电工学（原书第11版 本科教学版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 爱德华·休斯 著，吴建强 译

图书标签:

• 电工学
• 电路分析
• 电力系统
• 电磁场
• 电气工程
• 本科教材
• 高等教育
• 电子技术
• 基础工程
• 工程学

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111571674

版次：1

商品编码：12263193

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 国外电子与电气工程技术丛书

开本：16开

出版时间：2017-12-01

用纸：胶版纸

页数：416

内容简介

这是一本经典的电工学教材，本书涵盖了工科院校非电类专业需要掌握的电气和电子技术方面的基本原理与应用。其中主要包含电气系统、直流电路、网络理论及其应用、电磁理论、磁路、电容、电感、交流电压和电流、单相串联电路、单相并联网络、交流电路的功率、复数表示法、交流电路中的谐振、多相制、电子系统、无源滤波器、放大器等效电路、半导体材料、整流、晶体管放大电路、模数转换、二进制运算、数字系统等方面的内容。本书适合作为非电类专业本科生和相关专业的电工学教材。

作者简介

作者简介
爱德华?休斯（Edward Hughes） 曾经担任伯明翰大学副校长和工程系主任，他也是英国赫瑞瓦特大学的会士。
约翰?希利（John Hiley） 和凯斯?布朗（Keith Brown）博士分别是英国赫瑞瓦特大学电气电子系和计算机系的讲师。
伊恩?麦肯齐?斯密斯（Ian Mckenzie Smith）曾经担任英国格拉斯哥大学斯托学院的副院长。

目录

目　录
出版者的话
第11版前言
第1版前言
第一篇　电工技术
第1章　测量的国际单位制2
　1.1　国际单位制2
　1.2　SI的导出单位3
　1.3　旋转力矩或转矩的单位4
　1.4　功或能的单位4
　1.5　功率的单位5
　1.6　效率6
　1.7　温度6
　术语和概念7
　重要公式的归纳7
　第1章练习7
第2章　电气系统概论8
　2.1　工程师对电的认识8
　2.2　电气系统9
　2.3　电荷10
　2.4　电子的运动10
　2.5　电路中的电流10
　2.6　电动势和电势差11
　2.7　电的单位11
　2.8　欧姆定律13
　2.9　电阻器15
　2.10　电阻器的条码16
　2.11　导体和绝缘体18
　2.12　电路的一些实际情况19
　术语和概念19
　重要公式的归纳20
　第2章练习20
第3章　简单直流电路21
　3.1　串联电路21
　3.2　并联网络25
　3.3　串联电路与并联网络的比较28
　3.4　基尔霍夫定律29
　3.5　功率和能量34
　3.6　电阻率35
　3.7　电阻的温度系数37
　3.8　温升38
　术语和概念39
　重要公式的归纳39
　第3章练习39
第4章　网络理论42
　4.1　新的电路分析方法42
　4.2　基尔霍夫定律与网络分析42
　4.3　网孔分析法47
　4.4　节点分析法49
　4.5　叠加定理51
　4.6　戴维南定理52
　4.7　恒值电流源55
　4.8　诺顿定理58
　4.9　三角形星形变换59
　4.10　星形三角形变换60
　4.11　π形和T形网络61
　4.12　最大功率传输条件64
　术语和概念64
　重要公式的归纳65
　第4章练习65
第5章　电容与电容器67
　5.1　电容器67
　5.2　液压模拟68
　5.3　电荷与电压69
　5.4　电容69
　5.5　电容的并联70
　5.6　电容的串联70
　5.7　电容串联时电压的分配71
　5.8　电容量与电容器71
　5.9　电场72
　5.10　电场强度和电通密度72
　5.11　相对介电常数73
　5.12　多层平板电容器的电容量74
　5.13　复合介质电容器75
　5.14　充电和放电电流77
　5.15　增长与衰减78
　5.16　增长和衰减的分析80
　5.17　电容器通过电阻放电82
　5.18　RC网络的暂态过程84
　5.19　电容器充电后储存的能量87
　5.20　极板间相反电荷的吸引力88
　5.21　电介质强度89
　5.22　电容器电流的泄漏与传导90
　5.23　电介质内的位移电流90
　5.24　电容器的类型和电容量90
　术语和概念92
　重要公式的归纳92
　第5章练习93
第6章　电磁理论96
　6.1　磁场96
　6.2　磁场方向97
　6.3　磁力线特性97
　6.4　电流产生的磁场97
　6.5　电磁线圈的磁场98
　6.6　载流导体上的力98
　6.7　安培力的测定100
　6.8　电磁感应现象101
　6.9　感应电动势的方向101
　6.10　感应电动势的大小102
　6.11　线圈中产生感应电动势的大小103
　术语和概念104
　重要公式的归纳104
　第6章练习105
第7章　简单磁路106
　7.1　磁路介绍106
　7.2　磁势和磁场强度106
　7.3　真空磁导率或磁性常数107
　7.4　相对磁导率108
　7.5　磁阻109
　7.6　磁路的欧姆定律110
　7.7　B/H特性测定112
　7.8　电磁场和静电场的比较113
　术语和概念113
　重要公式的归纳114
　第7章练习114
第8章　直流电路中的电感116
　8.1　电感电路和非电感电路116
　8.2　电感的单位117
　8.3　单位安培磁通量的电感119
　8.4　线圈电感的测定120
　8.5　直流电路中的铁磁心电感122
　8.6　电感电路中电流的增长123
　8.7　增长分析125
　8.8　衰减分析126
　8.9　RL电路的暂态分析128
　8.10　电感器的能量存储130
　8.11　互感132
　8.12　耦合系数134
　8.13　线圈串联135
　8.14　电感类型136
　术语和概念137
　重要公式的归纳137
　第8章练习138
第9章　交流电压与电流140
　9.1　交流系统140
　9.2　交流电动势的产生141
　9.3　波形术语及定义143
　9.4　频率、速度和磁极对数的关系145
　9.5　交流电流的平均值和有效值145
　9.6　正弦电流与电压的平均值和有效值147
　9.7　非正弦电流与电压的平均值和有效值150
　9.8　交流量的相量表示法151
　9.9　正弦交流量的加和减152
　9.10　有效值的相量图154
　9.11　实际情况下交流系统的频率154
　术语和概念155
　重要公式的归纳155
　第9章练习155
第10章　单相串联电路158
　10.1　基本交流电路158
　10.2　电阻电路中的交流电流158
　10.3　电感电路中的交流电流159
　10.4　电感电路中的电流和电压160
　10.5　电感电路的机械模拟161
　10.6　电阻和电感的串联162
　10.7　电容电路中的交流电流165
　10.8　电容电路中的电流与电压165
　10.9　交流电路中电容的模拟166
　10.10　电阻和电容的串联166
　10.11　RLC串联交流电路168
　术语和概念171
　重要公式的归纳171
　第10章练习172
第11章　单相并联网络174
　11.1　基本交流并联电路174
　11.2　简单并联电路174
　11.3　并联阻抗电路177
　11.4　极性阻抗180
　11.5　极性导纳182
　术语和概念183
　重要公式

