电气工程师自学一本通（微视频版）

定　　价：99 元

• 作者：蔡杏山
• 出版时间：2022/1/1
• ISBN：9787121379062
• 出 版 社：电子工业出版社

• 中图法分类：TM 
• 页码：384
• 版次：01
• 开本：16开

内容简介

本书介绍了电气基础与安全用电、电工基本操作技能、电工仪表、低压电器、电子元器件、变压器与传感器、电动机及控制线路、家装电工技能、电工识图基础、照明与动力电气线路识图、PLC基础与入门实战、PLC 编程软件的使用、PLC 指令说明与应用实例、变频器的使用、变频器与PLC 的应用电路、触摸屏与PLC的综合应用、步进电机与步进驱动技术、伺服电机与伺服驱动技术、单片机入门实战。本书具有起点低、由浅入深、语言通俗易懂，并且内容结构安排符合学习认知规律，适合作电气工程师的自学图书，也适合作职业学校和社会培训机构的电工教材。

作者介绍

蔡杏山，电工电子领域专家。曾做过十多年的教师，先后任教3所不同的大、中专院校，教过培训班、中专和高职层次的学生，所授课程涉及广泛，有丰富的教学及实践经验。2008年以后，工作重心放在图书写作和出版上，至今编著的各类电工电子类图书超过100本，近几年来开卷统计，其电工电子类图书全国销量总码洋常年排在前三列，并创单本销量10万册以上的好成绩。

目 录

第1章 电路基础与安全用电 ? 1
1.1 电路基础 ? 1
1.1.1 电路与电路图 ? 1
1.1.2 电流与电阻 ? 1
1.1.3 电位、电压和电动势 ? 3
1.1.4 电路的三种状态 ? 4
1.1.5 接地与屏蔽 ? 5
1.2 欧姆定律 ? 6
1.2.1 部分电路欧姆定律 ? 6
1.2.2 全电路欧姆定律 ? 6
1.3 电功、电功率和焦耳定律 ? 7
1.3.1 电功 ? 7
1.3.2 电功率 ? 8
1.3.3 焦耳定律 ? 8
1.4 电阻的串联、并联和混联 ? 9
1.4.1 电阻的串联 ? 9
1.4.2 电阻的并联 ? 9
1.4.3 电阻的混联 ? 10
1.5 直流电与交流电 ? 10
1.5.1 直流电 ? 10
1.5.2 单相交流电 ? 11
1.5.3 三相交流电 ? 13
1.6 安全用电与急救 ? 15
1.6.1 电流对人体的伤害 ? 15
1.6.2 人体触电的几种方式 ? 16
1.6.3 接地与接零 ? 18
1.6.4 触电的急救方法 ? 19

第2章 电工工具 ? 20
2.1 常用测试工具 ? 20
2.1.1 氖管式测电笔 ? 20
2.1.2 数显式测电笔 ? 21
2.1.3 校验灯 ? 22
2.2 绝缘导线 ? 23
2.2.1 绝缘层的剥离 ? 23
2.2.2 绝缘导线间的连接 ? 25
2.2.3 绝缘导线与接线柱的连接 ? 28
2.2.4 绝缘层的恢复 ? 29

第3章 电工仪表 ? 30
3.1 指针式万用表的使用 ? 30
3.1.1 面板介绍 ? 30
3.1.2 使用准备 ? 31
3.1.3 测量直流电压 ? 33
3.1.4 测量交流电压 ? 33
3.1.5 测量直流电流 ? 34
3.1.6 测量电阻 ? 35
3.1.7 万用表使用注意事项 ? 36
3.2 数字式万用表 ? 37
3.2.1 面板介绍 ? 37
3.2.2 测量直流电压 ? 38
3.2.3 测量交流电压 ? 38
3.2.4 测量直流电流 ? 39
3.2.5 测量电阻 ? 39
3.2.6 测量线路通/断 ? 40
3.3 电能表 ? 41
3.3.1 种类与外形 ? 41
3.3.2 单相电能表的接线 ? 41
3.3.3 三相电能表的接线 ? 42
3.3.4 机械式电能表与电子式电能表的区分 ? 42
3.3.5 电能表的型号与铭牌含义 ? 43
3.3.6 电能表的电流规格选用 ? 44
3.4 钳形表 ? 45
3.4.1 钳形表的结构与测量原理 ? 45
3.4.2 指针式钳形表的使用 ? 45
3.4.3 数字式钳形表的使用 ? 47
3.5 摇表（兆欧表） ? 49
3.5.1 实物介绍 ? 49
3.5.2 工作原理 ? 50
3.5.3 使用方法 ? 51
3.5.4 使用注意事项 ? 53

