最基本的電工基礎(chǔ)知識(shí)

1、簡(jiǎn)答題（共48分）.同一根導(dǎo)線的交流電阻和直流電阻為什么不一樣（3分）答案：當(dāng)交流電通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線截面內(nèi)的電流分布密度是不相同的，越接近導(dǎo)體中心， 電流密度越小，在導(dǎo)體表面附近電流密度則越大，這種現(xiàn)象叫作集膚效應(yīng)。頻率越高，這種 現(xiàn)象表現(xiàn)得越突出。由于這種集膚效應(yīng)的結(jié)果，使導(dǎo)線有效截面減小，電阻增大。當(dāng)直流電 流流過(guò)導(dǎo)線時(shí)，卻沒(méi)有這種現(xiàn)象。所以，同一根導(dǎo)線的交流電阻大于直流電阻。.什么是有功功率、無(wú)功功率和視在功率（3分）答案：有功電流和電壓產(chǎn)生的功率稱為有功功率，用 P表示。無(wú)功電流和電壓產(chǎn)生的功率稱為無(wú)功功率，用 Qft示。電壓LK電流I的乘積UI雖有功率的量綱，但不是電路實(shí)際消耗的功率

2、，所以稱為視在功率，用字母S表示。.何謂正序電壓、負(fù)序電壓和零序電壓（3分）答案：正序電壓是一組對(duì)稱的電壓相量，其頻率相同，大小相等，相位互差120 , 一般用A、Bi、Ci表示。其相序是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的 A-Bi-Ci。負(fù)序電壓是一組對(duì)稱的電壓相量，其頻率相同，大小相等，相位互差120。，一般用A、8、C2表示。其相序是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的 A-B2-C2。零序電壓是一組電壓相量，其頻率相同，大小相等，相位一致，一般用A）、Bo、C0表示。.電動(dòng)勢(shì)與電壓有什么區(qū)別它們的方向是怎么規(guī)定的（3分）答案：電動(dòng)勢(shì)是將外力克服電場(chǎng)力所做的功，而電壓則是電場(chǎng)力所做的功；電動(dòng)勢(shì)的正方 向?yàn)殡娢婚_(kāi)的方向，電壓的

3、方向?yàn)殡娢唤档姆较颉?什么是變壓器的空載損耗（3分）答案：變壓器的空載損耗指變壓器二次繞組開(kāi)路，一次繞組加上額定頻率的額定電壓時(shí)產(chǎn) 生的有功功率損耗。也稱為鐵損。.什么是相序（3分）答案：三相交流電依次達(dá)到正最大值（或相應(yīng)零值）的順序稱為相序，順時(shí)針按A-B-C的次序循環(huán)的相序稱為順序或正序，按A-C-B的次序循環(huán)的相序稱為逆序或負(fù)序，相序是由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向決定的。三相發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)或用三相電驅(qū)動(dòng)三相交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須考慮相序的問(wèn)題，否則會(huì)引起重大事故，為了防止接線錯(cuò)誤，低壓配電 線路中規(guī)定用顏色區(qū)分各相，黃色表示A相，綠色表示 B相，紅色表示 C相。.什么叫三相四線制（3分）答案：

4、三相四線制是帶電導(dǎo)體配電系統(tǒng)的型式之一。三相指 U、V、W（即A、B、C）三相，四 線指通過(guò)正常工作電流的三根相線和一根 N戔（中性線），不包括不通過(guò)正常工作電流的P囁 （保護(hù)接地線）。.分別簡(jiǎn)述幅值、頻率和初相位的基本概念。（3分）答案：幅值、頻率和初相位是確定正弦量的三要素，它們反映了正弦量的特點(diǎn)，其中幅值 決定正弦量變化的范圍，頻率決定正弦量變化的快慢，一般用每秒鐘內(nèi)電流方向改變的次數(shù) 來(lái)表示。初相位決定正弦初始狀態(tài)，即t=0時(shí)的相位角。.什么是并聯(lián)諧振其特點(diǎn)是什么（3分）答案：在電阻、電感、電容的并聯(lián)電路中，出現(xiàn)電路端電壓和總電流同相位的現(xiàn)象，叫并 聯(lián)諧振。它的特點(diǎn)是：并聯(lián)諧振是一種完

