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出版者:

作者:Watkins, A. J./ Kitcher, Christopher James

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2009-5

价格:$ 19.95

装帧:

isbn号码:9781856176644

丛书系列:

图书标签:

电气安装
计算
电气工程
电路分析
电气法规
电气设计
电工
配电系统
电气安全
工程技术

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具体描述

Designed to provide a step-by-step guide to successful application of the electrical installation calculations required in day-to-day electrical engineering practice, the Electrical Installation Calculations series has proved an invaluable reference for over forty years, for both apprentices and professional electrical installation engineers alike.

Now in its seventh edition, Volume 2 has been fully updated in line with the 17th Edition IEE Wiring Regulations (BS 7671:2008) and references the material covered to the Wiring Regs throughout. The content meets the requirements of the 2330 Level 3 Certificate in Electrotechnical Technology from City & Guilds and will also prove a vital purchase for those undertaking Level 3 NVQs in Electrotechnical Services. Essential calculations which may not necessarily feature as part of the requirements of the syllabus are retained for reference by professional electrical installation engineers based in industry, or for those students wishing to progress to higher levels of study.

The book's structure and new design make finding the required calculation easy. Key terms are explained in a glossary section and worked examples and exercises are included throughout the text to maximise accessibility of the material for the reader. A complete question and answer section is included at the back of the book to enable readers to check their understanding of the calculations presented.

Also available: Electrical Installation Calculations Volume 1, 8th edn, by Watkins & Kitcher- the basic calculations required for electrical installation work, and Level 2 study and apprenticeships.

* The established series for carrying out correct electrical installation calculations - continuously in print for over 40 years

* New edition fully up-to-date with 17th Edition IEE Wiring Regulations

* Matched to the requirements of the City & Guilds Level 3 Certificate in Electrotechnical Technology (2330)

现代电气工程基础：从理论到实践的系统指南本书旨在为电气工程领域的学生、初级工程师以及寻求系统回顾核心概念的专业人士提供一份全面、深入且高度实用的技术参考。本书聚焦于构建坚实的电气工程理论基础，并将其与实际工程应用紧密结合，覆盖了从基础电路分析到高级系统设计中的关键要素。本书的编写遵循严格的工程逻辑和国际标准框架，强调理解背后的物理原理，而非仅仅记忆公式。我们深知，在快速发展的电气领域，掌握解决问题的思维方式比掌握特定时间的标准更为重要。因此，内容组织上力求层次分明，从最基本的电磁学和电路定律出发，逐步过渡到复杂系统的建模与分析。第一部分：电磁学基础与基本电路理论本部分是理解后续所有电气系统的基石。我们从麦克斯韦方程组的工程化表述入手，清晰阐述了电场、磁场、以及时间变化电磁场在工程环境中的表现。 1.1 静电场与静磁场分析：深入探讨库仑定律、高斯定律、毕奥-萨伐尔定律和安培定律在直流（DC）条件下的应用。重点分析了不同几何形状导体周围的电势分布和磁通密度计算，特别关注电容和电感的物理特性及其在储能中的作用。 1.2 基本电路元件与定律：全面回顾欧姆定律、基尔霍夫电压定律（KVL）和基尔霍夫电流定律（KCL）。随后，本书详细介绍了电路分析的系统性方法，包括节点电压法 (Nodal Analysis) 和网孔电流法 (Mesh Analysis)，并辅以大量实例说明如何处理复杂的多回路网络。我们还引入了叠加定理 (Superposition)、最大功率传输定理 (Maximum Power Transfer Theorem) 等重要分析工具。 1.3 交流（AC）稳态分析：这是电力系统和电子设备的核心。本书采用相量（Phasor）表示法，系统性地分析了电阻（R）、电感（L）、电容（C）元件在正弦交流电压/电流下的行为。关键内容包括：阻抗 (Impedance) 和导纳 (Admittance) 的概念及其复数表示。功率概念的完整解析：区分有功功率（P）、无功功率（Q）和视在功率（S），并深入探讨功率因数 (Power Factor) 的物理意义及其对系统效率的影响。 RLC串联和并联谐振电路的特性分析，包括谐振频率、带宽和品质因数（Q Factor）的计算。第二部分：三相系统与平衡/不平衡负载分析现代电力分配几乎完全依赖于三相系统。本部分致力于提供对三相电力系统的透彻理解，这是所有大规模电力工程的前提。 2.1 三相系统的产生与连接：详细解释了三相电压的产生机制，以及星形（Y）连接和三角形（Δ）连接的原理、相量关系和线电压/线电流与相电压/相电流之间的转换关系。 2.2 三相功率计算：重点推导了在平衡三相系统中，线量与相量如何关联到总功率的计算，特别是统一使用线电流和线电压计算总视在功率 $S = sqrt{3} V_L I_L$ 的方法。 2.3 不平衡三相系统分析：针对实际工业配电中常见的非对称情况，本书引入了对称分量法 (Symmetrical Components)。通过将不平衡三相系统分解为正序、负序和零序分量，我们能够简化复杂的计算，并有效地诊断故障，这是高级故障分析的必备技能。第三部分：瞬态分析与二阶系统响应为了理解开关操作、雷击或设备故障等非稳态情况下的系统行为，必须掌握系统的瞬态响应。 3.1 一阶系统响应：重点分析含有一个储能元件（RL 或 RC）的电路，如何对阶跃输入做出响应。涉及时间常数 ($ au$) 的定义、电压/电流的指数衰减与上升过程，以及电容的充放电过程。 3.2 二阶系统响应：分析含有两个储能元件（如 RLC 串联或并联电路）的响应。关键在于理解自然频率 ($omega_0$) 和阻尼比 ($zeta$) 这两个参数如何决定系统的行为，包括：过阻尼 (Overdamped)：缓慢且无振荡的响应。临界阻尼 (Critically Damped)：最快无超调的响应。欠阻尼 (Underdamped)：出现振荡并最终衰减的响应。本书通过拉普拉斯变换（Laplace Transform）的初步介绍，提供了一种强大的代数工具来分析这些瞬态问题，避免了繁琐的微分方程求解。第四部分：线性电路的频率响应与网络定理本部分将分析电路对不同频率信号的敏感性，并介绍高级的电路简化工具。 4.1 频率响应分析：使用波特图（Bode Plot）的概念，直观地展示系统对频率的增益和相位变化。分析低通、高通、带通和带阻滤波器（仅包含理想元件）的基本结构和截止频率的确定。 4.2 线性二端口网络分析：介绍如何将复杂的多端口网络简化为二端口网络 (Two-Port Networks) 来描述信号的输入和输出关系。详细讲解了Z参数（阻抗参数）、Y参数（导纳参数）和H参数（混合参数）的定义、测量方法及其在级联网络分析中的应用。 4.3 进阶电路定理：除了前述的叠加和最大功率传输定理，本书还深入探讨了戴维南定理 (Thévenin's Theorem) 和诺顿定理 (Norton's Theorem)。这些定理是简化复杂电源和负载模型、加速电路分析的利器。通过大量实例演示如何将一个复杂的线性网络简化为一个等效电压源（戴维南）或等效电流源（诺顿）及其内部阻抗。 --- 本书的特点在于其对计算方法的严格要求和对实际工程问题的映射能力。所有理论推导都清晰展示，并配有详细的数值示例，帮助读者将抽象的数学模型转化为可操作的工程解决方案。本书是学习更高级电力系统、控制理论或电子电路设计前不可或缺的基础参考。