电气工程师手册（专业基础篇）

1.内容包含注册工程师执业资格专业基础考试要求的全部内容

2.典型例题讲解，帮助理解重点难点

3.历年考点详细解析，为考生提供复习指导与解题技巧

 

本书依据全国勘察设计注册工程师管理委员会颁布的《注册电气工程师执业资格专业基础考试大纲》编写而成，内容涵盖了注册电气工程师（供配电、发输变电专业）执业资格考试要求的全部内容。全书共分为四章，内容包括：电路与电磁场、模拟电子技术、数字电子技术和电气工程基础。全书内容紧扣考试大纲范围，叙述条理分明，概念清晰，为电气工程师夯实专业基础量身打造；详细解析（供配电、发输变电专业）注册电气工程师历年考点，给考生提供复习指导与解题技巧，为考生考试保驾护航。本书也可作为高等院校电气工程、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动等相关专业师生的教学参考书。

第1章  电路与电磁场001

1.1电路的基本概念和基本定律/002

1.1.1电路元件/002

1.1.2电流和电压的参考方向/008

1.1.3基尔霍夫定律/011

1.1.4历届真题解析/015

1.2电路分析方法/024

1.2.1电路等效变换方法/024

1.2.2节点电压法/041

1.2.3网孔（回路）电流法/044

1.2.4常用电路定理/047

1.2.5历届真题解析/053

1.3正弦交流电路/062

1.3.1正弦量的三要素和有效值/062

1.3.2基尔霍夫定律的相量形式/065

1.3.3正弦交流电路分析/072

1.3.4正弦交流电路的功率/081

1.3.5（谐振电路）频率特性/085

1.3.6三相交流电路基础/097

1.3.7对称三相电路分析/100

1.3.8不对称三相电路分析/102

1.3.9历届真题解析/104

1.4非正弦周期电流电路/132

1.4.1非正弦周期量的傅里叶级数分解/133

1.4.2非正弦周期量的有效值与平均值/137

1.4.3非正弦周期电流电路的分析方法/140

1.4.4历届真题解析/143

1.5简单动态电路的时域分析/146

1.5.1换路定则及电压与电流初始值/146

1.5.2一阶电路分析的基本方法/149

1.5.3二阶电路分析的基本方法/155

1.5.4历届真题解析/156

1.6静电场/166

1.6.1电场强度与电位/166

1.6.2高斯定律/169

1.6.3静电场边值问题的镜像法和电轴法/170

1.6.4电场力及其计算/177

1.6.5电容和部分电容及其计算/179

1.6.6历届真题解析/182

1.7恒定电场/185

1.7.1恒定电场的几个基本概念/185

1.7.2恒定电场的基本定律与方程/187

1.7.3电导和接地电阻/191

1.7.4历届真题解析/192

1.8恒定磁场/193

1.8.1磁感应强度/193

1.8.2恒定磁场的基本方程及边界条件/194

1.8.3电感（自感和互感）及其计算/199

1.8.4磁场能量和磁场力的计算/201

1.8.5历届真题解析/204

1.9均匀传输线/205

1.9.1均匀传输线的基本方程与正弦稳态分析/205

1.9.2均匀传输线的特性阻抗与阻抗匹配/210

1.9.3历届真题解析/212

第2章  模拟电子技术基础215

2.1半导体及二极管/216

2.1.1半导体基础/216

2.1.2PN结的形成及其特性/218

2.1.3二极管/222

2.1.4三极管/225

2.1.5历届真题解析/231

2.2放大电路基础/233

2.2.1基本放大电路/233

2.2.2放大电路的基本分析方法/235

2.2.3放大电路的主要技术指标/241

2.2.4反馈的基本概念及反馈电路的分析/242

2.2.5负反馈对放大电路性能的影响/247

2.2.6自激的原因及其消除方法/250

2.2.7历届真题解析/250

2.3线性集成运算放大器和运算电路/256

2.3.1差动放大电路/256

2.3.2集成运放的特点与组成/262

2.3.3多级放大电路/264

2.3.4基本运放电路/266

2.3.5对数与指数运算电路/273

2.3.6乘法器的应用/275

2.3.7历届真题解析/278

2.4信号处理电路/283

2.4.1有源滤波器/283

2.4.2电压比较器/294

2.4.3采样保持电路/299

2.4.4历届真题解析/301

2.5信号发生电路/302

2.5.1正弦波振荡电路/302

2.5.2非正弦波发生电路/308

2.5.3压控振荡器/313

2.5.4历届真题解析/315

2.6功率放大电路/317

2.6.1互补推挽功率放大电路/317

2.6.2集成功率放大电路/322

2.6.3功放管的散热问题/323

2.6.4历届真题解析/325

2.7直流稳压电源/326

2.7.1整流滤波电路/326

2.7.2串联型稳压电路/330

2.7.3三端集成稳压器/332

