电工新版试题库技师3.doc

五、计算题（每题5分，共280分）1. 有一台Zz型并励电动机PN7.5kW，UN110V，82.9，nN1000r/min，RE41.5，电枢回路总电阻(包括电刷接触电阻)R0.1504，在额定负载时，在电枢回路内串入电阻Rr0.5246，求：(1)电枢回路串入电阻前的电磁转矩；(2)电枢回路串入电阻后，若负载转矩不因转速变化而改变，则到达稳定状态后的转速为多少?答案：输入电动机的功率为：P1=Pn/=7.5/82.9%=9.05(kW)输入电流：I=P1/UN=9.05103/110=82.3(A)励磁电流：IE=U/RE=110/41.5=2.65(A)电枢电流：Ia=I-IE=82.3-2.65=79.65(A)电枢回路铜耗Pcua=Ia2R=79.6520.1504=954(W)励磁回路铜耗 PcuE=IE2RE=2.65241.5=291(W)电磁功率PM=P1-（Pcua+PcuE）=9.05-(954+291)10-3=7.8(kW)电磁转矩 M=9550PM/nN=95507.8/1000=74.5(Nm)串联电阻Rr前的转速：nN=U-IaR/Ce所以Ce=UN-IaR/nN=(110-79.650.1504)/1000=0.098则串入电阻Rr后的转速：n=UN-Ia(R+Rr)/Ce=(110-79.65(0.1504+0.5246)/0.098=574(r/min)答：电枢回路串入电阻前的电磁转矩为74.5Nm,串入电阻后的转速为574r/min。2. 在下图中，若RcRe2.5k，晶体管的50，rbe1k，问：(1)Ui1V时，求U01及U02，问U0l与U02在相位上是否相同?(2)当U01和U02分别接入下一级典型电路时，问输出端点得到的输出电压是否相等?(3)U01输出与U02输出时，输出电阻是否相等?答案：(1)当Ui=1V时Av1=-0.97Av2=0.992U01=UiK1=1(-0.97)=-0.97(V)U02=UiK2=10.992=0.992(V)所以在Ui=1V时,U01和U02大小基本相同而相位上是相反的。(2)当U01和U02分别接到下一级典型电路时，输出端点得到的输出电压不相等。(3)U01输出与U02输出时，其输出电阻不同，以U01为输出时，其输出电阻：r0Rc=2.5K,以U02为输出端时，其输出电阻：r=rre/(1+)Re=1/(1+50) 2.5=20()3. RLC串联电路，接在220伏的交流电源上，已知电阻值为2欧，电感为160毫亨，电容为64微法，频率为50赫兹，求：（1）电路的谐振频率。（2）谐振时，电容的端压为多少？答案： 解：R-L-C 串联电路的谐振条件为：XL=XC，故谐振频率为： f0=1/2p(LC)1/2=49.761Hz谐振时：Uc=UL=(U/R)Xc=(220/2)/(314640.000001)=5500V4. 有一长度为2km的配电线路，如图-14所示，从35kV/6.3kV l000kVA三相变压器所引出，试计算在该线路出口处A点及末端B点的三相短路电流?设变压器每相电抗Xc0.5，配电线路电阻及电抗均为0.4/km，其他参数忽略不计，并假定短路前，在A点及B点各线电压为6.3kV。答案： 解：一相的等值电路如图III-24所示。A点的短路电流为：IkA=UC/(1.732 ZS)= UC/(1.732 Xc)=6300/(1.732*0.5)=7275AB点短路时，ZS=(0.82+1.32)1/2 =1.526欧， 短路电流为：IkB=UC/(1.732 ZS) =6300/(1.732*1.526)=2384A答：A点及B点的短路电流分别是7252A和2384A。5. 某车间配电用10kV架空线路，由变电所直接引入，全长为20km。已知该线路导线参数为r00.46/km，X00.37/km，试计算在该线路末端发生短路故障时，其短路电流值Ik3、Ik2和Ik1的大小?(假定短路前，在故障点的电压为10.5kV，其他参数忽略不计)。答案：因为RWL=r0*L=0.46*20=9.2欧 ，XWL=x0*L=0.37*20=7.4欧ZS=(9.22+7.42)1/2 =11.8欧Ik3=UC/(1.732ZS) =10.5/(1.732*11.8) =0.514千安Ik2=( 1.414/2) Ik3=0.707*0.514=0.363千安Ik1= Ik3/2=0.257千安答：在该线路末端发生的短路电流值Ik3、Ik2、Ik1分别为514A、363A和257A。