前言/序言

第11版前言电气及电子工程学科不能吸引年轻的技师和工程系的毕业生继续深造非常让人惊讶。不管从事何种职业，本书在物质和精神方面都能使你受益。无论男女，在制造、设计、研发、教学、管理、旅游等领域都有许多岗位。以上所有这些岗位都是为社会提供服务的。就像我们平时生活中经常用到的洗衣机、手机、笔记本电脑、卫星通信、电力系统、可再生能源装备、电动车等，也是为我们大家提供服务的。工程师负责如何把想法从驱动板变成产品并走向市场。
一个公认的事实是学校在科学、技术、工程及数学（STEM）专业方面的融合上日益减少。最近的商业经常报道年轻人在STEM方面能力的日益下降。现代科学的发展怎么会离开STEM呢？工程技术学院的调查表明了以下问题：
�r课程中缺乏相关的数学内容；�rSTEM学科被认为很难，在重视成绩的环境中，在STEM学科上很难获得好成绩；�r学习的过程是被动的，花在实践工作上的时间很少；�r关于STEM方面成功的认知是负面的，擅长STEM的人被视为“书呆子”，从而使学生不把STEM学科视为获得高薪工作的敲门砖。
另一个值得关注的事实是，从事技术工作的女性越来越少，或者说女性几乎淡出了工程领域。
我们希望本书第11版会帮助你扩展STEM方面的知识，这样会鼓励你从事电气和电子工程领域的工作。当所学的知识足够扎实时，这意味着你拥有了电气工程方面的大量工作机会，也意味着你将有可能成为电气领域急缺的专业人才。
我们声明这本书是Hughes在第50个生日时撰写的，第1版的前言写于1959年4月。非常荣幸作为此版书的编者。以前的几版陪伴了我们本科期间的学习，这已经成为一个里程碑。感谢在第11版的编辑过程中家人给予的支持，感谢Wendy（John Hilley的妻子）和Judy（Keith Brown的妻子）女士。
——John HilleyKeith Brown英国赫瑞瓦特2011年8月第1版前言本书涵盖了电气工程领域的本科教学大纲。本书可作为普通高等院校大学二年级和大学三年级的电气工程专业教材，也可作为工科院校大学一年级的教材。
本书中的单位采用MSK单元制。符号、缩写、术语都与英国大学的标准一致。为了方便学生，附录中还列出了所有的符号和缩写。
不做大量的练习，就无法全面了解电气领域的定理。因此，学生们需要养成有条理地解决问题的习惯，同时在做题的过程中尽可能带单位。当学生们在实际工程中或者考试中解决问题时，采用别人易于接受的方式将问题解决好很重要，这种能力要通过实践获取。本书中包含了许多实际的例子，同时大量的习题也提供了动手实践的机会。
本书的许多练习都是经过伦敦大学、中东教育委员会、北部技能考试委员会、the Union of Educational Institutions和the Union of Lancashire and Cheshire Institutes的许可转载的。
非常感谢F.T.Chapman博士、C.B.E.、M.I.E.E.和E.F.Piper先生阅读了本书并给出了许多宝贵的意见。
——Edward Hughes英国布莱顿霍夫1959年4月

