技能培训专题-电工基础习题与答案

第一章习题及答案一、判断题1、（错）电位是相对量，电压是绝对量，二者没有任何关联。2、（错）电路中参考点变化时，电路中各点电位会改变，电路中两点的电压位也改变。3、（对）基尔霍夫定律既可用于分析直流电路，也可以用于分析交流电路。4、（错）叠加原理既能够叠加电压或电流分量，也可以叠加功率。5、（对）分析复杂电路时参考方向可以任意假定，但选定后不能改变。6、（错）电源元件有电压源和电流源两种，两种电源模型之间不能进行等效变换。二、选择题1、某设备铭牌标称的额定值“1KΩ、2.5W”，设备正常使用时允许流过的最大电流为（B）。A、25mAB、50mAC、75mAD、250mA。2、灯泡A额定值为100W/220V，B额定值为25W/220V，把它们串联后接到220V电源中，以下说法正确的是（B）。A、A灯泡亮些B、B灯泡亮些C、两个亮度相同D、以上都不对3、灯泡A额定值为100W/220V，B额定值为25W/220V，把它们并联后接到220V电源中，以下说法正确的是（A）。A、A灯泡亮些B、B灯泡亮些C、两个亮度相同D、以上都不对4、某导体的阻值为4Ω，在其他条件不变情况下，把它均匀切为两段，每段电阻值为（B）。A、1ΩB、2ΩC、3ΩD、4Ω三、填空题1、电路无源元件有电阻元件、电感元件和电容元件，电路有源元件有电压源和电流源。2、电路由电源、负载和中间环节三个部分组成。3、应用叠加原理进行分析时，不作用的恒压源应予以短路，不作用的恒流源应予以开（断）路。四、简答题1、简述电路组成环节和各环节的作用。答：电路通常由电源、负载和中间环节组成。电源向电路提供电能，负载在电路中接收电能并将电能转换成其它形式能量，中间环节在电路中起控制、保护作用。2、简述理想电源元件和实际电源的区别。答：理想电源元件是无穷大功率源，理想电压源输出恒定电压，理想电流源输出恒定电流，理想电源输出的电压或电流都不受负载的影响。实际的电压源和电流源存在内阻，如实际电压源开路时，端电压值等于电压源模型中的理想电压源数值。3、额定功率大的设备所消耗的电能是不是肯定比额定功率小的设备所消耗的电能多？答：不一定。设备的电功率是指单位时间内能量转换的本领，消耗的电能（电功）是指电流做功的量。这二者含义不同，电功率大的设备如果使用时间短，所消耗的电功不一定比功率小的设备长时间消耗的多。五、计算题1、某电路的电源为220V，电源内阻为1欧姆，电源可通最大电流为15A。电路正常工作时，负载电阻变动值为21欧姆至43欧姆。当电路正常工作时，电流最大值和最小值分别是多少？如果负载发生短路，电路中电流值多大？这时电源会不会烧毁？解：从题目得知，电路正常工作时，连接21欧姆负载时，电路中电流为连接43欧姆负载时，电路中电流为)A(1021122011LSSRRUI当电路中发生短路现象时，电路中电流为电路中电流远大于电源允许电流15A，电源将损坏。2、图示电路中，已知R1＝10Ω，R2＝8Ω，R3＝2Ω，R4＝6Ω，两端电压U＝140V。试求电路中的电流I1。解：ab之间电阻为3、图示电路中，已知电流I=20mA，I1=12mA，R1=5kΩ，R2=3kΩ，R3=2kΩ。求A1和A2的读数是多少？解：根据KCL得I2=20-12=8(mA)根据KVL，得12×1+2I3=8×1I3=-2(mA)根据KCL得A1电流为IA1=12+2=14(mA)根据KCL得A2电流为IA2=8-2=6(mA)4、求图示电路中电流I，已知U1=10V，U2=20V，U3=30V,R=10Ω。解：根据KCL，虚线部分可视为广义节点，因此I=0)A(543122022LSSRRUI)A(2201220SSRUI)(4)62//(8)//(432RRRRab)A(10)410/(140)/(11abRRUI5、图示电路中，已知电流US1=60V，US2=120V，R1=R2=R3=10kΩ。分别用支路电流法和叠加原理求电阻R3上电流。