6. 一台三相异步电动机，额定功率为10KW，额定电压为380V，额定转速980r/min，额定工作效率=95%，额定工作电流IN=18A，起动能力系数为1.5，过载系数为2.2。求：1）电动机的功率因数。 2）起动转矩Tqd，最大转矩Tmax。答案： 7. 图-16为测量线圈的电感电桥，rx、Lx是待测线圈的等效参数，Z是指零仪器的复阻抗，R2、R3、R4是标准电阻，C4是标准电容，求电桥平衡时rx、Lx的计算公式。答案： 解：根据电桥平衡条件应有: (rx+jLx)-jR4(1/C4)=R2R3R4-R2R3j(1/C4) -jrx(1/C4)R4+LXR4/C4=R2R3R4-jR2R3(1/C4) rxR4(1/C4)+jLxR4(1/C4)=jR2R3R4+R2R3(1/C4) rxR4=R2R3 jLxR4=jC4R2R3R4答：电桥平衡时rx、Lx的计算公式即为rx=R2R3/R4 Lx=R2R3C48. 如图所示,已知E1=18伏,E2=9伏,R1=R2=1欧,R3=4欧,求各支路电流和A、B两点间的电压? 答案： 解:(1)假设回路电流方向如图中所示。 (2)根据基尔霍夫第二定律(回路电压)列出二个方程式: (R1+R3)I11+R3I22=E1 (R2+R3)I22+R3I11=E2 (3)代入已知数据联立方程: 5I11+4I22 =18 4I11+5I22 =9 得I11=6(A) I22 =-3A (4)确定回路电流方向,因I11为正值,则实际流向与假设方向相同,I22为负值,则实际流向与假设方向相反。 (5)根据回路电流确定各支路电流。因R1 和R2 为单独支路,则它们的电流就是本电路的电流,而R3 为公共支路,其中电流大小应为I11 和I22 的代数和,即: IR2 =I22=3A方向与假设I22 相反 IR3 =I11-I22=3A，方向与I11相同 (6)求AB间电压。因三条支路并联,各支路端电压相等,所以可选任一支路应用欧姆定律来计算。对于R3 这条支路有: UAB =IR3 R3 =34=12(V)答:各支路电流分别为6安、3安、3安。AB间电压为12伏。 9. 用戴维南定理求图-10中的I3的电流值，已知E1=12V，E2=10V，R1=2，R2=1，R3=10。答案： 解：将图-10化简成图-33。(1)设a、b两端开路，求Eab。根据基尔霍夫电压定律有： E1-E2=I(R1+R2) I=(E1-E2)/(R1+R2)=2/3（A） E0=Eab=E2+IR2=32/3（V）(2)求R0 R0=Rab=R1R2/(R1+R2)=2/3（A）(3)求I3 I3=E0/(R0+R3)=(32/3)/(2/3+10)=1(A)10.一台并励直流电动机，PN=7.5kw，UN=200V，IN40A，nN2000r/min，R0.2，RE50，求：（1）绘出示意图，求N、Ia、MN；（2）当Ia50A时，电动机的稳态转速n1；（3）设电动机的负载转矩ML不变， 电枢回路串入1的电阻时，电动机的稳态转速n3；（4）ML依旧不变，电压降低50时，电动机的稳态转速n4。答案：（1）依题意作示意图= 2000r/min当 Ia50A时，Ea1200-500.2 = 190（V）因为 EaCen 即 Ea n 11.一台他励直流电动机用于起吊重物，其额定数据如下：29KW440V76A1000r/min,Ra=0.377，忽略空载损耗，负载转矩TL=0.8TN,试求：（1）电动机以500r/min的速度吊起重物，电枢回路需串多大电阻？（2）有哪几种方法可使负载以500r/min的速度下放？电枢回路各需串多大电阻？答案：解：（1）CeN=(UNINRa)/nN=(440760.377)/1000=0.411伏/（米/秒） n=(UN-IaRa)/CeN=(4400.876R)/0.411=500米/秒 R=(4400.411500)/0.876=3.857()电枢回路需串电阻：38570377348（2）采用倒拉下放重物：500（4400876R）0411R（4400411500）0876106（）电枢回路需串电阻106037710223（）采用能耗下放重物：5000876R0411R04115000876338（）电枢回路需串电阻33803773003（）12.