实用电路分析与测试（第2版）

本书反映了电路课程教学模式的实质性的突破，采用真正的理论与实践相融合的教学方法，降低了学习难度，提高了教学效率。本书第1版出版后令读者耳目一新，已受到广大师生的喜爱和课程专家的赞誉，被评为北京市高等教育精品教材、中国电子教育学会优秀教材一等奖等。为反映行业技术变化和课程改革新成果，对本书原有内容进行修订与完善。全书安排7个教学项目，涵盖电路基础课程所有内容：简单直流电路的分析与测试、复杂直流电路的分析与测试、动态电路的分析与测试、正弦交流电路的分析与测试、串并联电路分析与功率问题探究、滤波与谐振电路的分析与测试、三相交流电路的分析与测试。在教学项目中还包含相应的产品试制任务，强化了职业能力培养，是目前电路课程教学*特色的教材。 本书为高等职业本专科院校电子信息类、通信类、电气类、机电类、控制类等专业的教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校及培训班的教材，以及电子工程技术人员的案头参考书。 本书配有免费的电子教学课件和练习题参考答案，详见前言。

王慧玲 副教授，毕业于电子科技大学，在北京信息职业技术学院电子工程系从事多年的教学与研究工作，曾任电工教研室、电路与通信教研室主任等，主要讲授电路基础、电工学与工业电子学、数字电路等课程，具有多项科研成果，已出版著作和教材约20本

项目1 简单直流电路的分析与测试 （1）
1.1 电路 （2）
1.1.1 电路的组成与作用 （2）
1.1.2 电路模型与电路图 （3）
1.1.3 电流、电压和功率 （4）
1.1.4 电路的三种状态 （9）
1.1.5 电压源和电流源 （10）
1.2 发光二极管与欧姆定律 （11）
1.2.1 发光二极管的特性与测试 （11）
实践探究1　LED的电压电流测试 （13）
1.2.2 欧姆定律 （15）
实践探究2 欧姆定律实验 （15）
1.3 电阻器的类别与选用 （17）
1.3.1 电阻的类别与主要参数 （17）
1.3.2 电阻的识别和选用 （19）
1.4 电阻的连接 （21）
1.4.1 电阻的串联、特点及应用 （21）
实践探究3　电阻串联测试 （22）
1.4.2 电阻的并联、特点及应用 （23）
实践探究4　电阻并联测试 （24）
1.4.3 电阻的混联及计算 （26）
任务1 简单功能的LED手电筒的试制 （27）
测试与练习题1 （29）

项目2 复杂直流电路的分析与测试 （35）
2.1 基尔霍夫定律 （36）
实践探究5 基尔霍夫定律实验 （36）
2.1.1　基尔霍夫电流定律 （37）
2.1.2　基尔霍夫电压定律 （38）
2.1.3 支路电流法 （39）
2.2 电源等效变换 （41）
2.2.1 理想电源的连接与等效 （41）
2.2.2 实际电源模型的等效变换 （42）
2.3 叠加定理 （44）
实践探究6 叠加定理实验 （44）
2.4 等效电源定理 （48）
2.4.1 戴维南定理 （49）
2.4.2 诺顿定理 （51）
2.5 功率传输定理 （53）
2.6　直流电路的分析与计算 （54）
2.6.1 电位的分析与计算 （54）
2.6.2 弥尔曼定理 （55）
*2.6.3 含受控源电路的分析 （57）
测试与练习题2 （60）

项目3 动态电路的分析与测试 （65）
3.1 电容器的类别与选用 （66）
3.1.1 电容的类别与主要参数 （66）
3.1.2　电容的识别和选用 （67）
3.2 电容延时电路的分析与测试 （69）
3.2.1 电容的结构与特性 （69）
实践探究7　电容的储能特性测试 （70）
3.2.2 电容的充电与放电 （71）
实践探究8　电容延时电路测试 （71）
3.2.3 时间常数 （73）
实践探究9　元件参数对电容充放电过程的影响 （73）
3.3 电容的连接 （75）
3.3.1 电容的串联 （75）
实践探究10　电容串联测试 （75）
3.3.2 电容的并联 （76）
实践探究11　电容并联测试 （76）
3.3.3 电容的混联 （77）
3.4 电感器的类别与选用 （78）
3.4.1 电感的类别与主要参数 （78）
3.4.2　电感器的识别和选用 （79）
3.5 电感延时电路的分析与测试 （82）
3.5.1 电感的概念与特性 （82）
实践探究12　电感的储能特性测试 （83）
3.5.2 电感的续流特性 （84）
实践探究13　电感续流电路测试 （84）
3.6 动态电路的分析方法 （86）
3.6.1 动态电路及换路定律 （86）
实践探究14　电路动态过程实验 （86）
3.6.2 一阶电路的响应及求解 （88）
实践探究15　RC电路的充电与放电 （88）
3.6.3 一阶电路的应用 （93）
任务2 具有延时功能的LED手电筒的试制 （94）
测试与练习题3 （97）

