最基本的電工基礎知識

1、. z.-. z.簡答題(共48分)1.同一根導線的交流電阻和直流電阻為什么不一樣 3分答案：當交流電通過導線時，導線截面內(nèi)的電流分布密度是不一樣的，越接近導體中心，電流密度越小，在導體外表附近電流密度則越大，這種現(xiàn)象叫作集膚效應。頻率越高，這種現(xiàn)象表現(xiàn)得越突出。由于這種集膚效應的結(jié)果，使導線有效截面減小，電阻增大。當直流電流流過導線時，卻沒有這種現(xiàn)象。所以，同一根導線的交流電阻大于直流電阻。2.什么是有功功率、無功功率和視在功率？(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。無功電流和電壓產(chǎn)生的功率稱為無功功率，用Q表示。電壓U和電流I的乘積UI雖有功率的量綱，但不是電路實

2、際消耗的功率，所以稱為視 在功率，用字母S表示。3.何謂正序電壓、負序電壓和零序電壓 3分答案：正序電壓是一組對稱的電壓相量，其頻率一樣，大小相等，相位互差120，一般用A1、B1、C1表示。其相序是順時針方向旋轉(zhuǎn)的A1-B1-C1。負序電壓是一組對稱的電壓相量，其頻率一樣，大小相等，相位互差120，一般用A2、B2、C2表示。其相序是逆時針方向旋轉(zhuǎn)的A2-B2-C2。零序電壓是一組電壓相量，其頻率一樣，大小相等，相位一致，一般用A0、B0、C0表示。 4.電動勢與電壓有什么區(qū)別？它們的方向是怎么規(guī)定的？3分答案：電動勢是將外力克制電場力所做的功，而電壓則是電場力所做的功；電動勢的正方向為電位

3、升的方向，電壓的方向為電位降的方向。5.什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路，一次繞組加上額定頻率的額定電壓時產(chǎn)生的有功功率損耗。也稱為鐵損。6.什么是相序？3分答案：三相交流電依次到達正最大值或相應零值的順序稱為相序，順時針按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序，相序是由發(fā)電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向決定的。三相發(fā)電機在并網(wǎng)發(fā)電時或用三相電驅(qū)動三相交流電動機時，必須考慮相序的問題，否則會引起重大事故，為了防止接線錯誤，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。 7.什么叫三相四線制？3分

4、答案:三相四線制是帶電導體配電系統(tǒng)的型式之一。三相指U、V、W即A、B、C三相，四線指通過正常工作電流的三根相線和一根N線(中性線)，不包括不通過正常工作電流的PE線保護接地線。8.分別簡述幅值、頻率和初相位的根本概念。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，其中幅值決定正弦量變化的*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)來表示。初相位決定正弦初始狀態(tài)，即t=0時的相位角。9.什么是并聯(lián)諧振其特點是什么 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。它的特點是：并聯(lián)諧振是一種完全的補償，電源無

5、需提供無功功率，只提供電阻所需的有功功率；諧振時，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，在電感和電容元件中會流過很大的電流，因此會造成電路的熔絲熔斷或燒毀電氣設備等事故。10.什么是功率因數(shù)？3分答案：在交流電路中，電壓與電流之間的相位差的余弦叫做功率因數(shù)，用符號cos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=P/S功率因數(shù)的大小與電路的負荷性質(zhì)有關，如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感性或電容性負載的電路功率因數(shù)都小于1。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個重要的技術數(shù)據(jù)。功率因數(shù)是衡量電氣設備效率上下的

6、一個系數(shù)。功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大，從而降低了設備的利用率，增加了線路供電損失。所以，供電部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的標準要求。11.串聯(lián)電路有何特點主要應用在哪些方面 3分答案：串聯(lián)電路有如下特點：1串聯(lián)電路中，流過各電阻的電流一樣。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。由串聯(lián)電路的特點可以看出：如果在電路中串聯(lián)一個電阻，則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，如大電動機啟動時，在回路串人一個啟動電阻，可減小啟動電流。串聯(lián)電阻的另一個用途就是可起到分壓的作用，如