下图所示电路的输入端加上幅值为10V的正弦波电压，试画出输出端电压u0的波形(要求附带文字说明) 。设稳压管D1和D2的稳压值均为6V（两个管子的正向压降设为0.7V）。答案：分析解答如下：13.下图是一个集成电路测压原理电路，假设RF=200欧，计算5个阻值的大小。已知电压表的量程为5伏，自上而下5个挡分别为50伏档，10伏档，5伏挡，1伏挡和05伏挡。 答案：由R11=Ui1RF/U0R12=Ui2RF/U0R13=Ui3RF/U0R14=Ui4RF/U0R15=Ui5RF/U0带入数据得：R11= 2K欧R12= 400欧R13= 200欧R14= 40欧R15= 20欧14.在图-12稳压电路中，当e218V(AC)，Uw的稳压值是5V，IL在10mA30mA变化，若电网电压不变，试估算使Iw不小于5mA时所需要的R值是多少?选定R后Iw最大值是多少?答案：解：经电容滤波后的电压Ud=1.2e2=1.218=21.6(V)流过R的最大电流值应为：Iw min+ILmax=5+30=35(mA)=0.035(A)因此，R=(Ud-Uw)/0.035=(21.6-5)/0.035=474()最后选定电阻值R=460,则:Iwmax=(Ud-Uw)/R -ILmin=(21.6-5)/460-1010-3=0.0261(A)=26.1(mA)15.某三相变压器原副绕组匝数分别为：N1=2080匝，N2=80匝，如果原绕组加的电压为10000伏，求：在Y，y和Y，d两种接法时，副绕组的相电压和线电压。答案：因为原绕组为星形接法，故而相电压为：U1相=U1/1.732=10000/1.732=5774V副绕组的相电压为：U2相= U1相N2/N1=577480/2080=222V变压器为Y，d接法时，副绕组的相、线电压相同，变压器为Y，y接法时，副绕组的线电压为：U2=1.732U2相=2221.732=384v。16.有一电感线圈，当接在电压为40V的直流电源上时，测得线圈电流为4A。当接于电压为220V、频率为50HZ的正弦交流电源时，测得电流为10A，求线圈电阻与电感。答案：直流电源作用时 XL=L=0，R=40/4=10 交流电源作用时 Z=22 XL=19.6 L=62.4mH17.某变压器的铭牌数据为：3相，7500KVA，空载损耗15kw，短路损耗73.5kw，求：变压器的额定负载、负载功率因数是1时的效率。答案：P2=SNCOSf=75001=7500KW P1=P2+Dpcu+DpFe=7500+73.5+15=7588.5kwh=P2/P1100%=7500/7588.5100%=98.8%18.如下图，C1=40微法，C2=C3=20微法，它们的耐压值均为300伏，求等效电容及最大安全电压。答案：因为C2与C3并联且二者的耐压值相等，并联后的电容C23的耐压值仍然是300伏，C23=C2+C3=20+20=40微法总等效电容 C=C1C23/(C1+C23)=4040/(40+40)=20微法因为C1与C23相等，耐压值相同，故最大安全电压为每只电容耐压值的2倍，即600伏。19.如下图，已知U=10伏，计算电容器两端的电压是多少？极板上的电荷量是多少?答案：电容两端电压 UC=U R2/(R1+R2) =1060/(40+60) =6V电容极板上的电荷量为 Q=UC=60.510-6=310-6库仑20.有电路如下：已知I=0.5A，电源内阻为2欧，求电源电动势E。答案：外电路的总等效电阻为R总=(R6+R7)/R3+(R4/R5)+R2/R1=5欧因为流过R4的电流I=0.5A，根据电阻串并联的特点，可得电路的总电流I总=4安，则 E=I(R+R0)=4 (5+2)=28V21.如图已知R1=R3=6欧，R2=3欧，R=2欧，R4=1.125欧，E=12V，用星-三角变换法求电源支路电流。答案：用星-三角变换把图变为下图形式：RD=3RY=6欧电路变成串并联结构，总等效电阻R总=(6/2+63/(6+3) /6/6+1.125=3欧通过电源支路的电流为 I=E/R=12/3=4A22.如下图所示电路中： E1= 15v，E2=10v， E3=6v，R1=3欧,R2=2欧,R3=1.8欧,R4=12欧,用戴维南定理求I是多少。