自2001 年教育部颁发了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》以来, 国内高等院校不断加大在公共课和专业课教学中推广与普及双语教学的力度, 推动着双语教学的改革与试点。双语教学的开展与普及对于中国高等教育的全球化发展和培养国际化、 高素质的综合性人才具有显著的积极意义。2007年1月, 本书的部分编者开始了“电工学”课程双语教学的改革试点, 通过广泛比较各种相关课程的外文原版教材, 最终选择了由Allan R Hambley编著、 Pearson Education出版的Electrical Engineering Principles and Applications。该教材一直被美国蒙大拿大学、 科罗拉多大学以及加拿大滑铁卢大学等院校的机械、 化学、 环境、 地理甚至计算机等专业选用。
从教材的结构与内容来看, 原版教材与国内现行的教学大纲和教学基本要求基本吻合, 所以适合双语教学的需要。该教材的特点是: 对知识点和概念的介绍清晰、 生动, 列举应用电路的实例丰富, 而且文字叙述简明、 生动。同时, 练习题量大, 便于学生自学和复习。从双语教学试点班学生的反馈信息来看,他们对教材的总体评价是易学、 易懂, 本书对培养学生的创造力和想象力有潜移默化的影响。学生对英语专业术语有了一定程度的掌握, 而且逐渐养成用英语思维的习惯, 为未来的专业学习和发展打下了良好的基础。不过, 该教材内容广泛、 篇幅多, 因而教材厚, 而且价格不菲, 即使是影印版教材的价格也不低。另外, 该教材与国内课程学时、 教材内容体系、 教学大纲的内容及难度要求仍然有一定差异。
因此, 本书是对原书第4版主要内容的翻译和改编, 基本保留了原版教材的风格、 内容和特点。当然, 为了适应我国教学指导委员会提出的“电工学”教学基本要求, 本书也适当删减和改编了部分章节, 具体细节将在后面加以介绍。
随着科学技术的不断发展, 各学科与电工学科之间的联系不断加强。目前, 各高校开设“电工学”课程的专业和学科越来越多, “电工学”课程已经不只是非电类工科学生的技术基础课, 也成为经管类和理科类专业的选修课程。为适应各专业的需求,“ 电工学”课程的模块化教学日益明显, 课程类别主要分为3类: ① 包含电路理论、 电子技术和电机控制及其应用的“电工电子技术”课程; ② 仅包含电路理论和电子技术的“电路与电子技术”课程; ③ 仅包含电路理论和模拟电子技术的“电路与模拟电子技术”课程。
Electrical Engineering Principles and Applications原版教材的内容非常丰富, 包括电路分析、 数字系统、 电子学和电机与电器等内容。但是, 其价格高、 书本厚、 内容宽泛, 并不适应我国高等学校学生在学习过程中普遍购买配套教材的现状。基于前述理由, 有必要将原版教材的内容按模块分类, 重新编译。首先, 将第一部分的电路理论和第二、 三部分的(数字和模拟)电子技术内容编辑为一册; 如果有必要, 可将第二部分的微型计算机、 计算机测量以及第四部分的变压器、 电机控制及其应用等内容另行组合为第二册教材。这样的安排比较合理、 可行, 更适用作为国内“电工学”课程的双语教材。
综上所述, 本书包括电路理论和电子技术这两部分内容, 适用于化工、 生物、 土木等非电专业学生的“电工学”课程, 也可以作为电气工程、 计算机、 自动化等专业学生的“专业导论”课程的参考教材。本书主要内容
基本电路的分析和测量
· 一阶电路的暂态响应
· 交流稳态电路
· 逻辑电路
· 二极管电路
· 场效应管和双极结型晶体管(三极管)电路
· 放大电路
· 运算放大器先修课程
先修课程为“大学物理”和“高等数学”, 尤其需要电学基础和复数运算、 单变量微积分等知识。目录及内容组织
第一部分电路
第1章定义电流、 电压、 功率和能量, 介绍基尔霍夫定律、 欧姆定律, 定义电源和电阻
第2章分析电阻电路, 介绍串并联电阻等效电路、 节点电压法、 戴维宁等效电路、 诺顿等效电路、 电源变换、 叠加原理等电路分析方法, 以及惠斯通电桥。
第3章介绍电容、 电感和互感。考虑到国内学生在 “大学物理” 课程中已经学习了电容、 电阻和电感元件的结构、 特性和串并联等效关系, 在“高等数学”课程中已经学习过对一阶常系数微分方程的求解, 因此适当精简了内容。
第4章讨论电路的暂态响应, 求解一阶RL和RC电路的微分方程, 以及三要素法分析。考虑到国内学生在高等数学课程中已经学习过对一阶常系数微分方程的求解, 此章精简了对微分方程求解暂态响应方法的应用。同时, 基于“电工学”课程的教学要求, 增加了国内教材普遍介绍的三要素法及其应用, 删去了对二阶电路的介绍和应用。
.第5章讨论正弦稳态电路, 介绍电感和电容的复阻抗和伏安关系, 各种功率的概念和计算, 应用戴维宁等效和叠加原理分析正弦交流电路, 以及对三相对称电路的分析计算。
第6章讨论频率响应、 波特图、 谐振和滤波器, 建立傅里叶理论的基本概念和应用。删去了二阶滤波器、 数字信号处理等部分内容。
第二部分电子技术
第7章介绍逻辑系统、 门电路、 布尔代数、 卡诺图、 触发器, 以及编码器、 译码器等组合逻辑电路, 寄存器、 计数器等时序逻辑电路。
删去了原片教材中的第8章“微型计算机系统”和第9章“基于计算机的测量系统”。——译者注第8章介绍二极管的电路模型、 负载线分析和各种应用电路, 例如整流电路、 稳压电路和波形整形电路等。
第9章以系统的形式介绍放大器的性能参数和多种电路模型, 包括各种增益、 阻抗、 负载效应、 频率响应、 非线性失真、 共模抑制、 直流漂移等内容。
第10章介绍MOS场效应管的结构、 工作原理和特性曲线, 负载线分析、 大信号和小信号模型、 偏置电路, 以及共源放大器和共漏放大器的直流和交流分析。
第11章介绍双极结型晶体管的结构、 工作原理和特性曲线, 负载线分析、 大信号和小信号模型、 偏置电路, 以及共射放大器和共集放大器的直流和交流分析。
第12章讨论运算放大器的结构、 工作原理及其各种线性应用。
本书重点强调对电路理论和电子技术知识的介绍, 因此删去了原书第四部分的磁路、 电机与电器的内容。
本书配有大量习题, 其中习题号前加“*”标记表示该题答案能在OrCAD CD或www.myengineeringlab.com中找到。
本书由重庆大学“电工学”课程组进行编译, 教材的编写大纲经过课程组教师的共同讨论得以确定, 由熊兰负责编译工作。彭光金编译第1~2章; 孙韬编译第3~5章; 彭文雄编译第6章; 熊兰编译第7~ 8章; 余传祥编译第9~12章。
在编译过程中, 译者认真总结多年的教学经验, 学习参考了国内外同类和相关中英文教材,力求本教材能够贴近国内教学大纲和教学要求, 内容有针对性, 符合我国学生的认知能力。同时, 力求语言叙述流畅、 清晰易懂, 篇幅适当, 在章节之间注意内容的衔接与连贯性, 过渡自然。在教材编写后期, 教材试用得到了2007届电工学双语课程试点班同学的支持, 他们提出了很多宝贵的意见和建议, 在此一并表示衷心的感谢。
由于编者水平有限, 书中难免存在缺点和错误, 恳请广大读者批评指正。
译者
2009年12月