《电工基础：原理与应用》 本书旨在为初学者和进阶者系统地阐述电工学的基本原理与核心概念，并深入探讨其在现代科技与工业生产中的广泛应用。内容编排严谨，逻辑清晰，力求将抽象的理论知识与实际工程问题紧密结合，帮助读者建立扎实的电工基础，培养解决实际工程挑战的能力。 核心内容概述： 本书首先从最基础的电学概念入手，包括电荷、电流、电压、电阻等基本物理量的定义、特性及其相互关系。在此基础上，详细介绍了欧姆定律、基尔霍夫定律等电学基本定律，并辅以大量实例，帮助读者理解这些定律在简单电路分析中的应用。 接着，本书将目光聚焦于直流电路的分析。内容涵盖串联电路、并联电路的特点与计算，以及更复杂的混合电路的等效变换方法。重点讲解了功率的计算与消耗，以及电能的测量。为了增强实践性，本书还会介绍一些常见的直流电源和负载，并探讨它们的特性。 交流电是现代电力系统中不可或缺的部分。本书系统地介绍了交流电的产生、基本参数（如频率、幅值、相位）以及正弦交流电的数学表示。深入阐述了电感、电容在交流电路中的感抗与容抗，以及RLC串联和并联电路的阻抗、相量分析和功率因数等重要概念。谐振现象及其应用是交流电路分析的重要组成部分，本书将对此进行详细讲解。 本书还将深入探讨电工学中至关重要的“电磁学”部分。从磁场的基本概念出发，介绍磁场强度、磁感应强度、磁通量等基本量。详细讲解了电生磁（安培定律）和磁生电（法拉第电磁感应定律）的原理，以及电磁感应在发电机、变压器等设备中的应用。同时，也会触及电磁场的概念，为理解更高级的电磁理论打下基础。 对于实际工程应用，本书特别安排了相关章节。例如，在“电路元件与材料”章节，将介绍电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管等基本电子元件的原理、特性与选型。同时，也会涉及常见的导线、绝缘材料等电气材料的性能与选择。 “电气测量技术”是电工学实践的关键环节。本书将介绍各种测量仪器（如万用表、示波器、功率计）的原理、使用方法和注意事项，以及如何正确地测量电压、电流、电阻、功率等电气参数，并强调安全操作规程。 “电机与发电机”是电力系统中的核心设备。本书将介绍直流电机和交流电机（如感应电机、同步电机）的基本工作原理、结构特点、分类及其主要的运行特性。同时，也会阐述发电机的原理，以及电能的产生过程。 “电力系统基础”章节将为读者勾勒出现代电力系统的整体图景。内容包括发电、输电、配电和用电等环节的基本原理和关键技术。会简单介绍变压器在升压和降压中的作用，以及电网的运行与保护的基本概念。 为了更好地服务于读者，本书在每个章节的最后都提供了精心设计的习题，涵盖了从概念理解到复杂计算的各个层面，以帮助读者巩固所学知识。部分习题还配有详细的解答思路，方便读者自学和检查。 学习目标： 通过学习本书，读者将能够： 掌握电工学基本定律和定理，并能应用于电路分析。 理解直流和交流电路的工作原理，并能进行基本的电路设计与计算。 熟悉电磁场的基本概念，以及电磁现象在工程中的应用。 了解常用电气元件的原理、特性和应用。 掌握基本的电气测量方法和仪器使用。 初步认识电机、发电机和电力系统的基本组成和工作原理。 培养严谨的科学思维和解决实际工程问题的能力。 本书适合高等院校相关专业的本科生作为教材使用，也可作为从事电气工程相关工作的技术人员和爱好者的重要参考书籍。我们相信，通过深入研读本书，读者必将能构建坚实的电工学知识体系，为未来的学习和工作奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我的大学时光里最值得的投资之一。我当时选这门课的时候，说实话，心里是有点打鼓的，毕竟“电工学”这三个字听起来就有点枯燥和抽象，担心会是一堆晦涩难懂的公式和理论。但拿到这本《电工学（原书第11版 本科教学版）》后，我的担忧立刻烟消云散了。首先，它的排版和设计就非常吸引人。不是那种死气沉沉的教科书模样，色彩的运用恰到好处，图片和图表的质量非常高，而且标注清晰，很多复杂的电路原理图都能通过这些图表变得直观易懂。我记得当时学到稳态电路分析的时候，本来以为会对着一堆戴维宁、诺顿定理头疼，结果书中用了大量的实际工程案例来讲解，比如家用电器的功率计算、配电箱的设计原则等等，这些接地气的例子让我一下子就明白了理论的实际应用价值，不再觉得那些公式是空中楼阁。