5、全的補(bǔ)償，電源無(wú)需提供無(wú)功功率，只提供電阻所需的有 功功率；諧振時(shí)，電路的總電流最小，而支路的電流往往大于電路的總電流，因此，并聯(lián)諧 振也稱電流諧振。發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)，在電感和電容元件中會(huì)流過(guò)很大的電流，因此會(huì)造成電路的熔絲熔斷或 燒毀電氣設(shè)備等事故。.什么是功率因數(shù)（3分）答案：在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（小）的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào) cos 小表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值。即： cos（I）=P/S功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)，如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù) 為1, 一般具有電感性或電容性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要

6、的技術(shù)數(shù)據(jù)。 功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一 個(gè)系數(shù)。功率因數(shù)低，說(shuō)明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率， 增加了線路供電損失。所以，供電部門(mén)對(duì)用電單位的功率因數(shù)有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。.串聯(lián)電路有何特點(diǎn)主要應(yīng)用在哪些方面（3分）答案：串聯(lián)電路有如下特點(diǎn)：（1）串聯(lián)電路中，流過(guò)各電阻的電流相同。（2）串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻上電壓降之和。（3）串聯(lián)電路的總電阻為各電阻之和。由申聯(lián)電路的特點(diǎn)可以看出：如果在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，那么電路的等效電阻就要增大， 在電源電壓不變的情況下，電路中的電流將要減少。所以，串聯(lián)電阻可起到限制電流的作用， 如大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在回路用人一個(gè)啟動(dòng)

7、電阻，可減小啟動(dòng)電流。串聯(lián)電阻的另一個(gè)用途就 是可起到分壓的作用，如電阻分壓器和多量程電壓表，就是利用這個(gè)原理做成的。.什么是最大運(yùn)行方式什么是最小運(yùn)行方式（2分）答案：最大運(yùn)行方式，是指在最大運(yùn)行方式運(yùn)行時(shí)，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路時(shí) 產(chǎn)生的短路電流最大。最小運(yùn)行方式，是指在最小運(yùn)行方式運(yùn)行時(shí)，具有最大的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn) 生的短路電流最小。.什么是保護(hù)接地與保護(hù)接零（2分）答案：將電氣設(shè)備的外殼和在正常情況下不帶電的金屬部分與接地極之間用導(dǎo)將電氣設(shè)備 的金屬外殼與三相四線制供電系統(tǒng)的零線相連接，叫保護(hù)接零。.什么是負(fù)載（2分）答案：負(fù)載是取用電能的裝置，也就是用電設(shè)備。連接部分

8、是用來(lái)連接電源與負(fù)載，構(gòu)成 電流通路的中間環(huán)節(jié)，是用來(lái)輸送，分配和控制電能的。.什么是三相交流電（2分）答案：三相交流電是電能的一種輸送形式，簡(jiǎn)稱為三相電。三相交流電源，是由三個(gè)頻率 相同、振幅相等、相位依次互差120。的交流電勢(shì)組成的電源。三相交流電的用途很廣，工 業(yè)中大部分的交流用電設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)，都采用三相交流電。.什么是零線、火線（2分）答案：一般家庭使用的電源線是由兩根導(dǎo)線組成的，其中一根叫相線（俗稱火線），一根 叫零線（即中性線）。正常情況下，零線電位為零，相線與零線之間的電壓為220伏。零線一般都與大地直接連接，零線與大地的電位是相等的。.什么是斷路與短路（2分）答案：電氣設(shè)備

9、在正常工作的時(shí)候，電路中的電流由電源的一端經(jīng)過(guò)電氣設(shè)備回到電源的 另一端形成閉合回路。如果將電流的回路切斷或者因某種原因發(fā)生斷線，電路中電流不能流 通，電路不能形成閉合回路，這就叫做斷路。電源的兩端不經(jīng)過(guò)任何電器設(shè)備，直接被導(dǎo)線連通叫做短路。當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，電 路內(nèi)會(huì)出現(xiàn)非常大的電流，這叫做短路電流。短路電流可能增大到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)允許的限度，使 導(dǎo)線劇烈升溫，甚至引燃導(dǎo)線、燒毀電氣設(shè)備，引起火災(zāi)。.為什么低壓網(wǎng)絡(luò)中普遍采用三相四線制供電（3分）答案：由于三相四線制供電可以同時(shí)獲得線電壓和相電壓兩種電壓，這對(duì)于用電者來(lái)說(shuō)是 比較方便的。在低壓網(wǎng)絡(luò)中，常采用動(dòng)力負(fù)荷與照明負(fù)荷混合供電，即將380V線

