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的基本原理和应用。涵盖了 “电路理论”、“电子技术”、“电机学”、“信号与系统”、“电子测量”、“电力电子技术”等内容，这是一本典型的电工学教材，译者根据我国目前电工学课程教学内容改编，适合作为非电类专业本科生和继续教育电工学课程教材使用。

在原书第11版经典教材的基础上，本书是根据我国目前电工学课程教学内容改编而成的，涵盖了电路理论、数字和模拟电子技术、电力电子技术等课程需要掌握的电气和电子技术的基本原理和应用。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，适合作为非电类专业本科生和相关专业的电工学教材。

本书特色
扩展了数字系统、半导体材料和逻辑门阵列（FPGA）方面的内容。
重点突出，章末包含“术语和概念”“重要公式的归纳”，有助于读者梳理相关的知识点。
每章包含很多的例题，章后给出了配套的练习，有助于读者加深对理论知识的理解和进行自我测试。

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，他也曾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。

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：
课程中缺乏相关的数学内容；
STEM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；
学习的过程是被动的，花在实践工作上的时间很少；
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 Hilley
Keith Brown
英国赫瑞瓦特
2011年8月

电工理论

本书根据我国目前电工学课程教学内容改编而成，涵盖了电路理论、数字和模拟电子技术、电力电子技术等课程需要掌握的电气和电子技术的基本原理和应用。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。本书是一本经典的电工学教材，适合作为非电类专业本科生和相关专业的电工学教材。

本书特色：
·扩展了数字系统、半导体材料和逻辑门阵列（FPGA）方面的内容。
·章节的重点突出，章末包含“术语和概念”“重要公式的归纳”，有助于读者梳理相关的知识点。
·每章包含很多的例题，章后给出了配套的练习，有助于读者加深对理论知识的理解和进行自我测试。
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[英]爱德华·休斯（Edward Hughes） 约翰·希利（John Hiley） 凯斯·布朗（Keith Brown）伊恩·麦肯齐·斯密斯（Ian McKenzie Smith）著：
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。