第4章 低压电器 ? 54
4.1 开关 ? 54
4.1.1 照明开关 ? 54
4.1.2 按钮开关 ? 54
4.1.3 闸刀开关 ? 56
4.1.4 组合开关 ? 56
4.1.5 倒顺开关 ? 57
4.1.6 万能转换开关 ? 57
4.1.7 行程开关 ? 58
4.1.8 开关的检测 ? 58
4.2 熔断器 ? 59
4.2.1 RC 插入式熔断器 ? 60
4.2.2 RL 螺旋式熔断器 ? 60
4.2.3 RM 无填料封闭式熔断器 ? 60
4.2.4 RS 有填料快速熔断器 ? 61
4.2.5 RT 有填料封闭管式熔断器 ? 61
4.2.6 熔断器的检测 ? 62
4.3 断路器 ? 62
4.3.1 外形与符号 ? 62
4.3.2 结构与工作原理 ? 62
4.3.3 面板参数的识读 ? 63
4.3.4 断路器的检测 ? 64
4.4 漏电保护器 ? 64
4.4.1 外形与符号 ? 64
4.4.2 结构与工作原理 ? 65
4.4.3 面板参数的识读 ? 65
4.4.4 漏电模拟测试 ? 66
4.4.5 漏电保护器的检测 ? 67
4.5 交流接触器 ? 68
4.5.1 结构、符号与工作原理 ? 68
4.5.2 外形与接线端 ? 68
4.5.3 辅助触点组的安装 ? 69
4.5.4 面板参数和型号识读 ? 69
4.5.5 交流接触器的检测 ? 70
4.5.6 交流接触器的选用 ? 71
4.6 热继电器 ? 72
4.6.1 结构与工作原理 ? 72
4.6.2 接线端子与操作部件 ? 73
4.6.3 面板参数的识读 ? 73
4.6.4 选用 ? 74
4.6.5 热继电器的检测 ? 75
4.7 中间继电器 ? 76
4.7.1 外形与符号 ? 76
4.7.2 参数与触点引脚图的识读 ? 76
4.7.3 选用 ? 77
4.7.4 中间继电器的检测 ? 77
4.8 时间继电器 ? 78
4.8.1 时间继电器的外形与符号 ? 78
4.8.2 时间继电器的种类与特点 ? 79
4.8.3 时间继电器的选用 ? 79
4.8.4 时间继电器的检测 ? 80

第5章 电子元器件 ? 81
5.1 电阻器 ? 81
5.1.1 固定电阻器 ? 81
5.1.2 电位器 ? 85
5.1.3 敏感电阻器 ? 87
5.2 电感器 ? 89
5.2.1 外形与符号 ? 89
5.2.2 主要参数与标注方法 ? 90
5.2.3 性能 ? 91
5.2.4 检测 ? 93
5.3 电容器 ? 93
5.3.1 外形、结构与符号 ? 93
5.3.2 主要参数 ? 93
5.3.3 性能 ? 94
5.3.4 容量的标注方法 ? 97
5.3.5 检测 ? 97
5.4 二极管 ? 98
5.4.1 PN 结的形成 ? 98
5.4.2 二极管结构、符号和外形 ? 98
5.4.3 二极管的性能 ? 99
5.4.4 二极管的极性判别 ? 99
5.4.5 二极管的常见故障及检测 ? 100
5.4.6 二极管的常见应用：发光二极管 ? 101
5.4.7 二极管的常见应用：稳压二极管 ? 102
5.5 三极管 ? 102
5.5.1 外形与符号 ? 102
5.5.2 结构 ? 103
5.5.3 电流和电压规律 ? 104
5.5.4 检测 ? 105
5.6 其他常用元器件 ? 108
5.6.1 光电耦合器 ? 108
5.6.2 晶闸管 ? 109
5.6.3 场效应管 ? 110
5.6.4 IGBT ? 112
5.6.5 集成电路 ? 113