解：应用叠加原理当Us1电源单独作用时，Us2不作用，视为短路，则I3′=Us1×（R2/(R2+R3)）/(R1+R2//R3)=60×（10/（10+10））/(10+（10//10）)=60×(1/2)/15=2（A）当Us2电源单独作用时，Us1不作用，视为短路，则I3″=-Us2/（R3+R1//R2)=-120/（10+10//10)=-120/15=-8（A）两者叠加，则R3上电流为I3=I3´+I3=2+(－8)=-6（A）6、图示电路中，求开关S断开或闭合时a点电位。解：开关S断开时时相当于一个闭合的全电路，a点电位为：S闭合时，a点电位只与右回路有关：V4202046121212aVV2420412aV7、求图示电路中节点a的电位。解：原电路可还原为右图电路V6416141316648315au第二章习题及答案一、判断题1、（错）正弦交流电的三要素是指最大值、角频率和相位。2、（对）正弦交流电路中电感元件消耗的有功功率等于零。3、（错）因为正弦交流电可以用相量来表示，所以说相量就是正弦交流电。4、（错）正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。5、（错）正弦交流电路的频率越高，阻抗越大；频率越低，阻抗越小。6、（对）中性线的作用就是使不对称Y接负载的端电压保持对称。7、（错）三相负载作三角形联接时，肯定是plII3。8、（对）三相负载作星形联接时，线电流等于相电流。9、（对）三相不对称负载越接近对称，中性线上通过的电流就越小。10、（错）中性线不允许断开，不能安装保险丝和开关，并且截面积比相线大。二、选择题1、提高供电电路的功率因数，下列说法正确的是（D）A、减少了用电设备中无用的无功功率B、减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量C、可以节省电能D、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。2、已知)90t314sin(101iA，)30t628sin(152iA，则（C）A、i1超前i260°B、i1滞后i260°C、相位差无法判断D、两者同相3、在RL串联电路中，UR=4V，UL=3V，则总电压为（C）A、7VB、12VC、5VD、1V4、正弦交流电路的视在功率等于电路的（A）。A、电压有效值与电流有效值乘积B、平均功率C、瞬时功率最大值D、无功功率5、三相对称电路是指（C）A、三相电源对称的电路B、三相负载对称的电路C、三相电源和三相负载均对称的电路D、三相电源和对称和三相负载不对称的电路三、填空题1、从耗能和储能的角度分析，电阻元件为耗能元件，电感和电容元件为储能元件。2、表达正弦交流电振荡幅度的量是最大值，随时间变化快慢程度的量是角频率ω，起始位置时的量称为它的初相，这三者被称为正弦交流电的三要素。3、能量转换过程不可逆的功率为有功功率；能量转换过程可逆的功率为无功功率；它们叠加总和称为视在功率。4、电网的功率因数越高，电源的利用率就越充分，无功功率就越小。5、交流电路中只有电阻和电感元件相串联时，电路性质呈感性；交流电路中只有电阻和电容元件相串联的电路，电路性质呈容性。6、当RLC串联交流电路中发生谐振时，电路中阻抗最小且等于电阻R；电路中电压一定时电流最大，可能出现过电压等故障。7、如果负载的额定电压等于电源的线电压，应该采用三角形连接方式。如果负载额定电压等于电源相电压，应采用星形连接方式。四、简答题1、简述提高功率因数的意义和方法？答：提高功率因数可以提高供电设备的利用率，同时可以减少线路上的功率损失。提高功率因数可以通过自然补偿和人工补偿两种方式，其中自然补偿方法是避免感性设备的空载和尽量减少其轻载，人工补偿方法是在感性线路或设备两端并联合适容量的电容器。2、某接触器线圈额定耐压值为500伏，如果把它接在交流380伏的电源上会有什么情况发生？为什么？