项目4 正弦交流电路的分析与测试 （102）
4.1 交流电的概念、特征及表示法 （103）
4.1.1 正弦交流电的概念与主要参数 （103）
实践探究16 扬声器基本性能测试 （104）
实践探究17　不同初相位信号测试 （107）
4.1.2 正弦量的表示法 （109）
4.2 交流电路中的电阻、电容和电感 （112）
4.2.1 电阻元件的电压电流关系 （112）
实践探究18　电阻电路的电压、电流测试 （112）
4.2.2 电容元件的电压电流关系 （114）
实践探究19　电容电路的电压、电流测试 （114）
4.2.3 电感元件的电压电流关系 （118）
实践探究20　电感电路的电压、电流测试 （118）
4.3 互感与变压器 （121）
实践探究21　互感电路的测试 （121）
4.3.1 互感的概念与参数 （122）
4.3.2 变压器的工作原理与主要参数 （123）
实践探究22　变压器原理电路的测试 （123）
实践探究23　变压器电压比电路的测试 （124）
实践探究24　变压器电流比电路的测试 （125）
实践探究25　变压器空载电路的测试 （126）
测试与练习题4 （128）

项目5 串并联电路分析与功率问题探究 （133）
5.1 串并联电路的分析 （134）
5.1.1 RLC串联电路 （134）
5.1.2 并联电路分析 （138）
5.2 正弦交流电路的功率问题 （140）
5.2.1 正弦交流电路的功率 （140）
实践探究26　正弦交流电有功功率测试 （140）
实践探究27　正弦交流电无功功率测试 （142）
实践探究28　正弦交流电视在功率测试 （145）
5.2.2 功率因数的提高 （147）
实践探究29　交流电路功率因数测试 （148）
测试与练习题5 （150）

项目6 滤波与谐振电路的分析与测试 （154）
6.1 滤波电路的分析与测试 （155）
6.1.1 高通滤波器 （155）
实践探究30 RC串联高通滤波电路测试 （155）
实践探究31　RL高通滤波电路测试 （157）
6.1.2 低通滤波器 （158）
实践探究32　RL串联低通滤波电路测试 （158）
实践探究33　RC低通滤波电路测试 （160）
6.1.3 带通滤波器 （161）
实践探究34　带通滤波电路测试 （161）
6.2 谐振电路的分析与测试 （164）
6.2.1 串联谐振的概念与特点 （164）
实践探究35　串联谐振电路测试 （164）
6.2.2 并联谐振的概念与特点 （169）
*6.3 非正弦周期波的概念与分析 （171）
实践探究36　不同频率信号叠加测试 （174）
任务3 音箱二分频器的试制 （175）
任务4 音箱三分频器的试制 （177）
测试与练习题6 （180）

项目7 三相交流电路的分析与测试 （183）
7.1 安全用电 （184）
7.1.1 安全用电常识 （184）
7.1.2 触电现场的处理与急救 （186）
7.2 三相交流电路的分析与测试 （187）
7.2.1 对称三相电源的必要条件 （187）
7.2.2 三相电源的分析与测试 （188）
7.2.3 三相负载的分析与测试 （190）
实践探究37　三相负载的星形连接 （191）
实践探究38　三相负载的三角形连接 （194）
7.3 三相电路功率的分析与测试 （196）
实践探究39 三相电路有功功率测量 （199）
任务5 家庭配电线路的设计与安装 （199）
测试与练习题7 （206）
参考文献 （208）

