• 精選電路理論和電機學兩門課程的基礎內容作為本教材內容，將電路理論和電機學分別安排在1～9章和10～12章加以介紹，也適合少學時電工技術課程教學。

• 以適合學生自學為出發點，優先考慮闡述的清晰和可讀性，對所需數學和物理知識作簡單介紹，而對重點、難點內容講清講透，不吝嗇篇幅。

• 激發學生學習興趣，精選15個代表性應用實例，作為學生自學內容；精選豐富例題和習題，以引導學生掌握本課程重要知識，培養和提高學生分析解決問題的能力。

• 引入仿真工具，介紹MATLAB軟件在電路與電機分析中的應用，使學生掌握基本的計算機輔助分析技術。

電工技術是高等院校機制能動類專業的一門專業基礎課程。通過本課程的學習，可使學生掌握電路的基本理論和基本分析方法，了解幾種典型電機的結構、原理、特性和應用，獲得初步的電工技術實驗技能，掌握一種仿真軟件在電路與電機分析中的應用。

交通設備信息工程、機械設計制造及其自動化、車輛工程等專業要求電工技術課程介紹較多的電路理論知識和電機知識，以便為相關后續課程打好基礎。為此，我們編寫了這本教材。在編寫過程中，我們所作的考慮如下：

（1）在內容安排上，按64學時的理論教學學時，精選電路理論和電機學兩門課程的基礎內容作為本教材內容。將電路理論和電機學分別安排在1～9章和10～12章加以介紹，使少學時的電工技術課程也可選用本教材。

（2）以適合學生自學為出發點，優先考慮闡述的清晰和可讀性，對所需數學和物理知識作簡單介紹，而對重點、難點內容講清講透，不吝篇幅。

（3）精選了豐富的例題和習題，以引導學生理解掌握本課程的重要知識，培養和提高學生分析解決問題的能力。

（4）在每章末尾都有小結，對本章講述的主要內容進行歸納和提煉，以幫助學生對本章內容整體把握。

（5）為激發學生學習電工技術的興趣，本教材結合教學內容精選了15個具有一定代表性的應用實例，應用實例部分可以作為學生自學的內容。

（6）電機內部電磁關系的分析很復雜，也很抽象，而根據電機的基本方程式和等效電路來分析電機的特性則比較簡單。對非電類專業的學生來說，主要是要求掌握電機的特性。本書盡量從物理概念上闡述電機內部電磁關系的有關結論，避免復雜的數學推導，電機的特性則根據電機的基本方程式和等效電路導出，從而大大降低了電機學這部分內容的學習難度。

（7）隨著計算機的普及和快速發展，計算機輔助分析技術在工程技術領域的應用越來越廣泛。本書介紹MATLAB軟件在電路與電機分析中的應用，使學生掌握基本的計算機輔助分析技術。

（8）制作相配套的電子課件，利于廣大師生使用。

使用本書作為教材時，授課教師可根據學生的能力、培養計劃和學時等因素，靈活地選用書中的內容。若選用第1～9章，則需48學時左右，講完全部內容則需64學時左右。

本書由中南大學電工電子教學與實驗中心組織編寫，劉子建任主編，羅瑞瓊、胡燕瑜任副主編，鄒逢興任主審。全書由劉子建統稿，共13章，第1～4章由羅瑞瓊編寫，第5～6章由胡燕瑜編寫，第7～12章由劉子建編寫，第13章由胡燕瑜和劉子建共同編寫。

國防科技大學鄒逢興教授擔任本書的主審，鄒教授在百忙之中精心審閱了全部書稿，提出了許多寶貴意見，對完善和提高教材質量起到了重要作用，在此向鄒教授表示深深的謝意。

本書在編寫過程中，得到了中南大學電工電子教學與實驗中心許多教師的支持與幫助，特別是羅桂娥、宋學瑞、張靜秋、李中華、張曉麗、賴旭芝、劉曼玲、張亞鳴、李力爭、謝平凡、吳顯金、張嬋娟、尋小惠、姜霞和羅群等教師審閱了本書的編寫提綱和書稿，提出了很多改進意見和建議，對我們啟發和幫助很大，在此表示衷心的感謝。

