《電工技術(shù)》本科題集

《電工技術(shù)》題集一、選擇題（每題2分，共20分）在交流電路中，電流和電壓的瞬時值隨時間按（）規(guī)律變化。

A.正弦或余弦

B.指數(shù)

C.對數(shù)

D.線性三相交流電的相序是指三相電動勢到達(dá)最大值的（）順序。

A.時間先后

B.幅度大小

C.頻率高低

D.相位角大小在R-L-C串聯(lián)電路中，當(dāng)電路參數(shù)滿足一定條件時，可能發(fā)生的現(xiàn)象是（）。

A.諧振

B.短路

C.開路

D.斷路變壓器的基本工作原理是（）。

A.電磁感應(yīng)

B.電流的熱效應(yīng)

C.磁場的相互作用

D.電荷的守恒定律直流電機中，換向器的主要作用是（）。

A.改變電流方向

B.調(diào)節(jié)電壓大小

C.控制電機轉(zhuǎn)速

D.增加電機效率在電力系統(tǒng)中，為了提高供電的可靠性和經(jīng)濟性，常采用（）接線方式。

A.單母線

B.雙母線

C.環(huán)網(wǎng)

D.輻射狀網(wǎng)絡(luò)下列哪一項不是電纜線路的優(yōu)點？（）

A.占地面積小

B.供電可靠

C.維護方便

D.造價低廉在電力系統(tǒng)中，無功功率主要用來（）。

A.產(chǎn)生磁場

B.做有用功

C.轉(zhuǎn)換為熱能

D.提供設(shè)備損耗電力系統(tǒng)中的短路故障，主要是指（）之間的不正常連接。

A.相線與相線

B.相線與中性線

C.中性線與地線

D.相線與地線在電機控制中，PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)主要用于（）。

A.調(diào)節(jié)電機電壓

B.調(diào)節(jié)電機電流

C.調(diào)節(jié)電機頻率

D.調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速和扭矩一、選擇題A（正弦或余弦）A（時間先后）A（諧振）A（電磁感應(yīng)）A（改變電流方向）B（雙母線）或C（環(huán)網(wǎng)）（根據(jù)具體情況選擇，兩者都是提高供電可靠性的接線方式）D（造價低廉不是電纜線路的優(yōu)點，相對而言，電纜線路造價通常較高）A（產(chǎn)生磁場）A（相線與相線）D（調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速和扭矩）二、填空題（每題2分，共20分）在交流電路中，電壓和電流的有效值分別表示其______和______的平均效果。三相交流電源的三個相電壓在相位上互差______度。在R-L-C串聯(lián)電路中，當(dāng)感抗等于容抗時，電路發(fā)生______，此時電路的總阻抗達(dá)到______。變壓器的變比是指______之比，它反映了變壓器______的能力。直流電機中的電樞繞組是用來產(chǎn)生______的，而勵磁繞組則是用來產(chǎn)生______的。在電力系統(tǒng)中，為了提高供電的靈活性和可靠性，常采用______接線方式，其優(yōu)點是當(dāng)一組母線發(fā)生故障時，可迅速將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到______母線上。電纜線路的敷設(shè)方式主要有______、______和______三種。在電力系統(tǒng)中，有功功率主要用來______，而無功功率則主要用來______。短路故障對電力系統(tǒng)的危害主要有______、______和______。電機控制中的PID控制，是指通過調(diào)節(jié)______、______和______三個參數(shù)，來實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速或位置的精確控制。二、填空題瞬時值；最大值（或平均值，但在此處更準(zhǔn)確的應(yīng)為瞬時值所對應(yīng)的“等效直流值”）120諧振；最?。