根据*的高等职业教育教学改革精神，课程组对电路课程进行了深入的教学改革，并借鉴了国际职业教育的先进理念和成功经验，对教学内容的组织和重构，非常适合于高端技能型人才专业能力的培养，同时注重学生的社会能力、方法能力和职业综合能力的培养。本书突破了电路基础课程传统的教学模式，通过对所讲授的电路内容的分析与测试，使抽象的概念形象化，从而降低了课程理论学习的难度，并在电路测试的过程中提高了学生的实践操作能力，其教学组织显著地提升教学效率。
    本书第1版出版后令读者耳目一新，已受到广大师生的喜爱和课程专家的赞誉，被评为北京市高等教育精品教材、中国电子学会优秀教材一等奖等。为了反映行业技术变化和课程改革新成果，本书在保留第1版教材主要特点的基础上，对原有内容进行修订与完善。本课程的教学内容主线为：简单直流电路→复杂直流电路→动态电路→交流电路→特殊交流电路及实用电路等；教学项目载体为：简单功能的LED手电筒的试制、具有延时功能的LED手电筒的试制、音箱二分频器的试制、音箱三分频器的试制和家庭配电线路设计与安装。为使书中的项目任务更易实现，本次修订补充了面包板实现方案；同时对每个项目的测试与练习题做了调整和补充，以求概念覆盖全面，题目难度适当。本版教材的主要特点如下：
    1．明确课程的专业能力培养目标
    依据电类专业职业能力分析，确定本课程的专业能力培养目标：
   （1）能运用电路基本定律分析和计算简单直流、交流电路参数；
   （2）能读懂一般直流、交流电路原理图；
   （3）会使用常用电工仪表测量电压、电流等基本参数；
   （4）能对照实际电路绘制简单直流、交流电路原理图；
   （5）会按照原理图进行实用电路的分析与安装；
   （6）能对实用电路检查分析并排除简单故障。
    通过本课程的学习，使学生对电路具有读图与绘图能力、分析与计算能力、搭接与测试能力、试制与排障能力等。每个项目任务安排有产品试制任务，强化了职业能力培养，使本教材独具特色。
    2．重视社会能力和方法能力的培养
    在教学设计方案主导的教学活动中，融入社会能力和方法能力培养元素，如组建项目测试小组，培养学生与人沟通、与人合作的能力；布置项目任务，让学生自订计划，自行安排时间实施工作，完成任务，提高学生自我管理和自我发展的能力等。
    3．体现学生的素质教育
    在课程学习中培养学生的基本素质，如对待测试数据要有严谨求实的科学态度，遇到困难要有坚韧不拔的意志品格，解决问题要有灵活智慧的思路与方法，以及树立安全意识、质量意识、环境意识和创新意识等。
    4．架构新颖的课程内容体系
    本课程内容安排7个项目：简单直流电路的分析与测试、复杂直流电路的分析与测试、动态电路的分析与测试、正弦交流电路的分析与测试、串并联电路分析与功率问题探究、滤波与谐振电路的分析与测试、三相交流电路的分析与测试。在这7个项目的中，根据所学核心知识专门设置了39个“实践探究”，将理论与实践有机融合，并将读者引入所要分析和解决的问题；用“探究迁移”延展学习内容；用“想一想”引发同学思考，并给出“要点提示”和“注意”等提示，使读者在繁复的内容中不迷失自己；每个项目后都有知识梳理和总结、测试与练习题，方便学生复习和检测自己的学习成绩。通过修订使本书版面生动、语句流畅、概念准确、内容易读。
    5．选择合适的教学载体
    基于项目任务的教学思路和理实一体化的教学模式，以实现本课程教学目标。在选择教学载体时，着重考虑：一是能将电路的基本理论包含进去；二是不超越课程内容范畴；三是在制作过程的低压环境中能保证初学者的安全；四是制作的产品要贴近学生的生活，以激发学生的兴趣。经过多次论证，我们采用企业专家谢兴宝提供的LED手电筒和音箱分频器等作为教学载体的方案。该方案充分调动人眼、耳、手的活动，LED电流的大小表现为灯的亮暗，使电流的概念不再抽象，又因为LED小巧，低电压操作较为安全，应用广泛，加上LED符合节能减排、绿色经济的社会潮流，可以对学生进行素质教育。而音箱是大家熟悉的电子产品之一，用音箱声音的大小反映信号的幅度、频率、相位的变化规律，使某些概念更容易被学生理解。音箱试制和家庭配电线路安装过程既有理论的应用也训练了专业技能。通过产品电路进行分析与测试，在探究过程中学习，激发学生的兴趣，认识电路现象和规律，达到能力培养的目的。值得说明的是：教材中的项目任务，强调其分析与测试过程，不是产品制造。
    6．备有配套的教学资源，易于实施教学
    本书按项目任务教学模式架构课程内容体系，教学方案考虑各院校的教学条件，同时提供配套的多媒体课件和其他教学资源。
    本书第2版由北京信息职业技术学院王慧玲主编并统稿，胡逸凡参加编写。本书第1版参加编写的老师还有褚丽歆、张漫、谢兴宝、白光宇、张黄河等。在修订编写过程中，听取和采纳了多位职教专家和一线代课老师的意见和建议，在这里一并表示真挚的谢意！
    为了方便教师教学，本书配有免费的电子教学课件、练习题参考答案等，请有需要的教师登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）免费注册后再进行下载，有问题时请在网站留言或与电子工业出版社联系（E-mail:[email protected]）。
    课程改革是一种探索，本书难免有不周或疏漏，敬请各位读者批评指教，我们非常感谢！