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
　重要公式的归纳183
　第11章练习183
第12章　交流电路的功率185
　12.1　不可能输送的功率185
　12.2　电阻电路的功率185
　12.3　纯电感电路的功率186
　12.4　纯电容电路的功率187
　12.5　含有电阻和电抗的电路的功率188
　12.6　功率因数190
　12.7　有功电流和无功电流191
　12.8　实践中功率因数的重要性193
　12.9　单相电路功率的测量193
　术语和概念194
　重要公式的归纳194
　第12章练习194
第13章　复数表示法195
　13.1　“j”操作符195
　13.2　相量的加法和减法196
　13.3　电压、电流和阻抗197
　13.4　导纳、电导和电纳200
　13.5　RL串联电路的导纳200
　13.6　RC串联电路的导纳201
　13.7　导纳的并联201
　13.8　使用复数计算功率204
　13.9　功率和视在功率205
　13.10　复功率206
　13.11　功率因数的提高或校正208
　13.12　并联负载209
　术语和概念211
　重要公式的归纳211
　第13章练习212
第14章　交流电路中的谐振214
　14.1　引言214
　14.2　RLC串联电路中的频率变化214
　14.3　RLC串联电路的谐振频率216
　14.4　RLC串联电路中的电流216
　14.5　RLC串联电路中的电压217
　14.6　品质因数Q217
　14.7　谐振状态下能量的振荡219
　14.8　谐振电路的机械模拟219
　14.9　使用复数表示法分析串联谐振220
　14.10　带宽220
　14.11　选择性221
　14.12　并联谐振223
　14.13　电流放大系数224
　14.14　并联和串联的等效225
　14.15　两支路并联谐振电路225
　术语和概念227
　重要公式的归纳228
　第14章练习228
第15章　网络理论在交流网络中的应用229
　15.1　新的进阶229
　15.2　基尔霍夫定律与网络分析229
　15.3　节点分析法（节点电压法）233
　15.4　叠加定理234
　15.5　戴维南定理235
　15.6　诺顿定理238
　15.7　星形三角形变换240
　15.8　三角形星形变换241
　15.9　最大功率传输条件243
　术语和概念244
　第15章练习244
第16章　多相制247
　16.1　单相制的缺点247
　16.2　三相电动势的产生247
　16.3　三相绕组的三角形联结248
　16.4　三相绕组的星形联结249
　16.5　星形联结电路中的电压和电流251
　16.6　三角形联结电路中的电压和电流252
　16.7　对称三相制的功率255
　16.8　三相三线制有功功率的测量256
　16.9　二表法功率因数的测量257
　16.10　二相制259
　术语和概念259
　重要公式的归纳259
　第16章练习260
第二篇　电子技术
第17章　电子系统264
　17.1　系统简介264
　17.2　电子系统265
　17.3　基本放大器265
　17.4　基本衰减器267
　17.5　框图267
　17.6　框图的绘制267
　术语和概念267
　重要公式的归纳268
第18章　无源滤波器269
　18.1　引言269
　18.2　滤波器的型号270
　18.3　频率响应271
　18.4　对数271
　18.5　对数尺度272
　18.6　分贝273
　18.7　低通或滞后电路275
　18.8　高通或超前电路278
　18.9　带通滤波器280
　18.10　带阻滤波器281
　18.11　伯德图282
　术语和概念286
　重要公式的归纳286
　第18章练习287
第19章　放大器等效电路288
　19.1　电压型放大器的等效电路288
　19.2　电流型放大器的等效电路289
　19.3　对数单位291
　19.4　频率响应293
　19.5　反馈294
　19.6　负反馈对输入电阻和输出电阻的影响296
　19.7　反馈对带宽的影响297
　19.8　失真298
　术语和概念298
　重要公式的归纳298
　第19章练习298
第20章　半导体材料300
　20.1　引言300
　20.2　原子结构300
　20.3　共价键301
　20.4　n型半导体302
　20.5　p型半导体303
　20.6　结型二极管304
　20.7　结型二极管的结构和静态特性306
　术语和概念307
　第20章练习308
第21章　整流309
　21.1　整流电路309
　21.2　半波整流309
　21.3　全波整流311
　21.4　桥式整流312
　21.5　滤波314
　21.6　稳压二极管315
　术语和概念316
　重要公式的归纳316
　第21章练习317
第22章　结型晶体管放大电路318
　22.1　引言318
　22.2　双极结型晶体管318
　22.3　双极结型晶体管的结构319
　22.4　共基极和共发射极电路320
　22.5　共基极电路的静态特性320
　22.6　共发射极电路的静态特性321
　22.7　α和β的关系322
　22.8　晶体管的负载曲线322
　22.9　晶体管放大电路323
　22.10　电路元器件选择327
　22.11　晶体管的等效电路328
　22.12　混合参数331
　22.13　双极结型晶体管的局限332
　22.14　稳压电路333
　22.15　晶体管开关335
　术语和概念335
　重要公式的归纳335
　第22章练习336
第23章　场效应晶体管放大器339
　23.1　场效应晶体管339
　23.2　结型场效应晶体管339
　23.3　绝缘栅型场效应晶体管341
　23.4　场效应晶体管的静态特性342
　23.5　FET的等效电路342
　23.6　FET开关343
　术语和概念344
　重要公式的归纳344
　第23章练习344
第24章　半导体放大电路的深入探究345
　24.1　级联放大器345
　24.2　集成电路348
　24.3　运算放大器349
　24.4　反相运算放大器350
　24.5　加法放大器351
　24.6　同相放大器352
　24.7　差分放大器352
　24.8　共模抑制比353
　术语和概念354
　重要公式的归纳354
　第24章练习354
第25章　数模接口电路356
　25.1　转换的必要性356
　25.2　D/A转换356
　25.3　D/A转换的硬件实现359
　25.4　实际应用中的D/A转换器359
　25.5　R/2R梯形D/A转换器361
　25.6　A/D转换362
　25.7　简单比较器363
　25.8　A/D转换电路364
　25.9　转换器的应用366
　术语和概念366
　第25章练习366
第26章　数的运算368
　26.1　引言368
　26.2　二进制数368
　26.3　十进制数与二进制数的转换369
　26.4　二进制数加法370
　26.5　二进制数减法371
　26.6　二进制数乘法371
　26.7　二进制数除法372
　26.8　补码373
　26.9　带符号二进制数加法374
　26.10　带符号二进制数减法374
　26.11　带符号二进制数乘法375
　26.12　带符号二进制数除法376
　26.13　八进制数376
　26.14　十六进制数377
　术语和概念378
　第26章练习378
第27章　数字系统379
　27.1　逻辑介绍379
　27.2　基本逻辑状态或功能379
　27.3　“或”运算379
　27.4　“与”运算380
　27.5　“异或”运算380
　27.6　“非”运算381
　27.7　逻辑门381
　27.8　“或非”运算381
　27.9　“与非”运算382
　27.10　逻辑网络382
　27.11　逻辑组合382
　27.12　门标准化385
　27.13　借助卡诺图化简组合逻辑电路386
　27.14　时序图391
　27.15　组合时序逻辑电路391
　27.16　同步和异步时序电路392
　27.17　基本存储元件392
　27.18　集成电路逻辑门397
　27.19　可编程逻辑和硬件描述语言398
　术语和概念401
　重要公式的归纳401
　第27章练习401
附录　常用符号与物理量404
练习答案411