第6章 变压器与传感器 ? 115
6.1 变压器 ? 115
6.1.1 变压器的基础知识 ? 115
6.1.2 三相变压器及接线方式 ? 117
6.1.3 电力变压器 ? 120
6.1.4 自耦变压器 ? 121
6.1.5 交流弧焊变压器 ? 122
6.2 温度传感器 ? 124
6.2.1 金属热电阻温度传感器 ? 124
6.2.2 红外线温度传感器 ? 125
6.3 接近开关与光电开关 ? 127
6.3.1 电感式接近开关 ? 127
6.3.2 电容式接近开关 ? 128
6.3.3 霍尔式接近开关 ? 128
6.3.4 对射型光电开关 ? 129
6.3.5 反射型光电开关 ? 129
6.3.6 U 槽型光电开关 ? 130
6.3.7 接近开关的输出电路及接线 ? 130
6.3.8 接近开关的选用 ? 132
6.4 位移（测距）传感器 ? 132
6.4.1 电位器式位移传感器 ? 132
6.4.2 电感式位移传感器 ? 133
6.4.3 磁致伸缩位移传感器 ? 133
6.4.4 超声波位移传感器 ? 134
6.4.5 位移传感器的接线 ? 135
6.5 压力传感器 ? 135
6.5.1 种类与工作原理 ? 136
6.5.2 外形及型号含义 ? 136
6.5.3 接线 ? 137

第7章 电动机及控制线路 ? 138
7.1 三相异步电动机 ? 138
7.1.1 三相异步电动机的外形与结构 ? 138
7.1.2 三相异步电动机的定子绕组接线方式 ? 140
7.1.3 三相异步电动机的绕组检测 ? 141
7.1.4 测量绕组的绝缘电阻 ? 141
7.2 三相异步电动机的常用控制线路 ? 142
7.2.1 简单的正转控制线路 ? 142
7.2.2 点动正转控制线路 ? 142
7.2.3 自锁正转控制线路 ? 144
7.2.4 接触器联锁正反转控制线路 ? 145
7.2.5 限位控制线路 ? 146
7.2.6 顺序控制线路 ? 148
7.2.7 多地控制线路 ? 149
7.2.8 星形-三角形降压启动控制线路 ? 149
7.3 单相异步电动机及控制线路 ? 151
7.3.1 单相异步电动机的结构与原理 ? 151
7.3.2 判别启动绕组与主绕组 ? 152
7.3.3 转向控制线路 ? 152
7.3.4 调速控制线路 ? 153
7.4 直流电动机 ? 155
7.4.1 工作原理 ? 155
7.4.2 外形与结构 ? 156
7.5 无刷直流电动机 ? 156
7.5.1 外形 ? 157
7.5.2 结构与工作原理 ? 157
7.5.3 驱动电路 ? 158
7.6 直线电动机 ? 161
7.6.1 外形 ? 161
7.6.2 结构与工作原理 ? 161
7.6.3 种类 ? 161

第8章 家装电工技能 ? 163
8.1 照明光源 ? 163
8.1.1 白炽灯 ? 163
8.1.2 荧光灯 ? 164
8.1.3 卤钨灯 ? 165
8.1.4 高压汞灯 ? 165
8.2 室内配电布线 ? 167
8.2.1 了解整幢楼的配电系统 ? 167
8.2.2 室内配电原则 ? 167
8.2.3 配电布线 ? 168
8.3 开关、插座和配电箱的安装 ? 173
8.3.1 开关的安装 ? 173
8.3.2 插座的安装 ? 174
8.3.3 配电箱的安装 ? 175