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我以前对物理学中的“场”的概念总觉得有点抽象，难以抓住。但这本书用非常形象的语言和图示，将电场和磁场的可视化工作做得非常出色。比如，在讲解电场线和磁感线时，书中不仅仅是画出几条线，还会解释这些线的疏密程度代表的意义，以及它们是如何反映电场或磁场强度的。我记得在学习法拉第电磁感应定律时，书中通过一个动态的示意图，展示了当磁场发生变化时，导体中会产生感应电动势，而且感应电动势的方向与磁场变化的方向密切相关。这种可视化教学，极大地降低了理解难度，也加深了我对物理规律的直观感受。此外，书中还穿插了一些关于电工学发展史上的重要人物和事件的介绍，增加了学习的趣味性，让我觉得自己在和伟大的科学家们进行一场跨越时空的对话。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排逻辑性非常强，从最基础的电学概念（如电荷、电流、电压）开始，逐步深入到电路分析、交流电、电磁场，最后还触及了一些更高级的应用，比如电子器件的基础知识。这种层层递进的结构，使得学习过程非常顺畅，不会出现知识断层的情况。我记得在学习RLC串联谐振电路时，原本对“谐振”这个概念有些模糊，但书中通过分析不同频率下电感和电容的阻抗特性，以及它们如何相互作用，最终使得电路呈现出特定的阻抗状态，并给出了非常生动的图示，让我一下子就明白了谐振的物理意义，以及它在无线电通信等领域的广泛应用。而且，书中对每一个概念的定义都非常精确，避免了歧义，这对于建立准确的科学认知至关重要。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，一本好的教材不仅在于内容的深度，更在于它能否激发读者的兴趣，引导读者去探索。这本书在这方面做得非常出色。它并没有回避电工学的复杂性，但它的呈现方式却能让你觉得“原来是这样！”。比如在学习到电磁感应的时候，书中用了大量的篇幅去讲解发电机和电动机的工作原理，并且配上了非常精美的三维示意图，甚至还有一些历史的发展脉络介绍，让你了解这些伟大的发明是如何一步步实现的。这种叙事性的讲解方式，让我感觉自己不是在被动地接收知识，而是在跟着作者一起进行一次科学探险。我还特别喜欢书中对一些“为什么”的深入剖析，它不会停留在“是什么”的层面，而是会告诉你“为什么是这样”，比如为什么交流电比直流电在长距离传输中有优势，为什么需要变压器等等。这种追根究底的精神，对培养批判性思维非常有益。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的优点之一在于，它始终坚持从“用”的角度来讲解“学”。换句话说，它不仅仅是告诉你电工学有哪些理论，更重要的是告诉你这些理论是如何在实际工程中应用的。我记得在学习到三相电系统的时候，书中详细介绍了三相电的优点，以及它在电力传输、电机驱动等领域的不可替代性。它还通过一些实际的电力系统图，让你了解三相发电机、变压器和电动机是如何相互连接，形成一个完整的电力供应网络。这种理论与实践相结合的教学方法，让我觉得所学的知识不是死的，而是充满活力的，能够解决现实世界中的问题。而且，书中的一些关于功率因数、无功功率等概念的讲解，也让我对如何提高电力系统的效率有了更深的认识，这对于理解现代电力系统的运行至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格也值得称赞，它不像很多专业书籍那样生硬晦涩，而是充满了引导性和启发性。作者在解释每一个概念时，都会先从最基本、最直观的原理讲起，然后逐步深入，建立起完整的知识体系。即使是初学者，也能凭借这本书建立起扎实的电工学基础。我记得当时在学习瞬态响应的时候，本来以为会是一系列复杂的微分方程，但书中却巧妙地运用了一些类比和图形化的方法，比如用“水流”来比喻电流，用“储水罐”来比喻电容器，这样一来，理解起来就轻松多了。而且，书中还提供了大量的例题和习题，这些习题的难度梯度设计得非常好，从基础的概念理解到复杂的应用分析，覆盖了各个层面，做完这些习题，真的能感觉到自己对知识的掌握程度有了质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

