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第1部分 直流电3

第1章 物理的背景知识3

1.1 原子3

1.2 质子、中子和原子序数3

1.3 同位素和原子量3

1.4 电子4

1.5 离子4

1.6 化合物5

1.7 分子5

1.8 导体6

1.9 绝缘体6

1.10 电阻7

1.11 半导体7

1.12 电流7

1.13 静电8

1.14 电动势8

1.15 非电学能量9

1.16 小测试9

第2章 电学单位11

2.1 伏特11

2.2 电流11

2.3 安培12

2.4 电阻和欧姆12

2.5 电导和西门子14

2.6 功率和瓦特14

2.7 关于记法的一点说明15

2.8 能量和瓦特小时16

2.9 其他的能量单位17

2.10 交流电和赫兹17

2.11 整流和脉冲直流18

2.12 保证安全！19

2.13 磁19

2.14 磁场单位19

2.15 小测试20

第3章 测量设备22

3.1 电磁偏转22

3.2 静电偏转23

3.3 热力学的加热23

3.4 电流表24

3.5 电压表25

3.6 欧姆表26

3.7 万用表27

3.8 场效应管电压表27

3.9 功率计27

3.10 千瓦小时计28

3.11 数字读数的测量仪器28

3.12 频率计数器29

3.13 其他类型的测量仪器29

3.14 小测试31

第4章 直流电路的基础知识33

4.1 电路图符号33

4.2 电路图和布线图34

4.3 电路的简化34

4.4 欧姆定律34

4.5 电流的计算35

4.6 电压的计算35

4.7 有效数字的规则36

4.8 电阻的计算36

4.9 功率的计算36

4.10 串联的电阻值37

4.11 并联的电阻值37

4.12 功率的分配38

4.13 串并联的电阻值38

4.14 小测试39

第5章 直流电路的分析41

5.1 流经串联电阻的电流41

5.2 在串联电阻两端的电压41

5.3 在并联电阻两端的电压42

5.4 在并联电路各支路中的电流43

5.5 在串联电路中的功率分配44

5.6 在并联电路中的功率分配44

5.7 基尔霍夫第一定律45

5.8 基尔霍夫第二定律46

5.9 电压的分配47

5.10 小测试48

第6章 电阻51

6.1 电阻的用途51

6.2 定值电阻52

6.3 可变电阻54

6.4 分贝55

6.5 电阻的标记56

6.6 小测试58

第7章 电池和电池组61

7.1 电化学能61

7.2 “杂货店”电池和电池组63

7.3 小型电池和电池组63

7.4 铅酸电池组64

7.5 基于镍的电池和电池组64

7.6 光伏电池和电池组65

7.7 燃料电池66

7.8 小测试67

第8章 磁69

8.1 地磁场69

8.2 磁场力69

8.3 磁场强度71

8.4 电磁铁73

8.5 磁性材料74

8.6 磁性设备76

8.7 小测试77

考试：第1部分80

第2部分 交流电89

第9章 交变电流的基础知识89

9.1 交流电的定义89

9.2 周期和频率89

9.3 正弦波90

9.4 方波90

9.5 锯齿波90

9.6 复杂波形91

9.7 频谱91

9.8 一个周期的一部分92

9.9 幅度的表示方法93

9.10 发电机95

9.11 为什么是交流电而不是直流电呢？96

9.12 小测试96

第10章 电感99

10.1 电感的性质99

10.2 电感的单位100

10.3 串联的电感100

10.4 并联的电感101

10.5 电感之间的相互作用101

10.6 空气内芯线圈102

10.7 铁磁性内芯102

10.8 传输线电感104

10.9 小测试105

第11章 电容107

11.1 电容的性质107

11.2 简单的电容107

11.3 电容的单位108

11.4 串联的电容108

11.5 并联的电容109

11.6 固定电容110

11.7 可变电容112

11.8 电容的标称数值113

11.9 电极间电容113

11.10 小测试113

第12章 相位115

12.1 即时数值115

12.2 变化的速率115

12.3 圆和向量116

12.4 相位差的表示方法117

12.5 相对相位的向量图119

12.6 小测试120

第13章 感抗122

13.1 电感和直流电122

13.2 电感和交流电122

13.3 电抗和频率123

13.4 RX的1/4平面124

13.5 电流的相位落后于电压125

13.6 相位的落后是多少？127

13.7 小测试128

第14章 容抗131

14.1 电感和直流电131

14.2 电容和交流电131

14.3 容抗和频率132

14.4 RXc的1/4平面133

14.5 电流的相位领先于电压的相位134

14.6 相位的领先有多少？136

14.7 小测试137

第15章 阻抗和导纳139

15.1 重新回顾虚数139

15.2 重新回顾复数（更加详细）139

15.3 RX半平面141

15.4 特征阻抗143

15.5 电导144

15.6 电纳144

15.7 导纳145

15.8 GB的半平面145

15.9 小测试146

第16章 交流电路分析148

16.1 串联的复数阻抗148

16.2 串联起来的RLC电路149

16.3 并联起来的复数导纳150

16.4 并联RLC电路152

16.5 把所有的分量整理在一起153

16.6 化简复杂的RLC电路154

16.7 交流电的欧姆定律155

16.8 小测试157

第17章 交变电流功率和谐振159

17.1 功率的形式159

17.2 功率参数161

17.3 功率传输163

17.4 谐振165

17.5 谐振设备167

17.6 小测试169