7、電阻分壓器和多量程電壓表，就是利用這個原理做成的。12.什么是最大運行方式什么是最小運行方式 2分答案：最大運行方式，是指在最大運行方式運行時，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路時產(chǎn)生的短路電流最大。最小運行方式，是指在最小運行方式運行時，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。13.什么是保護接地與保護接零？2分答案：將電氣設備的外殼和在正常情況下不帶電的金屬局部與接地極之間用導將電氣設備的金屬外殼與三相四線制供電系統(tǒng)的零線相連接，叫保護接零。14.什么是負載？2分答案：負載是取用電能的裝置，也就是用電設備。連接局部是用來連接電源與負載，構成電流通路的中間環(huán)節(jié)，是用來輸送，分配和控制

8、電能的。15.什么是三相交流電？2分答案：三相交流電是電能的一種輸送形式，簡稱為三相電。三相交流電源，是由三個頻率一樣、振幅相等、相位依次互差120的交流電勢組成的電源。三相交流電的用途很廣，工業(yè)中大局部的交流用電設備，例如電動機，都采用三相交流電。16.什么是零線、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。17.什么是斷路與短路？2分答案：電氣設備在正常工作的時候，電路中的電流由電源的一端經(jīng)過電氣設備回到電源的另一端形成閉合回

9、路。如果將電流的回路切斷或者因*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)過任何電器設備，直接被導線連通叫做短路。當電路發(fā)生短路時，電路內(nèi)會出現(xiàn)非常大的電流，這叫做短路電流。短路電流可能增大到遠遠超過允許的限度，使導線劇烈升溫，甚至引燃導線、燒毀電氣設備，引起火災。18.為什么低壓網(wǎng)絡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獲得線電壓和相電壓兩種電壓，這對于用電者來說是比擬方便的。在低壓網(wǎng)絡中，常采用動力負荷與照明負荷混合供電，即將380V線電壓供三相電動機用，220V相電壓供照明和單相負荷用。另外，在三相負荷不對稱時，因中性線

10、的阻抗很小，所以也能夠消除因三相負荷不對稱時中性點的電壓位移，從而能保證負荷的正常工作。所以綜上所述，三相四線制供電獲得廣泛的應用。計算題32分1.一正弦交流電的周期是0.02s，試求該電流的角頻率？2分答案:該交流電的頻率f1/T = 10.0250Hz2f23.1450314(rads)答：其角頻率為314rads。2.有一三相對稱負荷，接在電壓為380V的三相對稱電源上，每相負荷的電阻R16，感抗*L12。試計算當負荷接成星形和三角形時的相電流、線電流各是多少 3分答案：解：負荷接成星形時，每相負荷兩端的電壓，即相電壓為負荷阻抗為每相電流(或線電流)為負荷接成三角形時，每相負荷兩端的電壓

11、為電源線電壓，即UphUpp380V流過每相負荷的相電流為流過每相的線電流為3. *電源的開路電壓Uoc10V。當外電阻R5時，電源的端電壓U5V。求電源的內(nèi)阻Rs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Rs的串聯(lián)模型來等效，即UsUoc10V，則Rs5答：電源的內(nèi)阻Rs為5。4.電源的電動勢E=12V,內(nèi)阻r0=0.1,負載電阻R=3.9，求電路中的電流I，電源內(nèi)阻r0上的電壓降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0.3V，電源端電壓為11.7 V。5.有50F的電容器上，加頻率為50Hz的交流電壓220V，求其無功功率Q？2分答案:

12、 *C1(2f C) =1/23.14505010-6=63.69() Q=U2/*c=2202/63.69760(var)答：該電容器上的無功功率約等于760var。6.有R、L、C串聯(lián)電路，其中R20，L0.5H，C100uF，該電路諧振頻率為多少赫茲(保存兩位小數(shù))？2分答案：發(fā)生諧振條件為*L*C，即*L2f L*C1(2f C)，則f22.52(Hz)答：諧振頻率為22.52Hz。7. *戶內(nèi)裝一日光燈照明，電路如下圖。其端電壓U220V，頻率f50Hz，日光燈的功率P20W，開燈后，電路中通過的電流I0.3A。試求該電路的等效電阻R以及電感L、功率因數(shù)如果要將該電路的功率因數(shù)提高到