第9章 电工识图基础 ? 177
9.1 电气图的分类 ? 177
9.1.1 系统图 ? 177
9.1.2 电路图 ? 178
9.1.3 接线图 ? 178
9.1.4 电气平面图 ? 178
9.1.5 设备元件和材料表 ? 179
9.2 电气图的制图与识图规则 ? 180
9.2.1 图纸格式、幅面尺寸和图纸分区 ? 180
9.2.2 图线和字体等规定 ? 182
9.2.3 电气图的布局 ? 184
9.3 电气图的表示方法 ? 185
9.3.1 电气连接线的表示方法 ? 185
9.3.2 电气元件的表示方法 ? 188
9.3.3 电气线路的表示方法 ? 190
9.4 电气符号的含义、构成和表示方法 ? 191
9.4.1 图形符号 ? 191
9.4.2 文字符号 ? 193

第10章 照明与动力配电线路的识读 ? 194
10.1 基础知识 ? 194
10.1.1 照明灯具的标注 ? 194
10.1.2 配电线路的标注 ? 195
10.1.3 用电设备的标注 ? 196
10.1.4 电力和照明设备的标注 ? 196
10.1.5 开关与熔断器的标注 ? 197
10.1.6 电缆的标注 ? 197
10.1.7 常用电气设备符号的说明 ? 197
10.2 住宅照明配电电气图的识读 ? 199
10.2.1 整幢楼总电气系统图的识读 ? 199
10.2.2 楼层配电箱电气系统图的识读 ? 200
10.2.3 户内配电箱电气系统图的识读 ? 200
10.2.4 住宅照明与插座电气平面图的识读 ? 201
10.3 动力配电电气图的识读 ? 203
10.3.1 动力配电系统的三种接线方式 ? 203
10.3.2 动力配电系统图的识图实例 ? 204
10.3.3 动力配电平面图的识图实例 ? 205
10.3.4 动力配电线路图和接线图的识图实例 ? 206

第11章 PLC 基础与入门实战 ? 210
11.1 认识PLC ? 210
11.1.1 两种类型的PLC ? 210
11.1.2 PLC控制与继电器控制比较 ? 211
11.2 PLC 的组成与工作原理 ? 212
11.2.1 PLC的组成方框图 ? 212
11.2.2 输入接口电路 ? 212
11.2.3 输出接口电路 ? 213
11.2.4 PLC的工作方式 ? 214
11.2.5 实例：PLC 程序控制电气线路的工作过程 ? 215
11.3 三菱FX3U系列PLC 介绍 ? 216
11.3.1 面板组成部件 ? 216
11.3.2 规格概要 ? 217
11.4 PLC 入门实战 ? 218
11.4.1 PLC控制双灯先后点亮的硬件线路及说明 ? 218
11.4.2 DC 24V 电源适配器与PLC 的电源接线 ? 219
11.4.3 编程电缆（下载线）及驱动程序的安装 ? 221
11.4.4 编写程序并下载到PLC ? 223
11.4.5 实物接线 ? 225
11.4.6 实际通电操作测试 ? 226

