本书共 8 章,主要包括电路的基本知识、直流电路的分析方法、正弦交流电路、一阶线性电路的
过渡过程、非正弦周期电流电路、磁路和变压器、交流电动机及继电器-接触器控制电路和安全用
电常识。
全书根据课程的特点,将实验与技能训练的内容放在相应知识点后面,以便实践环节使用。 突
出了理论与实践的结合,使学生掌握必要的基本理论知识,并使学生的实践能力、职业技能、分析问
题和解决问题的能力不断提高。
本书从应用者角度介绍内容,内容体系较新颖,内容先进,概念清楚,行文流畅,注重实际应用。
本书适合作为高职高专院校、成人高校电气类、机电类、电子信息类专业的教材,也可供工程技
术人员参考。

本书兼顾目前高职高专院校学生的基础,本着“淡化理论,拓展知识,培养技能,重在应用”的
原则编写。
教材内容充分体现实用性和技术的先进性,基本概念清楚,分析准确,减少数理论证,坚持理
论够用为度,注重于实际应用。 本书在内容叙述上力求做到深入浅出,通俗易懂,突出理论与实践
相结合的特点,将技能训练的内容放在相应知识点的后面。 每节内容后面都设置了针对本节知识
点的思考题,每章后面都有小结和习题(习题答案等资源可登录 http: / / www. tdpress. com / 51eds / 查
看),便于学生巩固基本的理论知识,不断提高实践能力、职业技能、分析问题和解决问题的能力。
本书内容包括电路的基本知识、直流电路的分析方法、正弦交流电路、一阶线性电路的过渡过
程、非正弦周期电流电路、磁路和变压器、交流电动机及继电器-接触器控制电路和安全用电常识。
本书内容凝聚了作者多年来对高职高专教学实践研究和教学改革的经验和体会,理论和实践
内容各有侧重又互相联系,使得对学生能力的培养贯穿于整个教学过程,可操作性和适用性较强。
本书总学时约 70 学时。 本书适合作为高职高专院校、成人高校的电气类、机电类、电子信息
类专业的教材,也可供工程技术人员参考。
本书由徐州工业职业技术学院张明金、江苏安全技术职业学院侯春任主编,江苏安全技术职
业学院张旭涛、扬州工业职业技术学院范爱华任副主编。 其中,第 1、2、5、8 章由张明金编写,第 3、
4 章由侯春编写,第 6 章由范爱华编写,第 7 章由张旭涛编写,全书由张明金统稿。
本书由徐州工业职业技术学院肖亚杰主审,他对全部书稿进行了认真、仔细的审阅,提出了诸
多宝贵的修改意见,在此表示衷心的感谢。
本书编写过程中,得到了作者所在学校各级领导和同事的大力支持与帮助,在此表示衷心的
感谢! 同时对书后所列参考文献的各位作者表示深深的感谢!