我当初选择这本教材，很大程度上是因为它的“本科教学版”的定位。这让我知道这本书是专门为大学教育设计的，应该能够很好地衔接理论知识和实践应用。拿到书后，我发现我的预想完全正确。书中不仅仅是枯燥的理论陈述，而是融入了大量的实际工程案例。比如，在讲解直流电机时，书中会分析一个简单的直流电动机模型，并介绍如何通过改变电压和电流来控制电机的转速和扭矩；在讲解交流电机时，则会介绍三相异步电机的基本结构和运行原理，并将其与工业生产中的应用联系起来。这些案例的引入，让我觉得学习这些理论知识是有明确的目标和方向的，而不是漫无目的的。书中的图表也设计得非常有匠心，很多复杂的结构图都被拆解成不同部分，标注清晰，非常便于理解。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本书的价值体现在它能否让你在反复阅读中都有新的收获。这本《电工学》就属于这样的书籍。即使是毕业多年，当我偶尔遇到与电路相关的问题时，翻开这本书，总能找到我想要的答案，而且每次都能从中发现一些之前未曾注意到的细节。比如，书中在讲到二极管的特性时，不仅解释了正向导通和反向截止，还详细描述了不同类型的二极管（如整流二极管、稳压二极管、发光二极管）的应用场景，这让我对这些看似简单的元器件有了更深刻的认识。此外，书中对各种电工仪表的使用方法和原理也有详细介绍，比如万用表的档位选择、示波器的使用技巧等等，这些都是在实际工作中非常实用的知识，教科书般的讲解让我印象深刻。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我以前对物理学中的某些分支总是有点畏而远之，总觉得理论性太强，离生活太远。但这本书彻底改变了我的看法。它用一种非常生动有趣的方式，将电工学的核心概念融入到了我们日常生活中随处可见的电器和设备中。比如，当你拿起遥控器按下按钮，这本书能让你明白背后的红外通信原理；当你打开电风扇，你能理解其中的电机是如何运转的；甚至当你给手机充电，你也能大致明白充电器内部的电路是怎样工作的。书中大量的插图和实例，就像一扇扇窗户，让我看到了隐藏在电器背后的科学逻辑。我尤其喜欢其中关于安全用电的部分，讲解非常细致，从基本的漏电保护到接地线的意义，再到电器短路的处理方法，都描述得非常清晰，让我感觉自己掌握了一些实用的安全知识，不再是对家用电器一无所知的“小白”。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我印象深刻的一点是，它在理论讲解的深度和广度上都做得非常到位。我一直以为电工学就是关于电路、电源和一些基本元器件的知识，但读完这本书，我才发现电工学的范畴远不止于此。它深入探讨了电场的形成和变化，磁场的产生和影响，电磁波的传播等等。我记得在学习变压器原理的时候，书中非常细致地讲解了互感、自感以及电磁场的耦合作用，并通过具体的计算例子，让我清晰地理解了能量是如何在不同线圈之间传递的。这种循序渐进、由浅入深的讲解方式，使得那些原本看起来高深莫测的物理概念，变得清晰可见，而且书中的公式推导过程也非常严谨，逻辑性极强，能够让你在理解原理的同时，也能掌握分析和计算的方法。