第12章 PLC 编程软件的使用 ? 228
12.1 编程软件的安装 ? 228
12.1.1 安装软件环境 ? 228
12.1.2 安装GX Developer 编程软件 ? 228
12.1.3 软件启动、软件窗口及梯形图工具 ? 230
12.2 编程软件的使用 ? 233
12.2.1 创建新工程 ? 233
12.2.2 编写梯形图程序 ? 233
12.2.3 梯形图的编辑 ? 237
目 录
第13章 PLC 指令说明与应用实例 ? 240
13.1 PLC 指令说明 ? 240
13.1.1 逻辑取及驱动指令 ? 240
13.1.2 触点串联指令 ? 240
13.1.3 触点并联指令 ? 241
13.1.4 串联电路块的并联指令 ? 242
13.1.5 并联电路块的串联指令 ? 242
13.1.6 边沿检测指令 ? 243
13.1.7 多重输出指令 ? 244
13.1.8 主控和主控复位指令 ? 247
13.1.9 取反指令 ? 248
13.1.10 置位与复位指令 ? 248
13.1.11 结果边沿检测指令 ? 248
13.1.12 脉冲微分输出指令 ? 249
13.1.13 空操作指令 ? 250
13.1.14 程序结束指令 ? 251
13.2 PLC 基本控制线路与梯形图 ? 251
13.2.1 启动、自锁和停止控制的PLC 线路与梯形图 ? 251
13.2.2 正、反转联锁控制的PLC 线路与梯形图 ? 252
13.2.3 多地控制的PLC线路与梯形图 ? 253
13.2.4 定时控制的PLC线路与梯形图 ? 255
13.2.5 定时器与计数器组合延长定时控制的PLC 线路与梯形图 ? 257
13.2.6 多重输出控制的PLC 线路与梯形图 ? 258
13.2.7 过载报警控制的PLC 线路与梯形图 ? 259
13.2.8 闪烁控制的PLC线路与梯形图 ? 261
13.3 PLC 控制喷泉的开发实例 ? 262
13.3.1 控制要求 ? 262
13.3.2 PLC用到的I/O 端子与连接的输入/输出设备 ? 262
13.3.3 PLC控制线路 ? 263
13.3.4 PLC控制程序及详解 ? 263
13.4 PLC 控制交通信号灯的开发实例 ? 264
13.4.1 控制要求 ? 264
13.4.2 PLC用到的I/O 端子与连接的输入/输出设备 ? 265
13.4.3 PLC控制线路 ? 265
13.4.4 PLC控制程序及详解 ? 266

第14章 变频器的使用 ? 268
14.1 变频器的基本结构原理 ? 268
14.1.1 异步电动机的两种调速方式 ? 268
14.1.2 变频器的基本结构及原理 ? 269
14.2 变频器的操作面板组件（三菱FR-A740 型） ? 270
14.2.1 变频器的外形 ? 270
14.2.2 变频器的操作面板拆卸与安装 ? 271
14.3 变频器的端子功能与接线 ? 272
14.3.1 总接线图 ? 272
14.3.2 主回路端子接线及说明 ? 274
14.4 变频器的操作面板使用 ? 275
14.4.1 变频器的操作面板说明 ? 275
14.4.2 切换运行模式 ? 276
14.4.3 查看输出频率、输出电流和输出电压 ? 277
14.4.4 设置输出频率 ? 277
14.4.5 设置参数 ? 278
14.4.6 清除参数 ? 278
14.4.7 复制参数 ? 279
14.4.8 锁定操作面板 ? 279
14.5 变频器的运行操作 ? 280
14.5.1 面板操作 ? 280
14.5.2 外部操作 ? 281
14.5.3 组合操作 ? 283

第15章 变频器与PLC 的应用电路 ? 286
15.1 变频器控制电动机正转的电路与参数设置 ? 286
15.1.1 开关控制式正转控制电路 ? 286
15.1.2 继电器控制式正转控制电路 ? 287
15.2 变频器控制电动机正、反转的电路与参数设置 ? 287
15.2.1 开关控制式正、反转控制电路 ? 287
15.2.2 继电器控制式正、反转控制电路 ? 288
15.3 工频/变频切换电路与参数设置 ? 289
15.3.1 变频器跳闸保护电路 ? 289
15.3.2 工频与变频的切换电路 ? 290
15.4 变频器控制电动机多挡转速的电路与参数设置 ? 291
15.4.1 多挡转速控制说明 ? 292
15.4.2 多挡转速控制参数 ? 292
15.4.3 多挡转速控制电路 ? 293
15.5 PLC 控制变频器驱动电动机正、反转的电路与程序 ? 294
15.6 PLC 控制变频器驱动电动机多挡转速运行的电路与程序 ? 296
目 录
第16章 触摸屏与PLC 的综合应用 ? 300
16.1 触摸屏的基础知识 ? 300
16.1.1 基本组成 ? 300
16.1.2 工作原理 ? 300
16.2 三菱触摸屏与硬件的连接 ? 301
16.2.1 参数规格 ? 302
16.2.2 型号含义 ? 302
16.2.3 连接硬件设备 ? 303
16.3 三菱触摸屏组态软件的使用 ? 304
16.3.1 软件的安装、启动及窗口介绍 ? 304
16.3.2 软件的使用 ? 307
16.3.3 画面数据的上传与下载 ? 310
16.4 用触摸屏操作PLC实现电动机正、反转控制的开发实例 ? 312
16.4.1 根据控制要求确定需要为触摸屏制作的画面 ? 312
16.4.2 用GT Designer 软件制作各个画面并设置画面切换方式 ? 312
16.4.3 连接计算机与触摸屏并下载画面数据 ? 317
16.4.4 用PLC 编程软件编写电动机正、反转控制程序 ? 318
16.4.5 触摸屏、PLC 和电动机控制电路的硬件连接和触摸操作测试? 318