13、0.85，問需要并聯(lián)一個多大的電容器C 6分答案：解：PI2R，則，則，；，如果將功率因數(shù)提高到0.85，需并聯(lián)電容器答：需要并聯(lián)3.32的電容器；R為222，L為2.23H，為0.303。8.如下列圖所示，U200V，R=50,R1=R2=100,求各電阻中的電流。2分答案：9.一單相電動機接在220V、50Hz的交流電源上，假設該電動機的等效電路圖如下列圖所示。R40，L0.5H，試求該電動機的有功功率、無功功率、視在功率。3分答案: *L2fL23.14500.5157() () IU/Z220/1621.36(A) PIR1.364073.98(W)QI2*L1.362157290.3

14、9(var)SI2Z1.362162299.64(VA) 答：該電動機消耗的有功功率為73.98W，無功功率為290.39var，視在功率為299.64VA。10.*星形連接的對稱三相電路，電源電壓為380V，每相負荷的電阻為60，電抗為80，求相、線電流的大小及三相的總有功功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù)。4分答案：相(線)電流大小為11.星形連接的三相對稱電源，接一星形四線制平衡負載Z3j4，假設電源線電壓為380V，問A相斷路時，中線電流是多少假設接成三線制(即星形連接不用中線)，A相斷路時，線電流是多少 3分答案：解：在三相四線制電路中，當A相斷開時，非故障相的相電壓不變，相電流也不

15、變，這時中線電流為假設利用三線制，A相斷開時答：在三相四線制電路中，A相斷開時，中線電流為44A；假設接成三線制，A相斷開時，B、C兩相線電流均為38A。繪圖題33分 1. 畫出單相正弦交流電壓UUmsint的波形示意圖。3分答案：如圖1-1所示。圖1-12.畫出電纜行波等效阻抗示意圖。3分答案：如圖1-2所示。圖1-23電容器并聯(lián)在電感性負荷的線路上，可減少無功功率的輸送，從而提高功率因數(shù)。并聯(lián)前線路參數(shù)為P，Q1，1，S1；電容器Q，并聯(lián)后線路參數(shù)為P，Q2，2，S2。試畫出并聯(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1-34畫出阻抗、電壓及功率三

16、角形。3分答案:電阻、電壓、功率三角形如圖1-4所示。圖1-45試畫出電壓表經(jīng)電壓互感器接入的測量電路圖(用兩臺電壓互感器測量三相電壓)。3分答案：電壓表經(jīng)兩臺電壓互感器接入測量三相電壓電路圖如圖1-5所示。圖1-56畫出電阻和電感串聯(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，畫出電壓 U 和電流 I 的相量圖。3分圖1-7答案:相量圖如圖1-8所示。圖1-88。畫出三相三線平衡負荷的星形聯(lián)結(jié)圖，并寫出其線電壓與相電壓、線電流與相電流之間的關系。3分答案:如圖1-9所示I1=IphU1=UphwV圖1-

17、99. 畫出單相橋式整流電路圖。3分答案：如圖1-10所示。圖1-1010. 畫出單相全波整流電路圖。3分答案：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系(設置*L*C)。3分答案：如圖1-12所示。圖1-12根據(jù)電力工程設計手冊，變壓器容量應根據(jù)計算負荷選擇，對平穩(wěn)負荷供電的單臺變壓器，負荷率一般取85左右。 即：=S/Se 式中：S計算負荷容量kVA；Se變壓器容量kVA；負荷率通常取8090可以用經(jīng)歷公式：10KV/0.4KV變壓器 低壓側(cè) I=1.5S(變壓器容量*1.5 高壓側(cè) I=0.06S變壓器容量*0.06或：I=S/U*cos變壓器容量1000除以電壓0.4再乘以功率因數(shù)