中南大學張升平老師仔細閱讀了本書的初稿，提出了許多寶貴的意見和建議，在此表示誠摯的感謝。

由于編者水平有限，書中不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

編 者

2013年12月于中南大學

序
前言
第1章 電路模型和電路定律 1
1.1 電路和電路模型 1
1.1.1 電路的作用和組成 1
1.1.2 電路模型 2
1.1.3 集總參數電路 2
1.2 電路變量 3
1.2.1 電流及其參考方向 3
1.2.2 電壓及其參考方向 5
1.2.3 功率和能量 6
1.3 基爾霍夫定律 7
1.3.1 基爾霍夫電流定律 8
1.3.2 基爾霍夫電壓定律 10
1.4 電阻電路元件 12
1.4.1 電阻元件 13
1.4.2 獨立電源 15
1.4.3 受控電源 18
1.5 應用實例：安全用電與人體電路模型 20
本章小結 22
習題一 22
第2章 電阻電路的等效變換 25
2.1 電路的等效變換 25
2.2 電阻的串聯和并聯 26
2.3 電阻Y形聯接和△形聯接的等效變換 29
2.4 電壓源、電流源的串聯和并聯 33
2.4.1 電壓源的串聯和并聯 33
2.4.2 電流源的串聯和并聯 33
2.5 實際電源的兩種模型及其等效變換 34
2.6 輸入電阻 37
2.7 應用實例：直流電壓表和直流電流表 38
本章小結 42
習題二 42
第3章 電阻電路的一般分析方法 46
3.1 支路分析法 46
3.2 回路電流法 48
3.3 結點電壓法 53
3.4 應用實例：力的電測法 58
本章小結 59
習題三 60
第4章 電路定理 63
4.1 疊加定理 63
4.2 替代定理 68
4.3 戴維寧定理和諾頓定理 72
4.3.1 戴維寧定理 72
4.3.2 諾頓定理 77
4.4 最大功率傳輸定理 78
4.5 應用實例：實際電壓表的負載效應 80
本章小結 81
習題四 82
第5章 動態電路的時域分析 87
5.1 電容元件 87
5.1.1 電容元件的定義 87
5.1.2 電容的電壓電流關系 88
5.1.3 電容的儲能 89
5.1.4 電容電壓的連續性質 89
5.1.5 電容的串聯與并聯 90
5.2 電感元件 91
5.2.1 電感元件的定義 91
5.2.2 電感的電壓電流關系 92
5.2.3 電感的儲能 93
5.2.4 電感電流的連續性質 94
5.2.5 電感的串聯與并聯 94
5.3 動態電路方程 95
5.3.1 動態電路方程的列寫 95
5.3.2 一階微分方程的求解 97
5.3.3 初始條件的確定 100
5.4 一階電路的零輸入響應 103
5.4.1 一階RC電路的零輸入響應 103
5.4.2 一階RL電路的零輸入響應 105
5.5 一階電路的零狀態響應 107
5.5.1 一階RC電路的零狀態響應 107
5.5.2 一階RL電路的零狀態響應 109
5.6 一階電路的全響應及三要素法 109
5.6.1 一階RC電路的全響應 109
5.6.2 一階RL電路的全響應 111
5.6.3 一階電路的三要素法 112
5.7 應用實例 117
5.7.1 電梯接近開關 117
5.7.2 閃光燈電路 118
5.7.3 延時電路 119
本章小結 120
習題五 121
第6章 相量法 125
6.1 正弦量 125
6.2 復數和復指數函數 128
6.3 相量法的基礎 132
6.4 電路定律和電路元件的相量形式 135
6.5 應用實例：電容分壓的可調照明電路 138
本章小結 139
習題六 140
第7章 正弦穩態電路的分析 141
7.1 阻抗和導納 141
7.2 正弦穩態電路的相量法求解 147
7.3 正弦穩態電路的功率 155
7.4 功率因數的提高 161
7.5 最大功率傳輸 163
7.6 正弦穩態網絡函數 165
7.7 RLC電路的諧振 168
7.7.1 RLC串聯諧振電路 168
