基于计算机的交互式方法
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作者(美)乔治G.卡拉狄(George G.Karady),(美)基思E.霍尔伯特(Keith E.Holbert) 著;卢艳霞,张秀敏,桂峻峰 译
出版社机械工业出版社
ISBN9787111515531
出版时间2016-01
装帧平装
开本其他
定价180元
货号1201233634
上书时间2024-12-09
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商品详情
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作者简介
George G.Karady，1960年取得布达佩斯工业经济大学电力工程博士学位；1996年取得布达佩斯工业经济大学荣誉博士学位；现任美国亚利桑那州立大学咸湖项目主讲教授。
Keith E.Holbert，田纳西州大学核工程博士；现为美国亚利桑那州立大学电子工程、计算机及能源工程学院原子能发电项目负责人；也是注册专业工程师和IEEE的会员。
目录
译者序
原书前言与致谢
章 电力系统
1.1 电网
1.1.1 输电系统
1.1.2 配电系统
1.2 传统输电系统
1.2.1 变电站组成
1.2.2 变电站和设备
1.2.3 气体绝缘开关设备
1.2.4 电力系统稳态运行
1.2.5 电力系统动态运行（瞬态情况）
1.3 传统配电系统
1.3.1 配电馈线
1.3.2 住宅电气连接
1.4 智能电网
1.4.1 智能高压输电系统
1.4.2 智能配电网
1.5 练习
1.6 习题
第2章 发电站
2.1 火力发电厂
2.1.1 燃料储藏与处理
2.1.2 蒸汽锅炉
2.1.3 涡轮机
2.1.4 发电机与电气系统
2.1.5 燃气涡轮机
2.1.6 联合循环发电厂
2.2 核电厂
2.2.1 核反应堆
2.2.2 压水反应堆
2.2.3 沸水反应堆
2.3 水力发电厂
2.3.1 低水头水电厂
2.3.2 中与高水头水电厂
2.3.3 抽水蓄能设施
2.4 风力发电厂
2.5 太阳能发电厂
2.5.1 光伏发电
2.5.2 太阳能热电厂
2.6 地热发电厂
2.7 海洋发电
2.7.1 海洋潮汐
2.7.2 海流
2.7.3 海浪
2.7.4 海洋热能
2.8 其他发电
2.9 电能经济性
2.9.1 运营和维护成本
2.9.2 燃料成本
2.9.3 固定资本成本
2.9.4 总成本
2.10 负荷特性与预测
2.11 环境因素
2.12 练习
2.13 习题
第3章 单相电路
3.1 电路分析基础
3.1.1 基本概念与术语
3.1.2 电压与电流相量
3.1.3 功率
3.2 交流电路
3.3 阻抗
3.3.1 串联
3.3.2 并联
3.3.3 阻抗计算实例
3.4 负载
3.4.1 功率因数
3.4.2 电压调整率
3.5 基本定律与分析方法
3.5.1 基尔霍夫电流定律
3.5.2 基尔霍夫电压定律
3.5.3 戴维南定理与诺顿定理
3.6 单相电路分析应用
3.7 小结
3.8 练习
3.9 习题
第4章 三相电路
第5章 输电线与电缆
第6章 机电能量转换
第7章 变压器
第8章 同步电机
第9章 感应电机
0章 直流电机
1章 电力电子与电机控制
附录
答案
参考文献
内容摘要
乔治G.卡拉狄、基思E.霍尔伯特编著的《电能转换与传输――基于计算机的交互式方法（原书第2版）》提供关于电力传输、发电和应用方面基本知识的相关资料。全书共分11章，分别为电力系统、发电站、单相电路、三相电路、输电线与电缆、机电能量转换、变压器、同步电机、感应电机、直流电机及电力电子与电机控制。
本书附录提供了人工计算分析方法和基于利用计算机软件Mathcad、MATLAB以及PSpice计算来分析和解决问题的方法。
原书第2版是针对电能的转换和传输对当前环境产生的影响，并联系当前的工业发展而进行的全新修订。
本书的阅读对象是电气及相关专业本科生和教师，也可作为电气及相关专业工程师的参考用书。
精彩内容
2015年4月原书前言与致谢原书前言与致谢本书面向本科生，主要讲述电能转换与传输的基本概念。电能转换与传输是电力工程中的一个主要分支，每一个电气工程师都应该知道电机为何会转动及电能是怎样产生和传输的。而且，电网是任何一个国家基础设施的关键环节，行业的维护和发展需要具有一定技能的工程师，要求工程师能够利用现代计算技术理解并掌握电力系统及电能转换的理论。
在过去的十年中，随着科技进步及计算机的广泛使用，工程教育有了显著改善。工程教育工作者也已经认识到教学模式发生的转变，即学生从在课堂上被动地听讲到能够积极主动地去学的转变，教学模式也从以教师为中心的讲解转变到以学生为中心的教学互动。
教室计算机的装配及学生操作计算机的能力，为通过改变传授方法提高工程教育开辟了新的可能性。我们提倡研究内容的交互式演示，使学生真正参与到课堂中。编写本书的目的是促进学生的主动学习性，尤其是配备了计算机的课程。对于计算机辅助教学方法，由于学生参与其中，能使学生更好地掌握课程内容。这种方法的主要目标是通过互动性参与，提高学生的学习能力；其次，通过学生自己对计算机的吸引力，提高学生对电力工程的兴趣。这种交互式的方法可以更好地提高学生对理论知识的理解及解决问题的能力。