答案：1）断开R4 ，余下部分是一有源二端网络，求UabI=(E1-E2)/(R1+R2) =(15-10 ) /(3+2) =1A所以，Uab =-E3+E2+IR2=6V2 ）将网络内的所有电源短路，得下图的无源二端网络。其等效阻值为：Rab=R3+R1R2/(R1+R2)=3欧得到下图：计算得：I=Uab/（Rab+R4）=6/15=0.4A23.用电压源和电流源之间的转换求下图中的IAB。（画出转换过程即可，不要求有计算过程）答案：（1）（2）（3）得IAB=15/15=1A.24.如下图的电路，已知E1=60V，E2=10V，R1=10欧， R2=20欧， R3=15欧，用叠加原理求I3 。(用其它方法计算不得分) 答案：将原图拆分成E1与E2单独作用的如下两个图：当只有E1作用时：I1=E1/(R1+R2/R3)=3.23AI3=-I1R2/(R2+R3)=-1.85A当只有E2作用时：I2=E2/(R2+R1/R3)=0.38AI3=I2R1/(R2+R1)=0.15A由叠加原理求原电路的电流：I3=I3+I3=-1.7A25. 已知求上面三个电压的和。答案：26.在一个放大电路中，有一个不明型号的三极管，测量知：三个电极（用A、B 、C表示 ）的对地电位分别是UA = -9V，UB = -6V， UC = -6.2V请判断这三端分别是哪个极？答案：三极管放大的条件是发射结正偏，集电结反偏，三极管的基极与发射极之间有一正向电压（硅管0.6-0.7V，锗管0.2-0.3V）,基极与集电极之间有一反向电压。本题中，计算可知：C,B之间电压为-0.2V，C,A之间电压为2.8V，可知C-b, B-e, A-c27.下图是两个管子的输出特性曲线，通过分析和计算判断哪个管子的放大系数大。 答案：定性分析：上图中两个三极管的输出特性曲线的坐标刻度相同，基极电流的数值一样，但左图的曲线间隔较大，对于相同的基极电流的变化量，左图的集电极电流变化量大，故而左图的三极管具有较大的电流放大系数。也可进行定量计算，如当UCE=4v时，如基极电流由IB1=20微安变化到IB2=60微安，其变化量DIB = 60-20 =40微安。对应于基极的这一变化， 可作图求出两图中集电极电流的变化，从而算出电流放大系数，而后进行比较。两种方法的结果一样。28.判断下列的三极管处于什么状态。（1）（2）答案：（1）UBE =0.7VUBC =-4.3V发射结正偏集电结反偏放大（2）UBE =-0.3VUBC =3.7V发射结正偏集电结反偏放大29.计算放大电路的静态工作点及电压放大倍数 。答案：UB =EcRb1/(Rb1+Rb2)= 3.38vUE = UB - UBE =3.38-0.7=2.68VIEQ =UE/RE =2.68/1= 2.68mAICQIEQ= 2.68mAIBQ =ICQ/b=2.68/50=0.054mAUCEQ=EC -ICRC - IERE=12-2.68*2.5-2.68*1=2.62V求电压放大倍数rbe=300+26(1+ b)/IE =0.79kRL“= RL/ RC =1.25KAV =-b RL“/ rBE=-7930.一台直流他励电动机，额定功率55千瓦，额定电流280安，额定电压220伏，额定转速635转/分，电枢电阻为0.044欧，带额定负载运行，求：（1）欲使电动机的转速降为500转/分，电枢回路应串多大的电阻？ （2）采用降压调速使电动机的转速降为500转/分，电压降为多少？（3）减弱磁通为额定值的0.85倍，电机的转速将如何变化？能否长期运行？答案：解：（1）求电动机的由于转矩为额定转矩，电枢电流为额定电流，带入已知数据得： 得电枢回路应串电阻为0.158欧。（2）电动机的理想空载转速额定转矩时的转速降 DnN= n0 -nN=672.8-635=37.8r/min降压调速时的理想空载转速 n0=n+ DnN=500+37.8=537.8r/min电枢电压为U= n0UN / n0=175.9V(3)F=0.85FN时，电动机的转速由于IaIN，所以不能长期运行。31.如图所示，合上开关40微秒后，Uc为多少？答案：解：对于只含有一个储能元件的动态电路，从储能元件的两端看其余的部分，可按戴维南定理化简如下图：E0=10+(100-10)30/(60+30)=40VR0=R1R2/(R1+R2)=20K欧时间常数为：t=R0C =2010-3100010-12=20msUC= E0(1-e-t/t)=40(1- e-t/20) V当t=40ms时，UC= 40(1- e-40/20) =34.6V32.