第18章 变压器和阻抗匹配171

18.1 变压器的原理171

18.2 变压器的结构173

18.3 电源变压器175

18.4 隔离和阻抗匹配176

18.5 射频频率变压器177

18.6 小测试179

考试：第2部分181

第3部分 电子学基本知识189

第19章 半导体简介189

19.1 半导体革命189

19.2 半导体材料189

19.3 掺杂和载流子190

19.4 PN结191

19.5 小测试193

第20章 二极管的应用195

20.1 整流195

20.2 探测195

20.3 倍频196

20.4 信号混合196

20.5 开关196

20.6 电压校正197

20.7 限幅197

20.8 频率控制198

20.9 振荡和放大198

20.10 辐射能量198

20.11 光感二极管199

20.12 小测试200

第21章 电源203

21.1 电源变压器203

21.2 整流二极管203

21.3 半波电路204

21.4 全波中心触点电路204

21.5 全波桥式电路205

21.6 电压倍增电路205

21.7 电源滤波206

21.8 电压校正207

21.9 设备保护208

21.10 小测试210

第22章 双极型晶体管212

22.1 NPN型晶体管与PNP型晶体管212

22.2 偏置212

22.3 放大214

22.4 增益与频率的关系216

22.5 共发射极配置方案216

22.6 共基极配置方案217

22.7 共集电极配置方案217

22.8 小测试218

第23章 场效应晶体管221

23.1 结场效应管的原理221

23.2 放大223

23.3 金属氧化物半导体场效应管224

23.4 共源极配置方案226

23.5 共栅极配置方案226

23.6 共漏极配置方案226

23.7 小测试227

第24章 放大器和振荡器230

24.1 重新考察一下分贝230

24.2 基本的双极型晶体管放大器231

24.3 基本的场效应管放大器232

24.4 放大器的分类232

24.5 功率放大器的效率234

24.6 驱动与过度驱动235

24.7 音频放大236

24.8 射频放大237

24.9 振荡器的工作方式238

24.10 常见的振荡器电路239

24.11 振荡器的稳定性242

24.12 音频振荡器242

24.13 小测试244

第25章 无线发射机和接收机246

25.1 调制246

25.2 图像传输250

25.3 电磁场252

25.4 电磁波的传播253

25.5 传输介质255

25.6 接收机的基础知识256

25.7 探测器之前的各级257

25.8 探测器258

25.9 探测器后的各级260

25.10 特殊的无线模式261

25.11 小测试262

第26章 数字信号和计算机的基础知识265

26.1 数制系统265

26.2 数字逻辑266

26.3 二进制通信269

26.4 计算机器件272

26.5 计算机显示屏274

26.6 打印机和扫描仪275

26.7 互联网277

26.8 小测试278

考试：第3部分280

第4部分 特别的设备和系统289

第27章 射频通信的天线289

27.1 辐射电阻289

27.2 半波天线290

27.3 1/4波长竖直天线291

27.4 环状天线292

27.5 接地系统293

27.6 增益和方向性293

27.7 相控阵295

27.8 寄生阵列295

27.9 超高频和微波频率的天线296

27.10 安全问题298

27.11 小测试298

第28章 集成电路300

28.1 集成电路技术的优点300

28.2 集成电路技术的限制因素300

28.3 线性集成电路301

28.4 数字集成电路303

28.5 部件密度304

28.6 集成电路存储器304

28.7 微计算机和微控制器305

28.8 小测试305

第29章 电子管308

29.1 基本形式308

29.2 电极配置方案308

29.3 电路排列方案311

29.4 阴极射线管311

29.5 显像管312

29.6 在300MHz的频率条件以上的真空电子管313

29.7 小测试314

第30章 传感器、定位和导航316

30.1 波转换器316

30.2 位移传感器317

30.3 方向和测量大小319

30.4 高弹体320

30.5 定位系统321

30.6 导航方法324

30.7 小测试325

第31章 声学和音频的基本知识327

31.1 声学327

31.2 响度和相位328

31.3 技术上的考虑328

31.4 部件329

31.5 特殊的系统332

31.6 硬录制介质332

31.7 电磁干扰334

31.8 小测试336

第32章 高级通信系统338

32.1 蜂窝通信338

32.2 卫星和网络339

32.3 业余无线电和短波无线电341

32.4 安全和隐私342

32.5 调制光344

32.6 光纤光学346

32.7 小测试348

第33章 激光的基础知识350

33.1 激光的工作原理350

33.2 腔体激光器352

33.3 半导体激光器355

33.4 固态激光器356

33.5 其他值得一提的激光器357

33.6 小测试358

第34章 机械电子采样器361

34.1 保持监控361

34.2 各代机器人及其应用363

34.3 机器人控制器365

34.4 机器听觉和视觉367

34.5 机器人导航369

34.6 遥在系统370

34.7 人工智能371

34.8 小测试373

考试：第4部分375

期末考试380

附录A 小测试、考试和期末考试的答案391

附录B 电路图符号395

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