第17章 步进电动机与步进驱动技术 ? 319
17.1 步进电动机 ? 319
17.1.1 步进电动机的外形 ? 319
17.1.2 步进电动机的工作原理 ? 319
17.2 步进驱动器 ? 322
17.2.1 步进驱动器的内部组成与工作原理 ? 322
17.2.2 步进驱动器的接线及说明 ? 323
17.2.3 步进电动机的接线及说明 ? 324
17.2.4 细分设置 ? 325
17.2.5 工作电流的设置 ? 326
17.2.6 静态电流的设置 ? 326
17.2.7 脉冲输入模式的设置 ? 327
17.3 步进电动机正、反向定角循环运行的电气线路及PLC程序 ? 327
17.3.1 控制要求 ? 327
17.3.2 电气线路及说明 ? 328
17.3.3 细分、工作电流和脉冲输入模式的设置 ? 329
17.3.4 PLC控制程序及说明 ? 329
17.4 步进电动机定长运行的电气线路及PLC 程序 ? 331
17.4.1 控制要求 ? 331
17.4.2 电气线路及说明 ? 332
17.4.3 细分、工作电流和脉冲输入模式的设置 ? 333
17.4.4 PLC控制程序及说明 ? 333

第18章 伺服电动机与伺服驱动技术 ? 336
18.1 交流伺服系统的三种控制模式 ? 336
18.1.1 交流伺服系统的位置控制模式 ? 336
18.1.2 交流伺服系统的速度控制模式 ? 336
18.1.3 交流伺服系统的转矩控制模式 ? 337
18.2 伺服电动机与伺服驱动器的说明 ? 337
18.2.1 伺服电动机 ? 337
18.2.2 伺服驱动器 ? 339
18.3 伺服电动机在速度控制模式下的应用电路与标准接线 ? 342
18.3.1 伺服电动机多段速运行的伺服驱动线路 ? 342
18.3.2 工作台往返限位运行的伺服驱动线路 ? 344
18.3.3 伺服电动机在速度控制模式下的标准接线 ? 347
18.4 伺服驱动器在转矩控制模式下的应用电路与标准接线 ? 348
18.4.1 卷纸机的收卷恒张力控制实例 ? 348
18.4.2 伺服驱动器在转矩控制模式下的标准接线 ? 350
18.5 伺服驱动器在位置控制模式下的应用电路与标准接线 ? 351
18.5.1 工作台往返定位运行的伺服驱动线路 ? 351
18.5.2 伺服驱动器在位置控制模式下的标准接线 ? 353

第19章 单片机入门实战 ? 354
19.1 单片机简介 ? 354
19.1.1 什么是单片机 ? 354
19.1.2 单片机应用系统的组成及实例 ? 355
19.1.3 单片机的分类? 356
19.1.4 单片机的应用领域 ? 357
19.2 实例：单片机应用系统的开发过程 ? 357
19.2.1 明确控制要求并选择合适型号的单片机 ? 357
19.2.2 设计单片机电路原理图 ? 358
19.2.3 制作单片机电路 ? 359
19.2.4 用Keil 软件编写单片机控制程序 ? 360
19.2.5 计算机、下载器和单片机的连接 ? 363
19.2.6 用烧录软件将程序写入单片机 ? 365
19.2.7 单片机电路的供电与测试 ? 367