整流变压器的次级交流电压是100伏，对单相半波、单相桥式、三相桥式整流电路，所输出的直流电压UL及整流电路中每只二极管承受的最大反向峰值电压URM分别是多少？答案：单相半波：UL=0.45U2=0.45100=45V URM=1.414U2=1.414100=141V单相桥式：UL=0.9U2=0.9100=90V URM=1.414U2=1.414100=141V三相桥式：UL=2.34 U2=2.34100=234V URM=1.7321.414U2=1.7321.414100=245V33.如图所示的矩形脉冲波形作为由下图所示的C和R组成的电路的输入信号，计算画出输出波形。其中C为100皮法， R为200千欧。答案：这是一个微分电路，时间常数是t=R0C =20010-310010-12=20ms。由于时间常数远小于脉冲宽度，所以电容的充放电很快，输出电压为尖脉冲。如下图：34.答案：所以，Z=6欧，R=5.196欧，Xc=3欧，cosf= cos(-300) =0.86635.写出下列相量的瞬时值表达式：答案：e=400sin(wt-450) V(2) u=141.4sin(wt-1200)V36.答案：37.答案：38.Y112M-4绕线型异步电动机的技术数据如下： 28.8kW 380V 接法 1440r/min =84.5% Tst/TN=1.8 Ist/IN=2.2 Tmax/TN=2.0 50Hz试求：（1）起动转矩和最大转矩；（2）转矩为288Nm时，电动机的转速；（3）若负载转矩同（2），电网电压突然降低了20%，电动机能否正常转动；若立即重新起动，电动机能否转动？（4）若采用转子串接电阻使电动机起动，电动机能否正常转动。答案：解：根据电动机的机械特性曲线可分析出所提问题。（1） （2）在电动机匀速转动时，根据转矩平衡方程式T=T0+T2T2知，当负载转矩为288Nm时，电动机的电磁转矩约为288Nm。 （3）起动转矩和最大转矩与电压的平方成正比，因此有 最大转矩小于负载转矩，电动机会因带不动负载而停止转动，出现闷车现象，电动机的工作状态和起动瞬间相同，工作电流很大，电动机发热，以致烧坏。 若立即重新起动，因起动转矩小于负载转矩，所以电动机不能起动。（4 转子串接电阻能提高起动转矩，但是不能提高最大转矩，所以，电动机仍不能正常转动。39.答案：40. 图-15为380V有零线三相交流电路，已知R50，f50Hz，L160mH，C=50F，求IU、IV、Iw?答案： 解： IU=380/50=4.39（A） XL=2fL=23.145016010-3=50.24() IV=380/50.24=4.38(A) XC=1/2fc=106/(23.145050)=63.69() IW=380/63.69=3.45(A) 答:IU、IV、IW分别为4.39A、4.38A、3.45A。41. 已知交流信号源的内阻为250欧姆，通过一个变压比可调的变压器接2.5欧姆的负载RL，当变压器初级的等效电阻等于信号源内阻时，信号源的输出功率最大，要使负载获得最大功率，问变压器的变压比应该是多少？答案： 根据=K2，变压器初级的等效电阻RL= K2RL=2.5K2当变压器初级的等效电阻等于信号源内阻时，信号源的输出功率最大，所以 所以当变压比K=10时，负载将获得最大功率。42.已知RLC串联电路的R=10，L=2mH，C=180pF，电源电压为5V，求谐振频率f0、谐振电流I0、品质因数Q0。答案： 43. 一台三相六极异步电动机，28KW，380V，50HZ，950r/min，cos1N=0.88，定子铜耗、铁耗共2.2KW。机械损耗1.1KW，忽略附加损耗。试求其额定运行时的转差率、转子铜耗、效率、定子电流、转子电流的频率？答案： 44. 有一条10kV三相架空电力线路，LGJ95型导线排列为三角形,几何均距为1.5 m，导线工作温度为60，线路长度为10km，负荷集中在末端，输送功率为1000kw，负荷功率因数cos0.9,试求电路中的电压损失。（根据导线几何均距、导线工作温度查LGJ导线电阻和电抗值表 ，得RO0.365/km，X00.354/km）答案： 由负荷功率因数可求出： 答：该线路中的电压损失为5.37。45. 通过计算，判断下图三极管的工作状态。