由于编者水平所限,书中不妥之处在所难免,在取材新颖和实用性等方面可能会有不足,敬请
各位读者提出宝贵意见。
编 者
2021 年 1 月

第 1 章 电路的基本知识…………………………………………………………………………… 1
1. 1 电路模型和电路中的物理量……………………………………………………………… 1
1. 1. 1 电路和电路的模型 ……………………………………………………………… 1
1. 1. 2 电路中的物理量 ………………………………………………………………… 3
【实验与技能训练】———电路的简单测试 ……………………………………………… 7
1. 2 电路的基本元件…………………………………………………………………………… 7
1. 2. 1 电阻元件 ………………………………………………………………………… 8
1. 2. 2 电感元件 ……………………………………………………………………… 13
1. 2. 3 电容元件 ……………………………………………………………………… 16
1. 2. 4 电源元件 ……………………………………………………………………… 21
【实验与技能训练】———电路基本元件的检测 ………………………………………… 24
1. 3 基尔霍夫定律 …………………………………………………………………………… 26
1. 3. 1 电路中的常用术语 …………………………………………………………… 27
1. 3. 2 基尔霍夫第一定律 …………………………………………………………… 27
1. 3. 3 基尔霍夫第二定律 …………………………………………………………… 28
【实验与技能训练】———基尔霍夫定律的验证 ………………………………………… 30
1. 4 电路的三种状态及电气设备的额定值 ………………………………………………… 30
1. 4. 1 电路的三种状态 ……………………………………………………………… 31
1. 4. 2 电气设备的额定值 …………………………………………………………… 32
【实验与技能训练】———电路的工作状态测试 ………………………………………… 33
小结 …………………………………………………………………………………………… 34
习题 …………………………………………………………………………………………… 35
第 2 章 直流电路的分析方法 …………………………………………………………………… 39
2. 1 电路分析的基本概念及等效变换的条件 ……………………………………………… 39
2. 2 电阻的连接及等效变换 ………………………………………………………………… 40
2. 2. 1 电阻的串并联及其等效变换 ………………………………………………… 40
2. 2. 2 电阻的星形连接、三角形连接及其等效变换 ………………………………… 44
2. 3 电压源与电流源模型的等效变换 ……………………………………………………… 49
2. 3. 1 等效变换的条件 ……………………………………………………………… 49
2. 3. 2 电源等效化简和变换时的注意事项 ………………………………………… 50
【实验与技能训练】———电压源与电流源等效变换的验证 …………………………… 52
2. 4 支路电流法及应用 ……………………………………………………………………… 53
【实验与技能训练】———支路电流法的测试 …………………………………………… 55
2. 5 节点电压法及应用 ……………………………………………………………………… 56
Ⅱ
2. 5. 1 节点电压法 …………………………………………………………………… 56
2. 5. 2 弥尔曼定理及应用 …………………………………………………………… 57
2. 6 叠加原理 ………………………………………………………………………………… 59
2. 6. 1 叠加原理的内容 ……………………………………………………………… 59
2. 6. 2 用叠加原理求解电路的步骤 ………………………………………………… 60
【实验与技能训练】———叠加原理的验证 ……………………………………………… 62
2. 7 戴维南定理 ……………………………………………………………………………… 63
2. 7. 1 戴维南定理的内容 …………………………………………………………… 63
2. 7. 2 用戴维南定理求解电路的步骤 ……………………………………………… 64
【实验与技能训练】———戴维南定理的验证 …………………………………………… 65
小结 …………………………………………………………………………………………… 66
习题 …………………………………………………………………………………………… 67
第 3 章 正弦交流电路 …………………………………………………………………………… 73
3. 1 正弦交流电路的基本知识 ……………………………………………………………… 74
3. 1. 1 交流电概述 …………………………………………………………………… 74
3. 1. 2 正弦交流电的三要素 ………………………………………………………… 74
3. 1. 3 正弦交流电量的相量表示 …………………………………………………… 77
【实验与技能训练】———正弦交流电路的简单测试 …………………………………… 80
3. 2 单一参数的正弦交流电路 ……………………………………………………………… 81
3. 2. 1 电阻元件的正弦交流电路 …………………………………………………… 82
3. 2. 2 电感元件的正弦交流电路 …………………………………………………… 83