ㄗ⒁猓涸谥C振時，總阻抗的模值達(dá)到最小，而非最大）變壓器原、副邊電壓；變換電壓電磁轉(zhuǎn)矩；主磁場雙母線（或環(huán)網(wǎng)等）；另一組（或備用等）直埋；管道；架空（或其他合理的敷設(shè)方式）做功；建立磁場（或交換能量等，但“建立磁場”更直接）設(shè)備損壞；供電中斷；影響系統(tǒng)穩(wěn)定（或其他合理的危害）比例（P）；積分（I）；微分（D）（注意：這里的PID控制參數(shù)通常指的是控制算法中的比例、積分、微分系數(shù)，而非直接調(diào)節(jié)的電機參數(shù)）三、判斷題（每題1分，共10分）在交流電路中，電壓和電流的相位差決定了電路的性質(zhì)，如純電阻電路、純電感電路和純電容電路。（）三相交流電源的三個相電壓在任意時刻的和都等于零。（）在R-L-C串聯(lián)電路中，當(dāng)電路發(fā)生諧振時，電路的總阻抗達(dá)到最大。（）變壓器的空載電流主要用來產(chǎn)生磁通，以建立磁場。（）直流電機中的換向器是由許多相互絕緣的銅片組成的，它的主要作用是改變電流的方向。（）在電力系統(tǒng)中，雙母線接線方式比單母線接線方式具有更高的供電可靠性和靈活性。（）電纜線路的造價通常比架空線路低，且維護方便。（）在電力系統(tǒng)中，無功功率的傳輸會導(dǎo)致線路損耗增加，因此應(yīng)盡量減少無功功率的傳輸。（）短路故障對電力系統(tǒng)的危害主要是造成設(shè)備損壞和供電中斷，但不會對人身安全構(gòu)成威脅。（）電機控制中的PWM技術(shù)是通過調(diào)節(jié)脈沖的寬度和頻率，來實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速和扭矩的精確控制。（）三、判斷題對（相位差決定了電路的性質(zhì)）對（三相交流電源的三個相電壓在任意時刻的和都等于零，這是三相交流電的一個重要特性）錯（在諧振時，總阻抗的模值達(dá)到最小，而非最大）對（空載電流主要用來產(chǎn)生磁通）對（換向器的主要作用是改變電流的方向）對（雙母線接線方式具有更高的供電可靠性和靈活性）錯（電纜線路的造價通常比架空線路高）對（無功功率的傳輸會導(dǎo)致線路損耗增加）錯（短路故障對電力系統(tǒng)的危害包括設(shè)備損壞、供電中斷以及可能的人身安全威脅）對（PWM技術(shù)是通過調(diào)節(jié)脈沖的寬度和頻率來實現(xiàn)精確控制的）四、簡答題（每題5分，共10分）請簡述交流電的有效值、最大值和瞬時值之間的關(guān)系，并說明它們各自的物理意義。請簡述三相交流電源的優(yōu)點，并解釋為什么在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中廣泛采用三相交流電源。四、簡答題交流電的有效值、最大值和瞬時值之間的關(guān)系及物理意義：瞬時值：交流電在某一瞬間的實際值，隨時間不斷變化。最大值：交流電在一個周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值，反映了交流電的振幅。有效值：根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的，表示交流電在一個周期內(nèi)所產(chǎn)生的平均熱效應(yīng)與某一直流電相同，這個直流電的數(shù)值就被稱為交流電的有效值。有效值在實際應(yīng)用中具有重要意義，如計算功率、選擇電器設(shè)備等。三相交流電源的優(yōu)點及廣泛采用的原因：優(yōu)點：三相交流電源具有發(fā)電效率高、輸電經(jīng)濟、能提供旋轉(zhuǎn)磁場等優(yōu)點。廣泛采用的原因：三相交流電源在電力系統(tǒng)中具有重要地位，因為三相電機比單相電機結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、維護方便；同時，三相制比單相制能更經(jīng)濟地輸送電能，且三相負(fù)荷在電源三相上分布較均勻，有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。五、計算題（每題10分，共20分）已知某R-L-C串聯(lián)電路的參數(shù)為R=10Ω，L=0.1H，C=10μF，電源電壓U=220V，頻率為50Hz。