答案： 下图可变换为先设基极断开，等效电路如图，I=(EB1+EB2)/(Rb1+Rb2) =0.3mA基极电位UB=I*Rb2-EB2=0.3*10-6=-3V0,即UBE 下图（a）所示运放有理想特性，设两个输入电压波形如图（b）所 示。试画出电压u0的波形（必须有分析过程，否则不得分）。(图中的4个电阻的阻值均等于R) 图a 图b答案： 图示电路为标准减法器，直接运用公式即可得所求： u0=（ui2- ui1）= ui2- ui1据此可画出输出波形如下图所示47. 某三相四线制交流电源的线电压为380伏，三相负载均为纯电阻但不对称，U、V相负载为22欧，W相为27.5欧，接成星形，现将中性线去掉，计算中性点的电位。 答案： 由节点电位法，UN =(UU /RU + UV /RV + UW /RW )/(1/RU + 1 /RV + 1 /RW ) =(220ej0/22 + 220ej(-2p/3) /22 + 220ej(2p/3) /27.5 /(1/22 + 1 /22 + 1 /27.5 ) =15.7 ej(-p/3) v48. 下图所示为两级运放电路，已知R1=RF1=10kW,R2=R3=RF2=20kW，uI1=1V和uI2=0.5V，计算电路输出电压uO。说明该电路能够实现何种功能。答案： 该电路为减法运算电路，所以u0=0.5V。 49. 下图所示的电路中，输入信号如图所示，试问在输入信号的作用下，图中的三极管能否可靠的饱和与截止，画出输出波形图。答案： 答当输入信号ui=0时，先假定三极管截止，等效电路如上图，由于UBE=-EBR1/(RI+R2)=-6*6/(6+30)=-1IBS,所以三极管可靠饱和，输出为低电平。所以输出波形图如下：50. 判断下列的三极管处于什么状态。答案： 答51. 用戴维南定理求出下图中电流表的读数。答案： 将电流表支路断开，有I1=15/（3+6）=5/3AI2=20/(2+1+1) =5A，故开路电压U0=6I1-2I2=0所以电流表的读数为0。52. 根据已知条件计算，u=311sin314tV，R=300欧，L=1.65H，试求电路的有功功率，无功功率，视在功率和功率因数。答案： 53. 求下图电路中总电流的大小I，画出电源电压和总电流的相量图（图中的电源为100伏的交流电源）。答案： 54. 一台三相异步电动机，已知额定功率为2千瓦，额定转速为2840转/分，过载系数为2，额定电压为380伏，额定频率为50赫兹，求其固有特性的转矩表达式。答案：电动机的额定转矩为：TN=9.55PN/nN=9.552000/2840=6.7N.m最大转矩为：Tmax=lmTN=26.7=13.4 N.m额定转差率为：SN=(n0-nN)/n0=(3000-2849)/3000=0.05355. 一个三位二进制数码由高位至低位分别送至电路的三个输入端，要求三位数码中有奇数个1时，电路输出为1，否则为0。试画出逻辑图。答案： （1）根据提出的逻辑功能要求，列出真值表如下表。（2）根据真值表列写出函数表达式 (3)画逻辑图由表达式可画出逻辑图如下图所示，它由两个异或门构成。56. 某一表头的量程Ig=100微安，内阻Rg=1000欧，如要改装成量程为1毫安，10毫安，100毫安的毫安表，计算三个阻值。答案：因为：R总=Ig*Rg/（I3 - Ig ） =111.11欧=R1+R2+R3 R1= Ig(R2+R3+ Rg) /(I1-Ig) R1+R2= Ig(R3+ Rg) /(I2-Ig) 所以：R1=1.11欧 R2=10欧 R3=100欧六、简答题（每题5分，共545分）1. 对电器测量用和保护用的电流互感器的铁心有何不同的要求？答案： 电气测量对电流互感器的准确度要求较高，且要求在短路时仪表受的冲击要小，所以测量用的电流互感器的铁心在一次电路短路时应易于饱和，以限制二次电流的增长倍数；而保护用的电流互感器的铁心则在一次电路短路时应不饱和，使二次电流能与一次电流成比例增长，以适应保护灵敏度的要求。2. 简述晶闸管的结构和导通及关断条件。答案： 1）晶闸管有三个极：阳极，阴极和门极。晶闸管的管芯是由PNPN四层半导体材料组成的。有三个PN结。2）晶闸管导通的条件是:在阳极与阴极间加一个正向电压，同时在门极与阴极间也加一个正向电压。关断条件是：阳极电流（阳极与阴极间的电流）小于维持电流。3. 什么叫谐波？什么叫几次谐波?