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电工理论基础（下册） 内容概要 《电工理论基础（下册）》是学习和掌握电工技术领域核心原理的深入探索。本书在《电工理论基础（上册）》的基础上，进一步拓展了电磁学、电路分析、电机学、电力系统等关键知识点，旨在为读者构建一个更加全面、系统的电工技术知识体系。本书内容翔实，论述严谨，例题丰富，习题精炼，力求帮助读者将理论知识与实际应用相结合，为进一步深入学习相关专业知识和从事电工相关工作奠定坚实基础。 第一篇：电磁场与电磁波 本篇将引领读者深入理解电场的形成、性质及其在各种介质中的行为，以及磁场的产生、分布规律和对其他物体的影响。 静电场：详细介绍电荷的基本性质，库仑定律的原理与应用，电场强度、电势、电位移矢量等概念的定义、计算方法及其物理意义。通过对各种典型电荷分布（点电荷、线电荷、面电荷、体电荷）产生的静电场进行分析，以及电势能、电势梯度的讨论，读者将能深刻理解静电场在匀强电场、偶极子电场等实际场景中的表现。此外，还将介绍高斯定理在求解静电场问题中的应用，以及导体内外的电场分布规律，并深入探讨电介质极化现象及其对电场的影响，如相对介电常数、电容等概念的引入与计算。 静磁场：阐述电流的磁效应，安培定律的数学表达式及其在计算稳恒磁场中的应用，如载流直导线、载流圆线圈、螺线管等产生的磁场。介绍磁感应强度、磁通量、磁通量密度等基本概念，以及磁标势、磁阻等概念在磁路分析中的作用。深入探讨磁性材料的分类（顺磁、抗磁、铁磁）及其磁化特性，并对磁畴理论进行简要介绍。 电磁感应：详细讲解法拉第电磁感应定律，感应电动势的产生条件、方向（楞次定律）和大小计算。区分动生电动势和感生电动势，并通过具体算例展示其在发电机、变压器等设备中的应用。介绍自感和互感现象，电感器在电路中的作用，以及电感储能的原理。 麦克斯韦方程组：本书将对麦克斯韦方程组进行系统性阐述，包括其微分形式和积分形式，以及方程组所描述的电磁场在时空中的演化规律。通过对位移电流概念的引入，展示其在统一电场和磁场之间的关键作用，并为理解电磁波的产生和传播奠定理论基础。 电磁波：基于麦克斯韦方程组，本书将推导并解释电磁波的产生、传播原理。详细阐述电磁波的横波特性、传播速度（光速）、能量和动量。区分不同频率和波长的电磁波，如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线，并简要介绍它们在通信、成像、医疗等领域的应用。 第二篇：电路分析进阶 在掌握了基本的电路分析方法后，本篇将深入探讨更复杂电路的分析技术，以及电路在动态过程中的行为。 交流电路：系统介绍正弦交流电的产生、描述方式（瞬时值、最大值、有效值、平均值、相位），以及正弦量的相量表示法。详细讲解电阻、电感、电容元件在交流电路中的阻抗特性，并引入复阻抗的概念。重点分析RLC串联和并联电路的谐振现象，包括谐振频率、品质因数、带宽等参数的计算和意义。学习功率的概念，包括瞬时功率、平均功率、无功功率、视在功率，以及功率因数的概念和提高功率因数的方法。 三相交流电路：介绍三相电源的产生和连接方式（星形连接、三角形连接），以及三相负载的连接。重点分析对称三相电路的计算，包括线电压、相电压、线电流、相电流之间的关系，以及三相功率的计算。讨论三相不对称电路的分析方法。 非正弦周期电流电路：讲解非正弦周期信号的傅里叶级数分解，将复杂的周期信号分解为一系列不同频率的正弦分量（基波和各次谐波）。利用叠加原理分析非正弦周期电流电路的稳态响应。 瞬态分析：本书将详细讲解RL、RC、RLC一阶和二阶电路的零输入响应和零状态响应。引入微分方程的求解方法，并结合初始条件分析电路在开关动作或信号变化后的瞬态行为。理解电容器和电感器在瞬态过程中的充放电和储能特性。 电路的暂态和稳态：进一步区分电路的暂态过程和稳态过程，理解暂态过程是电路从一个工作状态过渡到另一个工作状态的过程，而稳态过程则是电路达到稳定运行状态。 第三篇：电机学基础 本篇将介绍各种常用电机的基本原理、结构、工作特性及应用。 直流电机：详细介绍直流电机的基本结构（定子、转子、电枢、换向器、电刷），工作原理（电磁力矩的产生）。分类讲解直流发电机（他励、并励、串励、复励）和直流电动机（同上），以及它们的空载特性、负载特性和调速原理。 交流电机： 同步电机：介绍同步电机的基本结构、工作原理，包括自启动和非自启动方式。分析同步电机的基本方程和运行特性。 异步电机（感应电机）：详细阐述异步电机的基本结构、工作原理，以及转子绕组中感应电动势和电流的产生。重点讲解转差率的概念、转矩的产生与调控，以及异步电机的起动方法（直接起动、降压起动、变频器调速）和制动方式。分析异步电机的各种运行特性曲线。 变压器：介绍变压器的基本结构（铁芯、绕组）、工作原理（电磁感应原理）。详细讲解变压器的电动势方程、空载运行、负载运行以及等效电路。分析变压器的损耗和效率，并介绍变压器的不同类型（电力变压器、隔离变压器、自耦变压器）及其应用。 第四篇：电力系统基础 本篇将从宏观视角介绍电力系统的组成、运行及保护。 发电、输电、配电与用电：简述电力系统的基本组成部分，从发电厂的能量转换，到通过输电线路的长距离传输，再到配电网将电能分配给用户，最后到各类用电设备的消耗。 电力系统的主要运行参数：介绍电力系统运行中需要关注的关键参数，如电压、电流、频率、功率（有功功率、无功功率）以及它们的重要性。 电力系统的负荷特性：分析不同类型用户的负荷特点，如居民用电、工业用电、商业用电等，并讨论负荷变化对电力系统运行的影响。 电力系统的无功功率与电压调节：深入解释无功功率在电力系统中的作用，以及如何通过无功补偿装置（如电容器组、电抗器组、同步调相机）来调节电压，保证电能传输的质量。 电力系统的潮流计算：介绍电力系统潮流计算的基本概念和方法，这是进行电力系统规划、运行和分析的基础，用于确定系统中各点的电压、电流和功率流动。 电力系统的故障与保护：讨论电力系统中可能发生的各种故障（短路、断线、接地等），以及保护装置（如断路器、继电器）的作用，旨在快速、准确地切除故障，保证电网的安全稳定运行。 本书特点 内容循序渐进：本书在“上册”的基础上，系统性地讲解更高级和更深入的电工理论知识，力求结构严谨，逻辑清晰。 理论与实践结合：大量的例题和图示，帮助读者理解抽象的理论概念，并将其与实际工程应用联系起来。 语言通俗易懂：尽管内容涉及复杂的理论，但本书力求使用清晰、准确的语言进行阐述，降低阅读难度。 习题精炼：每章配备精心设计的习题，覆盖了本章的重点和难点，有助于读者检验学习效果，巩固知识。 适用读者 本书适合于高等院校电气工程及其相关专业的本科生，作为《电工理论基础》课程的第二学期教材。同时，也适用于从事电工相关技术的工程师、技术人员，以及对电工理论有兴趣的自学者。通过学习本书，读者将能深刻理解电工技术的精髓，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
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