3. 2. 3 电容元件的正弦交流电路 …………………………………………………… 85
【实验与技能训练】———单一参数正弦交流电路的测试 ……………………………… 86
3. 3 RLC 串联正弦交流电路 ………………………………………………………………… 89
3. 3. 1 RLC 串联正弦交流电路的分析 ……………………………………………… 89
3. 3. 2 串联谐振电路 ………………………………………………………………… 94
【实验与技能训练】———RLC 串联正弦交流电路的测试 ……………………………… 97
3. 4 感性负载与电容器并联正弦交流电路 ………………………………………………… 98
3. 4. 1 感性负载与电容器并联正弦交流电路的分析 ……………………………… 98
3. 4. 2 电路功率因数的提高 ………………………………………………………… 100
【实验与技能训练】———荧光灯电路的连接与测试 ………………………………… 103
3. 5 复杂正弦交流电路的分析……………………………………………………………… 104
3. 6 三相正弦交流电路……………………………………………………………………… 106
3. 6. 1 三相对称电动势的产生及三相电源的连接 ………………………………… 106
3. 6. 2 三相负载的连接与测试 ……………………………………………………… 109
【实验与技能训练】———三相正弦交流电路的连接与测试 ………………………… 117
小结 …………………………………………………………………………………………… 118
习题 …………………………………………………………………………………………… 120
第 4 章 一阶线性电路的过渡过程 …………………………………………………………… 128
4. 1 电路过渡过程的基本知识……………………………………………………………… 128
Ⅲ
4. 1. 1 电路过渡过程的概念 ………………………………………………………… 128
4. 1. 2 换路定律和初始值的计算 …………………………………………………… 129
4. 2 一阶线性电路的过渡过程分析………………………………………………………… 133
4. 2. 1 一阶线性电路的零状态响应 ………………………………………………… 133
4. 2. 2 一阶线性电路的零输入响应 ………………………………………………… 138
4. 2. 3 一阶线性电路的全响应 ……………………………………………………… 140
【实验与技能训练】———电容器充电、放电过程的测试 ……………………………… 143
小结 …………………………………………………………………………………………… 145
习题 …………………………………………………………………………………………… 145
第 5 章 非正弦周期电流电路 ………………………………………………………………… 150
5. 1 非正弦周期电流电路的基本知识……………………………………………………… 150
5. 1. 1 非正弦周期电量的产生及分解 ……………………………………………… 150
5. 1. 2 非正弦周期电流电路中的有效值、平均值和功率 ………………………… 153
【实验与技能训练】———非正弦周期电流电路的测试 ……………………………… 156
5. 2 非正弦周期电流电路的分析计算……………………………………………………… 158
小结 …………………………………………………………………………………………… 161
习题 …………………………………………………………………………………………… 161
第 6 章 磁路和变压器 ………………………………………………………………………… 165
6. 1 磁 路………………………………………………………………………………… 165
6. 1. 1 磁路的基本知识 ……………………………………………………………… 166
6. 1. 2 互感与互感电压 ……………………………………………………………… 172
6. 1. 3 互感线圈的同极性端 ………………………………………………………… 174
6. 1. 4 互感线圈的连接 ……………………………………………………………… 175
【实验与技能训练】———互感线圈的连接与测试 …………………………………… 177
6. 2 变压器…………………………………………………………………………………… 178
6. 2. 1 单相变压器 …………………………………………………………………… 178
6. 2. 2 三相变压器 …………………………………………………………………… 183
6. 2. 3 其他用途变压器 ……………………………………………………………… 184
【实验与技能训练】———小型变压器的测试 ………………………………………… 187
小结 …………………………………………………………………………………………… 188
习题 …………………………………………………………………………………………… 188
第 7 章 交流电动机及继电器-接触器控制电路……………………………………………… 193
7. 1 三相异步电动机的工作原理及机械特性……………………………………………… 193
7. 1. 1 三相异步电动机的结构 ……………………………………………………… 194
7. 1. 2 三相异步电动机的转动原理及额定值 ……………………………………… 196
7. 1. 3 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 …………………………………… 200