答案：数学推导和实验证明，任何一个周期性的非正弦波都可以分解成不同频率的正弦分量。非正弦波的每一个正弦分量，称为它的一个谐波分量，称为谐波。与非正弦波同频的谐波叫基波或一次谐波。频率是基波的几倍就称为几次谐波。4. 双闭环调速系统在突加给定的起动过程中，转速调节器为什么能迅速达到限幅值，其限幅值是如何整定的？答案： 双闭环调速系统在突加给定时，由于电机的机械惯性，转速为零，使转速反馈电压为零，这时加在转速调节器输入端的偏差电压很大，而转速调节器的积分时间常数较小，所以转速调节器的输出能迅速达到限幅值，其限幅值按所要限制的最大电流值来整定。5. 双闭环调速系统对电网及负载扰动，其调节过程的特点是什么？答案： 对电网电压的扰动无需等到电机转速发生变化，只要电枢回路电流发生变化时，由电流调节器调节即可，有效减小电机转速的变化。负载扰动要电机的转速发生变化后，由转速调节器来调节。6. 转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是什么？答案： 转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是闭环系统的自动调节作用。在开环系统中，当负载电流增大时，电枢电流Id在电阻R上的压降也增大，转速就要降下来。现在引入了转速负反馈，转速稍有降落，反馈电压Ufn就感觉出来了。因给定电压Ugd不变。因此加到触发器上的控制电压Uc=Kp(Ugd-Ufn)便会自动增加了，它可使晶闸管整流电压Ud0增加，电动机转速便相应回升。由于电枢电压的增量Ud0，补偿IdR压降，就使转速基本维持不变。7. 为什么积分控制的调速系统是无静差的？积分调节器的输入偏差电压时，输出电压是多少？决定于那些元素？系统的动态速降能否为零，为什么？答案： 在积分控制的调速系统中，控制作用不仅依靠偏差本身而且依靠偏差的累计。只要输入偏差，积分控制就使得逐渐积累，因而转速就要变化。只有到时，不再变化，转速才稳定下来，因而是无静差的。当输入偏差电压时，输出电压为一定值，它取决于偏差的大小、偏差为零的时刻、积分时间常数等。系统的动态速降不能为零，如果动态速降也为零，那么系统的偏差电压始终为零，则为零，控制作用就失去了，系统无法工作。8. 异步电动机变频调速时，如果只从调速角度出发，仅改变f1是否可行？为什么？在实际应用中。同时还要调节，否则会出现什么问题？答案： 由电学可知，异步电动机有如下关系式：式中，定子绕组匝数，定子绕组系数为常数。在电源频率一定时，定子绕组感应电动势与产生它的气隙合成磁通成正比。忽略定子阻抗压降时，定子电压与近似相待。由前式可以看出，若不变，与成反比。如果下降，则增加，使磁路过饱和，励磁电流迅速上升。铁损增加，电动机效率降低，也使功率因数减小。如果上升，则减小，电磁转矩减小，电磁转矩减小，电动机的过载能力下降。可见调速时为维持恒磁通不变，在调节的同时还要协调地调节，才可以使异步电动机具有较好的性能。9. 异步电动机变频调速时，常用的控制方式有哪几种？它们的基本思想是什么？这种控制方式得到的机械特性如何？答案： 常用的控制方式有三种：(1)恒压频比的调速方式（2）保持常数的控制方式（3）恒功率控制方式10. 在转速开环变频调速系统中，为什么要设置瞬间态校正环节？答案： 设置瞬间态校正环节是为了在瞬间（动态）过程中，使系统仍基本保持某种控制规律，在此系统中是为保持E1/f1常数。由于电压控制回路为闭环，而频率控制回路为开环，在有负载扰动、电网电压波动等因素时，容易使系统工作不稳定。例如，在负载扰动下，电流内环响应较快，引起电压波动，由电压闭环进行自动调节。但是，只要给定电压不变，频率就始终不变。虽然在负载扰动下，输出电压1将反复变化，而输出频率并不随着电压变化，使得在动态时不能保持E1/f1常数，磁场将产生过励和欠励不断交替的情况，使得电动机转矩波动，以至电动机转速产生波动，造成系统工作不稳定。为了避免上述情况的产生，而加入瞬间校正调节器，进行瞬态的补偿调节。瞬态校正器采用微分校正电路，以获得超前校正作用。它的输入信号有两种取法：一是取电流调节器的输出信号；二是取电压器输入的电压给定与电压反馈的差值。这两种方法均可得到近似的补偿。系统进入稳态后，该环节就不起作用了。11. 什么是继电保护?答案：对送配电线路、变压器、发电机、开关电气设备、动力照明装置及一次系统的运行、工作状况进行测量、监视、控制的保护装置、操作电源控制电器和用控制电缆连成的回路叫继电保护。