许多高校和教师强制使用某个软件，我们让教师自由地选择可用的软件。本书采用Mathcad，MATLAB和PSpice软件，附录里介绍了这三种软件的基本使用方法。由于学习专用软件需要投入较多的时间和精力，本书不注重专用电力工程仿真工具的讲述。相比之下，在通用软件方面，需要学生对理论和计算分析之间的联系投入更多的精力。
使用计算机可以分析复杂的问题，这些问题用手工计算和计算器是不容易解决的。事实上，有经验的教师会发现学生能够处理这些以前感到很难的问题，这是电能转换中的一个重要的现代化标志。熟悉这种现代计算技术在电力方面应用的学生，更能满足工业发展的需要。
本书提供课程的交互式教学素材。通过学生的主动参与，增强学习效果。本书具有以下优点：
① 学生的主动参与，能促进学生对课程更好地理解；
② 提高解决问题的能力；
③ 用行业所接受的计算机分析方法，同时可以学到工程的实际应用范例；
④ 讲课时，可以加强学生的注意力并保持一定的兴趣，该方法可以消除学生的无聊状态，不再盼着早点下课；
⑤ 由学生分析计算结果并得出结论，从而提高学习能力；
⑥ 学生会学到一般工业经常用到的数值分析和科学计算能力。
作者为教师推荐本书，目的是促进电力系统课程的现代化教学。本书也可以为工程师增加在电力系统知识和计算机技能方面的兴趣，这些知识在电力行业可以帮助读者扩大就业机会。
第2版所有章节的技术范围已涉及下面的内容：智能电网、对称分量、长输电线、感应电机、柔性交流（AC）输电系统、降压和升压变换器以及保护变压器、发电机、电动机和输电线。
如何有效地使用本书
本书与其他教材明显的不同在于一些经典的推导与具体实例相结合。这样，读者不仅具有分析表达由浅入深的理论知识的能力，而且，同时计算的数值结果能够协助学生判断各种参数和变量值的正确性。作者发现Mathcad特别适合这种教学。无论读者选择使用哪种软件，我们建议读者首先熟悉一下附录A的内容（“介绍Mathcad”），因为Mathcad的使用贯穿本书始末。读者会从使用中得到益处。虽然本书采用Mathcad、MATLAB和PSpice，其他的计算软件，如HSpice、Maple和Mathematica，甚至如Excel也可以有效地利用。
作者提供了本教材的课程大纲，本教材可用于一个学期或两个学期教学。例如，第2章发电站可以跳过不学，不会影响课程的连续性；同样，第3章单相电路复习基本电路分析方法，虽然本书是基于计算机分析的，但这通常是一个先决条件。一个学期或两个学期的课程时间表如下：
一学期课程周次内容1章电力系统2第3章单相电路（重点：34节和35节）3~4第4章三相电路（删掉46~48节）5~6第5章输电线与电缆（删掉553节、554节、573节、582节和59节）7~8第6章机电能量转换（删掉615节、64节和65节）9~10第7章变压器（删掉723节、737节、738节和7310节）11~12第8章同步电机（删掉834节和85节）13~14第9章感应电机（删掉936节、95节和96节）150章直流电机（删掉103节）两学期课程周次内容1章电力系统2~3第2章发电站4~5第3章单相电路6~8第4章三相电路9~12第5章输电线与电缆13~15第6章机电能量转换16~18第7章变压器19~21第8章同步电机22~24第9章感应电机25~260章直流电机27~301章电力电子与电机控制在此，概况性地提出具有代表性的教学模式。该教学模式的起点是首先介绍硬件和理论，基本公式及其实际应用则是由学生使用计算机共同开发研究。先将所讲内容分为特定的几个部分，教师对每一步进行概括分析，然后学生利用计算机继续研究。当学生们一起工作时，教师可以自由地在课堂走动，回答学生的问题，并掌握他们的理解程度。给学生充分的时间来完成这个过程并最后得出结论，指导老师需要对计算结果进行确认，必要时对学生的错误进行改正。这种教学过程会促进学生在理论知识和应用实践能力方面的提高，是以学生为中心的教学模式。
利用计算机，使理论和实践紧密结合，从而提高学生对此课程的兴趣。本书中用数值计算实例展示了公式的推导及运行分析。数值计算实例能促进对理论知识和物理现象的深入理解。此外，利用计算机可给学生提供及时的反馈。
此外，在课堂教学的同时，首先介绍每一章相关的硬件部分，例如用画图和照片展示结构和元器件图，接着是理论知识和相对应的电路图。每章主要着重于运行分析。每章后面的习题是开放式的，提供给学有余力的读者。
交动式教学法也适用于自主学习环境。在这种情况下，书中概述了每一个分析步骤。鼓励读者先不看本书中给出的解决方案，而使用计算机自己分析和计算。然后将自己的结果与正确答案相比较。这种解题的过程贯穿本书的每一章。
致谢
第2版在一些诚恳的建议的基础上进行了修改。作者向已故教授Richard Farmer表示真挚的感谢，他是美国国家工程院院士，他对版和第2版的手稿进行了全部审查；很感谢电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）教育学会颁发给我们的IEEE教育优秀论文奖，此奖是对基于计算机的交互式学习的认可。
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