答：接触器线圈会烧坏。接触器线圈为耐压值500V的电感元件，接在交流380V的电源上时，线圈承受点阿姨最大值为537V，超过了其耐压值，会被烧坏。五、计算题1、某正弦交流电电压有效值为220V，初相位为0°频率为工频。另一正弦交流电的电压有效值为110V，初相位为-60°，频率为工频。求：（1）写出这两个正弦交流电的瞬时值表达式；（2）求两者的相位差并分析它们的相位关系。解：（1）u1=311sin(314t+0°)V，U2=155.5sin(314t-60°)V（2）相位差为0-（-60°）=60°，u1比u2超前。2、分析u1=220sin(100πt+60°)V与u2=220sin(120πt+90°)V的相位差。解：由于两个正弦交流电的角频率不相等，无法比较相位差。3、已知正弦交流电u1=8sin(314t+120°)V和u2=8sin(314t-120°)V，求总电压并画出相量图。解：相量图为4、求以下正弦交流电有效值相量。（1）i=28.2sin(ωt+120°)A；（2）u=311sin(ωt+30°)V。解：（1）电流有效值相量表示为（2）电压有效值相量表示为5、RL串联电路接到220V的直流电源时功率为1.2kW，接在220V、50Hz的电源时功率为0.6kW，试求它的R、L值。解：分析：RL在直流下相当纯电阻，电路的电阻为R=2202÷1200≈40.3（Ω）交流电下情况下，电流为I=(P/R)(1/2)=(600/40.3)(1/2)=3.86（A）根据电压三角形，得电感两端电压UL=(U2–UR2)(1/2)=156（V）电路电感为L=UL/(ωI)=156/(314*3.86)=0.129（H）6、已知交流接触器的线圈电阻为200Ω，电感量为7.3H，接到工频220V的电源上。求线圈中的电流。如果把该接触器接到220V直流电源上，线圈中的电流值是多少？如果该线圈允许通过的电流为0.1A，将产生什么后果？解：当线圈连接到220V工频电源上时，线圈感抗XL=2πfL=2292（Ω）0coscossinsinarctan)V(38)sinsin()coscos(221122112221122211UUUUUUUUUU12020I30220U电路阻抗线圈中电流I=U/Z=220/2300=0.965(A)如果线圈连接到220V直流电源时，电路阻抗等于电阻这时线圈电流为I=U/R=220/200=1.1(A)线圈电路大于允许电流，线圈会损坏。7、一个标称10μF，耐压为220V的电容，问：（1）将它接到50Hz，电压有效值为110V的交流电源时，电路电流和无功功率各为多少?（2）如果电压不变，而电源频率变为1000Hz，那么电流和无功功率是多少?（3）如果把这个电容接到220V的直流电源上会有什么情况?解：（1）XC=1/2πfC=1/(2×3.14×50×10×10-6)＝318.5（Ω）I=UC/XC=110/318.5=0.345（A）QC=UC×I=110×0.345=38（Var）（2）f=1000HZXC=1/2πfC=1/(2×3.14×1000×10×10-6)＝15.9（Ω）I=UC/XC=110/15.9=6.91（A）QC=UC×I=110×6.91=760.1（Var）（3）当电容接到220V直流电时，相当于最大值为311V交流电，超过电容耐压值，电容损坏。8、某对称三相负载，每相电阻R=3Ω，感抗XL=4Ω。把该负载分别以星形和三角形方式进行连接到相电压为220V的对称三相交流电源上。求：（1）负载作星形连接时相电流、线电流、有功功率、无功功率和视在功率；（2）负载作三角形连接时相电流、线电流、有功功率、无功功率和视在功率。解：对称三相负载每相的阻抗功率因数为（1）负载作星形连接时，负载相电压为220V线电压为负载每相相电流为负载作星形连接时，线电流等于相电流三相负载有功功率、无功功率和视在功率为（2）负载作三角形连接时，负载相电压等于线电压）（2300229