2.7.4历届真题解析/334

第3章  数字电子技术基础336

3.1数字电路基础知识/337

3.1.1数字电路的基本概念/337

3.1.2数制和码制/337

3.1.3半导体器件的开关特性/341

3.1.4三种基本逻辑关系及其表达方式/343

3.1.5历届真题解析/345

3.2集成逻辑门电路/345

3.2.1TTL集成逻辑门电路/345

3.2.2MOS集成逻辑门电路/349

3.2.3历届真题解析/351

3.3逻辑代数及逻辑函数化简/351

3.3.1逻辑代数的复合运算/351

3.3.2逻辑代数的基本公式和定理/352

3.3.3逻辑函数的建立和表达方法/354

3.3.4逻辑函数的标准表达形式/356

3.3.5逻辑函数的代数化简法/359

3.3.6逻辑函数的卡诺图化简法/359

3.3.7历届真题解析/365

3.4集成组合逻辑电路/370

3.4.1组合逻辑电路输入输出的特点/370

3.4.2组合逻辑电路的分析与设计/370

3.4.3组合逻辑模块及其应用/372

3.4.4历届真题解析/398

3.5触发器/402

3.5.1触发器工作原理/402

3.5.2触发器时钟脉冲的触发方式/408

3.5.3触发器逻辑功能的转换/409

3.5.4CMOS触发器/410

3.5.5历届真题解析/411

3.6时序逻辑电路/411

3.6.1时序逻辑电路简介/411

3.6.2时序逻辑电路分析/412

3.6.3计数器/414

3.6.4寄存器/422

3.6.5历届真题解析/428

3.7脉冲波形的产生/432

3.7.1多谐振荡器/432

3.7.2单稳态触发器/434

3.7.3施密特触发器/436

3.7.4历届真题解析/437

3.8数模（D/A）和模数（A/D）转换/438

3.8.1数模转换器（D/A转换器）/439

3.8.2模数转换器（A/D转换器）/442

3.8.3历届真题解析/446

第4章  电气工程基础449

4.1电力系统基本知识/451

4.1.1电力系统运行特点和基本要求/451

4.1.2电能质量的各项指标/452

4.1.3电力系统中各种接线方式及其特点/454

4.1.4我国电力系统的额定电压/455

4.1.5电力系统中性点运行方式/456

4.1.6历届真题解析/460

4.2电力线路和变压器的参数与等值电路/463

4.2.1输电线路的参数计算及其等值电路/463

4.2.2变压器的等值电路及其参数计算/470

4.2.3电网等效电路中有名值和标幺值参数的计算/473

4.2.4历届真题解析/479

4.3简单电网的潮流计算/482

4.3.1电压降落、电压损耗和功率损耗/482

4.3.2潮流简单计算方法/487

4.3.3输电线路中功率流向与电压相角和幅值的关系/496

4.3.4输电线路的空载与负荷运行特性/497

4.3.5历届真题解析/498

4.4无功功率平衡和电压调整/505

4.4.1无功功率平衡的基本概念与要求/505

4.4.2系统中各类无功电源的调节特性/506

4.4.3电力系统主要调压措施/508

4.4.4历届真题解析/512

4.5短路电流计算/519

4.5.1实用短路电流计算的近似条件/519

4.5.2简单系统三相短路电流的实用计算方法/520

4.5.3短路容量的概念/524

4.5.4冲击电流、有效值电流的定义和关系/524

4.5.5同步发电机、变压器以及输电线的正、负、零序等值电路/526

4.5.6简单电网的正、负、零序网络的制定方法/530

4.5.7不对称短路的故障边界条件和相应的复合序网/531

4.5.8不对称短路的电流与电压计算/536

4.5.9正、负、零序电流与电压经过Yd11变压器后的相位变化/537

4.5.10历届真题解析/538

4.6变压器/557

4.6.1变压器的主要类型/557

4.6.2变压器的基本结构/557

4.6.3变压器的工作原理/560

4.6.4变压器的电气参数/561

4.6.5变压器的连接方式/562

4.6.6变压器的并联运行/564

4.6.7变压器的选择/565

4.6.8历届真题解析/567

4.7感应电动机/570

4.7.1三相感应电动机的基本结构/571

4.7.2三相感应电机的工作原理与运行状态/572

4.7.3感应电动机的电压、功率与转矩方程/574

4.7.4感应电动机的工作特性/582

4.7.5感应电动机的启动特性/584

4.7.6感应电动机常用的启动方法/584

4.7.7感应电动机常用的调速方法/586

4.7.8转子电阻对感应电动机转动性能的影响/591

4.7.9电机的发热、绝缘与冷却/594

4.7.10感应电动机的拖动形式及其特点/596

4.7.11感应电动机的运行维护/597

4.7.12历届真题解析/598

4.8同步发电机/603

4.8.1同步发电机的额定值/603