10、電壓供三相電動(dòng)機(jī)用，220V相電壓供照明和單相負(fù)荷用。另外，在三相負(fù)荷不對(duì)稱時(shí)，因中性線的阻抗 很小，所以也能夠消除因三相負(fù)荷不對(duì)稱時(shí)中性點(diǎn)的電壓位移，從而能保證負(fù)荷的正常工作。所以綜上所述，三相四線制供電獲得廣泛的應(yīng)用。計(jì)算題（32分）.一正弦交流電的周期是，試求該電流的角頻率 （2分）答案：該交流電的頻率f = 1/T = 1 /=50Hz=2：tf =2XX50= 314（rad/s）答：其角頻率為314rad/so.有一三相對(duì)稱負(fù)荷，接在電壓為380V的三相對(duì)稱電源上，每相負(fù)荷的電阻 R= 16Q,感抗X=12Q。試計(jì)算當(dāng)負(fù)荷接成星形和三角形時(shí)的相電流、線電流各是多少（3分）答案：解：

11、負(fù)荷接成星形時(shí)，每相負(fù)荷兩端的電壓，即相電壓為負(fù)荷阻抗為.每相電流（或線電流）為負(fù)荷接成三角形時(shí)，每相負(fù)荷兩端的電壓為電源線電壓，即Uaph=LLp p= 380V流過(guò)每相負(fù)荷的相電流為流過(guò)每相的線電流為.某電源的開(kāi)路電壓Uc=10V。當(dāng)外電阻R= 5Q時(shí)，電源的端電壓U= 5V。求電源的內(nèi)阻R 的值。（2分）答案：解：該電源可用電壓為US的理想電壓源與內(nèi)阻R的串聯(lián)模型來(lái)等效，即US = UOc = 10V. U = RI = R Us = 5（V）R+R ，則R = 5Q答：電源的內(nèi)阻R為5Q。.已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r0=Q，負(fù)載電阻R=Q ,求電路中的電流I,電源內(nèi)阻r0上的電

12、 壓降U0及電源端電壓U。（ 3分）答案：答：電路中的電流為3A,電源內(nèi)阻上的電壓降為，電源端電壓為 V。.有50 pF的電容器上，加頻率為50Hz的交流電壓220V,求其無(wú)功功率Q （2分）答案：Xc= 1/（2/ C ） =1/ （2XX 50X 50X 10-6） =（Q）Q=U 2/Xc=2202/-760（var）答：該電容器上的無(wú)功功率約等于 760var。.有R、L、C串聯(lián)電路，其中R= 20Q , L=, C= 100uF,該電路諧振頻率為多少赫茲（保留兩 位小數(shù)）（2分）答案：發(fā)生諧振條件為X_=Xc,即X_=2：tf L =Xc= 1/（2冗f C）,則f = （Hz）答：

13、諧振頻率為。.某戶內(nèi)裝一日光燈照明，電路如圖所示。已知其端電壓 U=220V,頻率f=50Hz,日光燈 的功率P=20W開(kāi)燈后，電路中通過(guò)的電流I =0.3A。試求該電路的等效電阻R以及電感L、功率因數(shù)cos 1如果要將該電路的功率因數(shù)提高到，問(wèn)需要并聯(lián)一個(gè)多大的電容器C （6分）答案：解：已知p=i2r,則z=，R2+x：,則cos 2= 085,2 = 31799 . ,如果將功率因數(shù)提已知 cos 1 = 0.3031 = 72.36高到，需并聯(lián)電容器 答：需要并聯(lián)F的電容器； 助222Q, L為，cos 1為8.如下圖所示，已知U= 200V, R=50Q ,Ri=R=100Q ,求各