求電路的總阻抗Z、電流I以及各元件上的電壓降UR、UL、UC。有一臺變壓器，其額定電壓為10kV/400V，額定電流為50A/1250A。求該變壓器的變比、額定功率以及效率（假設(shè)變壓器的效率為98%）。五、計算題R-L-C串聯(lián)電路的計算：總阻抗Z：根據(jù)公式Z=√(R2+(XL-XC)2)，其中XL=ωL，XC=1/(ωC)，代入已知參數(shù)計算得到Z。電流I：根據(jù)歐姆定律I=U/Z計算得到。各元件上的電壓降UR、UL、UC：根據(jù)分壓原理UR=IR，UL=IXL，UC=IXC計算得到。變壓器的計算：變比：根據(jù)公式n=U1/U2計算得到，其中U1為原邊電壓，U2為副邊電壓。額定功率：根據(jù)公式P=UI計算得到，注意這里應(yīng)使用額定電壓和額定電流進行計算。效率：已知效率為98%，則實際輸出功率為額定功率的98%。六、分析題（每題10分，共20分）分析在直流電機中，電樞電流和勵磁電流的變化對電機轉(zhuǎn)速和扭矩的影響，并說明其原理。分析電力系統(tǒng)中短路故障的類型、原因及危害，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。六、分析題直流電機中電樞電流和勵磁電流的變化對電機轉(zhuǎn)速和扭矩的影響：電樞電流變化：當(dāng)電樞電流增大時，電機的電磁轉(zhuǎn)矩增大，轉(zhuǎn)速加快；反之，電樞電流減小時，電磁轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速減慢。勵磁電流變化：勵磁電流的變化主要影響電機的磁場強度。當(dāng)勵磁電流增大時，磁場強度增強，電機的電磁轉(zhuǎn)矩增大；反之，勵磁電流減小時，磁場強度減弱，電磁轉(zhuǎn)矩減小。但需要注意的是，勵磁電流的變化對轉(zhuǎn)速的影響不如電樞電流直接和顯著。電力系統(tǒng)中短路故障的類型、原因及危害：類型：主要有三相短路、兩相短路、單相接地短路等。原因：短路故障的原因多種多樣，如設(shè)備絕緣損壞、操作不當(dāng)、自然災(zāi)害等。危害：短路故障對電力系統(tǒng)的危害嚴(yán)重，包括設(shè)備損壞、供電中斷、影響系統(tǒng)穩(wěn)定等。短路電流還可能產(chǎn)生強大的電磁力，對周圍設(shè)備和人員造成威脅。七、論述題（共10分）論述電力系統(tǒng)中的無功補償技術(shù)，包括其原理、作用以及在實際應(yīng)用中的注意事項。七、論述題電力系統(tǒng)中的無功補償技術(shù)：原理：無功補償技術(shù)是通過在電力系統(tǒng)中并聯(lián)電容器等無功補償設(shè)備，來提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無功功率的傳輸和損耗。作用：無功補償技術(shù)可以顯著提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和效率。通過減少無功功率的傳輸和損耗，可以降低線路損耗、提高電壓質(zhì)量、增強系統(tǒng)穩(wěn)定性等。注意事項：在實際應(yīng)用中，需要注意選擇合適的無功補償設(shè)備和容量、合理布置補償點、加強設(shè)備運行維護等。同時，還需要考慮無功補償對系統(tǒng)潮流分布、電壓穩(wěn)定性的影響等因素。八、綜合應(yīng)用題（共10分）某工廠電力系統(tǒng)的額定電壓為380V，現(xiàn)有一臺額定功率為50kW、額定電壓為380V的電動機需要接入該系統(tǒng)。請計算該電動機在額定電壓下的工作電流，并設(shè)計一個合適的電路來保護該電動機，防止其因過流而損壞。同時，請說明在電動機啟動和運行過程中應(yīng)注意的事項。八、綜合應(yīng)用題電動機的工作電流計算及保護電路設(shè)計：工作電流計算：根據(jù)公式I=P/U計算得到電動機在額定電壓下的工作電流。其中P為電動機的額定功率，U為電動機的額定電壓。代入已知參數(shù)計算得到工作電流。保護電路設(shè)計：為了保護電動機不因過流而損