4.8.2同步发电机的空载运行/604

4.8.3同步发电机对称负载时的电枢反应/607

4.8.4同步发电机的运行特性/611

4.8.5同步发电机并入电网的条件和方法/621

4.8.6同步发电机的功角特性/625

4.8.7同步发电机的绝缘系统、温升要求和冷却方式/628

4.8.8同步发电机的励磁系统/629

4.8.9同步发电机的运行维护/633

4.8.10历届真题解析/634

4.9过电压及绝缘配合/637

4.9.1电力系统过电压的种类/637

4.9.2雷电过电压特性/638

4.9.3接地与接地电阻、接触电压和跨步电压/638

4.9.4电涌保护器/640

4.9.5避雷针、避雷线的保护范围/642

4.9.6历届真题解析/648

4.10高压断路器/652

4.10.1开关电器常用的熄弧方法/652

4.10.2高压断路器的作用、功能与分类/655

4.10.3高压断路器的主要性能与参数/658

4.10.4高压断路器的运行维护/659

4.10.5历届真题解析/662

4.11互感器/663

4.11.1电流互感器/663

4.11.2电压互感器/666

4.11.3历届真题解析/669

4.12直流电机/671

4.12.1直流电机的分类/671

4.12.2直流电机的励磁方式/672

4.12.3直流电动机和直流发电机的工作原理/673

4.12.4并励直流发电机建立稳定电压的条件/674

4.12.5直流电动机的运行特性/675

4.12.6直流电动机稳定运行条件/679

4.12.7直流电动机的启动、调速及制动方法/680

4.12.8历届真题解析/683

4.13电气主接线/686

4.13.1电气主接线的基本要求/686

4.13.2电气主接线的主要形式/687

4.13.3各种主接线中主要电气设备的作用和配置原则/695

4.13.4各种电压等级电气主接线限制短路电流的方法/696

4.13.5历届真题解析/698

4.14电气设备选择/700

4.14.1电气设备的选择与校验/700

4.14.2硬母线的选择与校验/702

4.14.3历届真题解析/707

参考文献709

为了适应社会主义市场经济体制，使工程设计管理体制和人事制度体制尽快与国际接轨并加强对勘察设计行业的管理，保证工程质量，维护社会公共利益和人民生命财产安全，规范设计市场，2001年1月，人事部、建设部以人发[2001]5号文正式出台了《勘察设计行业注册工程师制度》总体框架及实施规划，全面启动了我国注册工程师制度，电气工程师也列入其中。随着职业资格考试制度的健康发展、不断规范与完善，注册电气工程师执业资格考试已成为社会关注、行业重视、个人迫切需求的人才选拔制度之一。为了帮助电气设计工作者全面、系统掌握全国注册电气工程师执业资格考试专业基础考试大纲，提高复习效率，编者在参考相关文献的基础上特编写出版《电气工程师手册（专业基础篇）》。

本书依据全国勘察设计注册工程师管理委员会颁布的《注册电气工程师执业资格专业基础考试大纲》编写而成，内容涵盖了注册电气工程师（供配电、发输变电专业）执业资格考试要求的全部内容。全书共分为四章，内容包括：电路与电磁场、模拟电子技术基础、数字电子技术基础和电气工程基础。电路与电磁场包括电路的基本概念和基本定律、电路分析方法、正弦交流电路、非正弦周期电流电路、简单动态电路的时域分析、静电场、恒定电场、恒定磁场以及均匀传输线等内容；模拟电子技术基础包括半导体及二极管、放大电路基础、线性集成运算放大器和运算电路、信号处理电路、信号发生电路、功率放大电路以及直流稳压电源等内容；数字电子技术基础包括数字电路基础知识、集成逻辑门电路、逻辑代数及逻辑函数化简、集成组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生以及数模（D/A）和模数（A/D）转换等内容；电气工程基础包括电力系统基本知识、电力线路和变压器的参数与等值电路、简单电网的潮流计算、无功功率平衡和电压调整、短路电流计算、变压器、感应电动机、同步电机、过电压及绝缘配合、高压断路器、互感器、直流电机、电气主接线以及电气设备选择等内容。

本书由杨贵恒、陈绍荣、龚利红、严健、潘小兵、张伟、甘剑锋、强生泽、张颖超、曹均灿、贺明智、向成宣、阮喻、张瑞伟、文武松、聂金铜、金丽萍、王裕文、刘凡、赵英和杨翱等共同编写，后由杨贵恒统稿。

全书内容紧扣考试大纲范围，叙述条理分明，概念清晰，为电气工程师夯实专业基础量身打造；详细解析注册电气工程师（供配电、发输变电专业）历年考点，给考生提供复习指导与解题技巧，为考生考试保驾护航。本书也可作为高等院校电气工程、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动等相关专业师生的教学参考书，还可供相关专业技术人员用于提高专业基础理论水平。

由于编者学识所限，加之编写时间仓促，书中难免存在不妥之处，恳请广大读者提出宝贵意见和建议，邮箱[email protected]或[email protected]。

编者