14、電阻中的電流。（2分）答案：，.一單相電動(dòng)機(jī)接在220M 50Hzi勺交流電源上，假設(shè)南為曲!勺等救電路圖如下圖所示知R= 40Q , L=,試求該電動(dòng)機(jī)的有功功率、無(wú)功功率、視在功率 答案：XL=2TtfL=2XX50X = 157（Q）”4 。航Z vR Xl2 4402 1572 162 （ Q）I =U/Z= 220/162 = (A)P =I2R= 2X40=（W）Q=I2Xl= x 157= （var） 2 ,S= I Z= X 162= （VA）答：該電動(dòng)機(jī)消耗的有功功率為，無(wú)功功率為，視在功率為。.某星形連接的對(duì)稱三相電路，電源電壓為 380V,每相負(fù)荷的電阻為60Q,電抗為8

15、0Q, 求相、線電流的大小及三相的總有功功率、無(wú)功功率、視在功率和功率因數(shù)。（4分）答案：相（線）電流大小為.已知星形連接的三相對(duì)稱電源，接一星形四線制平衡負(fù)載 Z= 3+j4 Q,若電源線電壓為 380V問(wèn)卻目斷路時(shí)，中線電流是多少若接成三線制（即星形連接不用中線），用目斷路時(shí)，線 電流是多少 （3分）答案：解：在三相四線制電路中，當(dāng) 月目斷開(kāi)時(shí)，非故障相的相電壓不變，相電流也不變，這時(shí)中線電流為若利用三線制，仰目斷開(kāi)時(shí)答：在三相四線制電路中，仰目斷開(kāi)時(shí)，中線電流為44A;若接成三線制，用目斷開(kāi)時(shí)，B、 CW相線電流均為38A。繪圖題（33分）.畫(huà)出單相正弦交流電壓U= Usin cot的波

16、形示意圖。（3分） 答案：如圖1-1所示。圖1-1.畫(huà)出電纜行波等效阻抗示意圖。（3分）答案：如圖1-2所示。圖1-2.電容器并聯(lián)在電感性負(fù)荷的線路上， 可減少無(wú)功功率的輸送，從而提高功率因數(shù)。并聯(lián)前 線路參數(shù)為P, Q, 1, S;電容器Q并聯(lián)后線路參數(shù)為P, Q, 2, S20試畫(huà)出并聯(lián)電容器提高 功率因數(shù)示意圖。（3分）答案：并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)示意圖如圖1-3所示。圖1-3.畫(huà)出阻抗、電壓及功率三角形。（3分）答案：電阻、電壓、功率三角形如圖1-4所示。圖1-4.試畫(huà)出電壓表經(jīng)電壓互感器接入的測(cè)量電路圖 （用兩臺(tái)電壓互感器測(cè)量三相電壓）。1-5所示。（3分）答案：電壓表經(jīng)兩臺(tái)電壓互感

17、器接入測(cè)量三相電壓電路圖如圖 圖1-56.畫(huà)出電阻和電感串聯(lián)接線電路圖、相量圖。（3分） 答案：電阻和電感串聯(lián)電路圖、相量圖如圖1-6所示。（a）電路圖；（b）相量圖圖1-67.根據(jù)圖1-7所示電路，畫(huà)出電壓 U和電流圖I的相量圖。（3分）1-7答案：相量圖如圖1-8所示。1-88。畫(huà)出三相三線平衡負(fù)荷的星形聯(lián)結(jié)圖, 關(guān)系。（3分）并寫(xiě)出其線電壓與相電壓、線電流與相電流之間的答案：如圖1-9所示I1 = I ph圖1.9答案：如圖1-11所示圖 1-1111.用圖表示電阻、電感、電容串聯(lián)電路中，電流與電壓的相位關(guān)系（設(shè)置XLXC） （3分）根據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇，對(duì)平穩(wěn)負(fù)荷供電的單臺(tái)變壓器，負(fù)荷率一般取85%左右。即：B =S/Se式中：S計(jì)算負(fù)荷容量（kVA） ； Se變壓器容量（kVA）； B負(fù)荷率（通常取 80%90%）可以用經(jīng)驗(yàn)公式：10KV/變壓器低壓側(cè)1=（變壓器容量*）高壓側(cè)I=（變壓器容量*）或：I=S/U*cos （變壓