【实验与技能训练】———三相异步电动机的使用 …………………………………… 203
7. 2 三相异步电动机的起动、反转、调速与制动…………………………………………… 204
7. 2. 1 三相异步电动机的起动与反转 ……………………………………………… 204
7. 2. 2 三相异步电动机的调速 ……………………………………………………… 208
Ⅳ
7. 2. 3 三相异步电动机的制动 ……………………………………………………… 209
【实验与技能训练】———三相异步电动机的控制 …………………………………… 210
7. 3 常用低压电器…………………………………………………………………………… 212
7. 3. 1 常用低压电器分类 …………………………………………………………… 212
7. 3. 2 开关类低压电器 ……………………………………………………………… 213
7. 3. 3 主令电器 ……………………………………………………………………… 215
7. 3. 4 保护电器 ……………………………………………………………………… 216
7. 3. 5 交流接触器 …………………………………………………………………… 218
7. 3. 6 继电器 ………………………………………………………………………… 219
【实验与技能训练】———常用低压电器的检测 ……………………………………… 221
7. 4 三相异步电动机的基本电气控制线路………………………………………………… 223
7. 4. 1 三相异步电动机单向直接起动控制线路 …………………………………… 223
7. 4. 2 三相异步电动机正、反转控制线路 ………………………………………… 228
7. 4. 3 三相异步电动机 -△换接降压起动控制线路 ……………………………… 231
【实验与技能训练】———三相异步电动机基本电气控制线路的安装与调试 ……… 232
7. 5 单相异步电动机………………………………………………………………………… 234
7. 5. 1 单相异步电动机的结构与工作原理 ………………………………………… 235
7. 5. 2 单相异步电动机的起动、反转和调速 ……………………………………… 236
小结 …………………………………………………………………………………………… 241
习题 …………………………………………………………………………………………… 242
第 8 章 安全用电常识 ………………………………………………………………………… 248
8. 1 人体触电的基本知识…………………………………………………………………… 248
8. 1. 1 人体触电的种类和方式 ……………………………………………………… 249
8. 1. 2 电流伤害人体的主要因素 …………………………………………………… 250
8. 2 触电的原因及预防措施………………………………………………………………… 251
8. 2. 1 触电的原因及触电事故的规律 ……………………………………………… 251
8. 2. 2 预防触电的措施 ……………………………………………………………… 252
8. 3 触电急救………………………………………………………………………………… 255
【实验与技能训练】———常用触电急救方法的观察与操作训练 …………………… 258
8. 4 电气防火、防爆及防雷电 ……………………………………………………………… 259
8. 4. 1 电气防火和防爆 ……………………………………………………………… 259
8. 4. 2 防雷电 ………………………………………………………………………… 261
【实验与技能训练】———使用灭火器灭火演练 ……………………………………… 262
8. 5 电工安全技术操作规程………………………………………………………………… 263
8. 5. 1 电工安全工作的基本要求 …………………………………………………… 263
8. 5. 2 电气设备上工作的安全技术措施 …………………………………………… 264
8. 5. 3 电气设备安全运行措施 ……………………………………………………… 264
小结 …………………………………………………………………………………………… 265
习题 …………………………………………………………………………………………… 265
参考文献 …………………………………………………………………………………………… 267

张明金，男，徐州工业职业技术学院副教授。1、1985年6月毕业于中国矿业大学电气自动化专业（本科，工学学士位） 2、1985年7月至今：徐州工业职业技术学院(原徐州化工学校升格)任教 3、从1985年至今一直在学校担任：电工电子技术、模拟电子技术、数字电子技术、电工技术、电机与电气控制技术、PLC应用技术的教学与指实验实训、电气自动化专业综合实践指导工作。近几年发表教学及科技论文近20余篇，主编出版教材8部。院级科研课题4项，教改课题2项，精品课程一门。多次获得院级教学质量优秀奖和教学成果奖。每年暑期下厂锻炼，经常参加各协会及相关部门的教学研讨会。,侯春：1981年1月生，硕士研究生，副教授，毕业于中国矿业大学电力系统及其自动化专业。现任江苏安全技术职业学院电气工程学院教学副院长。主要担任电工与电子技术、电气控制技术及供配电技术等课程的教学。参与完成教育部教指委的安全生产监测监控专业教学标准制定，发表科技及教学论文10余篇，编写教材2部，院级科研课题5项，省级课题2项。多次获得校级、市级技能竞赛奖。

本书适合作为高职高专院校、成人高校电气类、机电类、电子信息类专业的教材,也可供工程技
术人员参考。