7.7.2 RLC并聯諧振電路 172
7.8 非正弦周期電流電路的分析 173
7.9 應用實例：無線電接收機的調諧電路 176
本章小結 177
習題七 178
第8章 三相電路 184
8.1 三相電路的基本概念 184
8.2 對稱三相電路的分析 189
8.3 不對稱三相電路的分析 193
8.4 三相電路的功率 196
8.5 應用實例：電力系統簡介 198
本章小結 199
習題八 200
第9章 含有耦合電感的電路 203
9.1 耦合電感 203
9.2 含有耦合電感電路的計算 207
9.3 空心變壓器 212
9.4 理想變壓器 214
9.5 應用實例：反激變換器 216
本章小結 218
習題九 218
第10章 鐵心變壓器 221
10.1 基本電磁定律 221
10.2 磁路的歐姆定律 223
10.3 鐵心變壓器 224
10.3.1 單相變壓器 225
10.3.2 三相變壓器 230
10.3.3 變壓器的額定值 231
10.3.4 變壓器的電壓調整特性 232
10.3.5 自耦變壓器 232
10.4 應用實例：牽引變壓器 233
本章小結 234
習題十 235
第11章 三相異步電動機 236
11.1 三相異步電動機的結構 236
11.2 三相異步電動機的主要技術數據 239
11.3 三相異步電動機的基本工作原理 242
11.4 三相異步電動機的基本方程式和等效電路 245
11.5 三相異步電動機的功率平衡及轉矩平衡方程 247
11.6 三相異步電動機的機械特性 250
11.7 三相異步電動機的起動 256
11.8 三相異步電動機的調速 260
11.9 三相異步電動機的制動 262
11.10 應用實例 265
11.10.1 變頻空調、變頻洗衣機和變頻電冰箱 265
11.10.2 三相異步牽引電動機 266
本章小結 267
習題十一 268
第12章 繼電接觸器控制系統 269
12.1 常用低壓電器 269
12.2 電氣原理圖的繪制原則 276
12.3 三相異步電動機基本控制電路 277
12.3.1 點動控制 278
12.3.2 直接起停控制 278
12.3.3 兩地控制 279
12.3.4 正反轉控制 280
12.3.5 順序控制 281
12.3.6 行程控制 282
12.3.7 時間控制 284
12.4 應用實例：加熱爐自動送料控制電路 285
本章小結 287
習題十二 287
第13章 MATLAB在電路與電機分析中的應用 289
13.1 MATLAB簡介 289
13.1.1 MATLAB的操作界面 289
13.1.2 MATLAB的圖形處理功能 293
13.1.3 MATLAB語言要點 295
13.1.4 仿真工具Simulink 301
13.1.5 電力系統仿真工具箱 305
13.2 MATLAB在電路分析中的應用 308
13.3 MATLAB在電機分析中的應用 314
本章小結 317
習題十三 317
部分習題答案 318
參考文獻 325

1. 電工電子技術實驗指導書 [主編 李翠英 聶玲 魏 鋼 羅]
2. 電工電子技術 [主編 吳培剛 許弟建]
3. 電工與電子技術（第二版） [主編 王梅 唐翠微]
4. 電工電子技術實訓指導書 [主編 陳亮]
5. 電工普訓 [主編 賀小艷 王璇]
6. 電工技術基礎 （第二版） [主編 李中發 鄒津海]
7. 《電工技術》開放式精品示范課堂設計 [羅瑞瓊 宋學瑞 朱利香 劉子建]
8. 電工電子技術實驗與實訓（第二版） [主編 任萬強]
9. 電工技術（第二版） [李中發 羅瑞瓊]
10. 電工與電子技術 [主編 李燕]
11. 電工技術 [李中發 主 編]
12. 電工學電工技術（第七版•上冊）同步輔導及習題全解 [主編 陳勇 孟祥曦]
13. 電工技術學習指導與習題解答 [李中發 主編]
14. 電工技術基礎 [李中發 主編]
15. 電工技術 [范次猛 編著]