.1 电阻的连接44

2.1.1 电阻的串、并联44

2.1.2 电阻的星形连接与三角形连接47

2.2 支路电流法50

2.3 结点电压法52

2.4 叠加定理54

2.5 戴维南定理和诺顿定理56

2.5.1 戴维南定理56

2.5.2 诺顿定理58

2.6 受控电源电路的分析59

思考与练习61

第3章 正弦交流电路的分析65

3.1 正弦交流电的概念65

3.1.1 正弦交流电的定义及描述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 正弦交流电的相量表示68

3.2.1 复数的概念及计算68

3.2.2 正弦量的相量表示方法69

3.3 单一参数电压与电流相量关系70

3.3.1 电阻元件的电压与电流相量关系70

3.3.2 电感元件的电压与电流相量关系70

3.3.3 电容元件的电压与电流相量关系72

3.4 基尔霍夫基本定律相量表示和阻抗串并联73

3.4.1 KCL和KVL的相量形式73

3.4.2 RLC串联电路的阻抗75

3.4.3 阻抗的串并联77

3.5 电路功率和功率因数的提高79

3.5.1 单一元件的电路功率79

3.5.2 RLC电路的功率81

3.5.3 功率因数的提高83

3.6 三相交流电源85

3.6.1 对称三相电动势的产生和特征85

3.6.2 三相对称电源的连接86

3.7 三相负载电路88

3.7.1 负载作Y形连接的三相电路89

3.7.2 负载作△形连接的三相电路90

3.7.3 三相电路中的功率92

思考与练习94

第4章 工业企业供电和安全用电96

4.1 工业企业供电96

4.1.1 发电厂96

4.1.2 电力网98

4.1.3 输配电所98

4.1.4 工厂配电系统99

4.2 触电及救护100

4.2.1 触电的类型100

4.2.2 常见的触电方式101

4.2.3 触电急救常识103

4.3 安全电压和安全技术105

4.3.1 使用安全电压105

4.3.2 接地和接零106

4.3.3 防雷保护108

4.3.4 使用漏电保护装置109

4.4 安全用电注意事项110

思考与练习111

第5章 磁路及变压器112

5.1 磁路的基本知识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 磁路的欧姆定律113

5.1.4 交流铁芯电磁关系114

5.1.5 功率损耗115

5.1.6 铁磁材料及特性115

5.2 变压器117

5.2.1 变压器的结构117

5.2.2 变压器的工作原理118

5.2.3 变压器的铭牌120

5.2.4 变压器的效率特性121

5.2.5 几种典型变压器121

思考与练习123

第6章 三相异步电动机124

6.1 三相异步电动机的结构、分类及铭牌124

6.1.1 三相异步电动机的结构组成124

6.1.2 三相异步电动机的分类125

6.1.3 三相异步电动机的铭牌125

6.2 三相异步电动机的工作原理126

6.2.1 旋转磁场的建立126

6.2.2 转速及转差率128

6.2.3 输出转矩128

6.3 三相异步电动机的启动128

6.3.1 直接启动（全压启动）129

6.3.2 降压启动129

6.4 三相异步电动机调速131

6.4.1 变频调速131

6.4.2 改变转差率调速131

6.4.3 变极调速132

6.5 三相异步电动机制动132

6.5.1 机械制动133

6.5.2 电气制动133

思考与练习134

第7章 继电器接触器控制电路135

7.1 常用低压电器135

7.1.1 开关与断路器135

7.1.2 主令电器137

7.1.3 电磁式接触器139

7.1.4 继电器139

7.1.5 熔断器143

7.2 典型电气控制线路144

7.2.1 三相交流电动机的启动控制144

7.2.2 三相交流电动机的正反转控制145

7.2.3 三相交流电动机的行程控制147

7.2.4 三相交流电动机的时间控制148

7.2.5 三相交流电动机的制动控制149

7.3 常用电气控制系统图151

7.3.1 电气原理图151

7.3.2 电器元件布置图153

7.3.3 电气安装接线图154

思考与练习155

第8章 Proteus和斯沃数控仿真软件基础知识156

8.1 Proteus软件基础知识156

8.1.1 Proteus功能概述156

8.1.2 Proteus ISIS的界面及设置156

8.1.3 电路原理图设计及仿真172

8.1.4 Proteus ISIS的库元件178

8.2 斯沃数控仿真软件基础知识184

8.2.1 斯沃数控仿真软件简介184

8.2.2 斯沃数控仿真软件的应用模块186

8.2.3 斯沃数控仿真软件仿真接线实例191

第2部分 电工技能197

第9章 电工基础实验197

9.1 实验一：电路元件伏安特性的测量197

9.1.1 实验目的197

9.1.2 理论知识197

9.1.3 实验器材198

9.1.4 实验内容和步骤198

9.1.5 Proteus软件仿真200

9.1.6 报告要求203

9.2 实验二：基尔霍夫定律203

9.2.1 实验目的203

9.2.2 理论知识203

9.2.3 实验器材204

9.2.4 实验内容和步骤204

9.2.5 Proteus软件仿真205

9.2.6 报告要求206

9.3 实验三：叠加定理206

9.3.1 实验目的206

9.3.2 理论知识206

9.3.3 实验器材207

9.3.4 实验内容和步骤207

9.3.5 Proteus软件仿真209

9.3.6 报告要求210

9.4 实验四：戴维南定理210

9.4.1 实验目的210

9.4.2 理论知识210

9.4.3 实验器材211

9.4.4 实验内容和步骤211

9.4.5 Proteus软件仿真213

9.4.6 报告要求214

9.5 实验五：交流电的认识215

9.5.1 实验目的215

9.5.2 理论知识215

9.5.3 实验器材217

9.5.4 实验内容和步骤217

9.5.5 Proteus软件仿真219

9.5.6 报告要求221

9.6 实验六：日光灯功率因数的提高221

9.6.1 实验目的221

9.6.2 理论知识221

9.6.3 实验器材223

9.6.4 实验内容和步骤223

9.6.5 Proteus软件仿真224

9.6.6 报告要求227

9.7 实验七：三相异步电动机的长动控制227

9.7.1 实验目的227

9.7.2 理论知识227

9.7.3 实验器材228

9.7.4 实验内容和操作步骤229

9.7.5 Siwo软件仿真230

9.7.6 报告要求231

9.8 实验八：三相异步电动机的正反转控制231

9.8.1 实验目的231

9.8.2 理论知识231

9.8.3 实验器材232

9.8.4 实验内容和操作步骤233

9.8.5 Siwo软件仿真234

9.8.6 报告要求235

第10章 综合实训 机床电气控制系统安装和调试236

10.1 机床电气控制系统平台概述236

10.2 机床电气控制系统平台元件分析237

10.3 机床电气控制系统平台上的控制系统分析245

10.4 实训任务实施249

附录一 常用电工工具及电工仪表的使用与维护256

附录二 Proteus常用仪器中英文对照表266

参考文献267