12. 简述电力变压器的工作原理。答案：变压器是按照电磁感应原理工作的。在闭合的铁心上绕有两个绕组，一个是一次绕组，另一个是二次绕组。当一次绕组接入交流电源时，交变电流流过一次绕组，在铁心中产生了交变磁通，沿铁心穿过二次绕组，使两个绕组中产生感应电动势。由于同一个铁心，穿过绕组的磁通也是一样的，不论是一次绕组还是二次绕组，感应电动势在每一匝中是相同的，因一次、二次绕组的匝数不同，两个绕组的感应电动势也不同，感应电动势与匝数成正比，即匝数越多，感应电动势则越大。在变压器空载时，由于一次绕组电流很小，于是电源电压主要是平衡一次绕组.13. 什么是导线的安全载流量?答案： 导线的安全载流量是指某截面导线在不超过它最高工作温度的条件下，长期通过的最大电流值。 直接影响导线载流量的原因是多方面的，如导线材质与类型、绝缘材料的耐热等级以及环境温度和敷设方式。因此决定导线的安全载流量应根据具体情况综合考虑。不同条件下的安全载流量可以从有关手册中查到。14. 比较交、直流电磁铁的特点。答案：交流电磁铁的特点：励磁电流与衔铁位置有关，当衔铁处于起动位置时，电流最大；当衔铁吸合后，电流就降到额定值。吸力与衔铁位置有关，但影响比直流电磁铁小的多，随着气隙的减小，其吸力将逐渐增大，最后将达到1.52倍的初始吸力。直流电磁铁的特点：励磁电流的大小仅取决于励磁线圈两端的电压及本身的电阻，而与衔铁的位置无关。直流电磁铁的吸力在衔铁起动时最小，而在吸合时最大.15. 怎样使用兆欧表测量电力电容的绝缘电阻?答案： (1)首先断开电容器的电源，将电容器充分放电(多次放电)。 (2)按电容器的额定电压选择兆欧表的电压等级。 (3)用兆欧表测量其放电后的电容器。在摇动兆欧表(电容器充电完毕)时，让兆欧表表针从零慢慢上升到一定数值后不再摆动，其表针稳定后，方是电容器绝缘阻值。 (4)测量完毕，在兆欧表与电容器连接导线断开后，兆欧表方能停止转动，否则电容放电会烧毁兆欧表。 (5)若再次测量或测量完毕，需及时放电，以免烧坏兆欧表或电击伤害人员。16. 接地电阻测量仪怎样使用?答案： (1)将被测接地极接至仪器的E接线柱(即P2、C2连接点)，电位探针和电流探针插在距离接地极20m地方，电位探针可近一些，并用导线将探针与P1、Cl接线柱连接。 (2)将仪器指针调整。 (3)将倍率开关置于最大倍率档，缓缓摇动发电机手柄，同时调节测量标度盘(即Rs的可动触点位置)，使检流计电流趋近于零位，然后发电机转速达120rmin，随时调节测量标度盘使指针为零。 接地电阻倍率标度盘读数如果测量标度盘读数小于1，则应将倍率钮置于较小档测量。 (4)ZC8型接地测量仪也可以用来测量电阻。 将P1、C1接线柱用导线短接，再将被测电阻接在E(即P2、C2点)与P1(即C1)之间，测量同前一样。17. 对自动重合闸的基本要求有哪些? 答案： (1)动作时间应短,但不能过短,其动作时间应大于介质去游离的时间,即能使故障点的绝缘强度来得及恢复;另外要使断路器的传动机构来得及恢复原状。一般情况下,动作时间取0.5-1.5秒。(2)重合闸次数保证可靠,即一次重合闸应保证只重合一次。(3)手动切除断路器,手动跳闸不应重合。 18. 简述定时限过电流保护动作电流和动作时限整定原则是什么? 答案： 其整定原则分述如下:(1)动作电流整定原则应保证被保护线路在发生故障时保护装置能可靠动作,而在最大负荷电流(如电动机的启动电流)时,保护装置不误动作,而且在故障切除后继电器可靠地返回,为此,应满足下列条件:a.动作电流大于最大负荷电流;b.上一级保护的返回电流大于最大负荷电流。(2)动作时限整定原则:从用户到电源的各段保护装置的动作时限是按阶梯原则整定的,即逐级增大一个时限极差t。t在0.35-0.6秒范围之内,通常取0.5秒。 19. 如图是定时限过流保护原理图,请说明其工作原理? 答案： 当被保护的线路发生短路故障后,流过电互感器1的一次侧电流急剧增大,电流互感器二次侧的电流也急剧增大,当电流达到电流继电器2的动作电流后,继电器动作,从而闭合触点3,使时间继电器4通电动作,经过一段延时,触点5闭合,接通跳闸线圈6的电源,使油断路器跳闸,切除发生故障的线路。 20. 何谓工作接地与保护接地?答案：为了使电力系统以及电气设备安全可靠的运行，将系统中的某一点或经某一些设备直接或间接接地，称为工作接地。为了保证人身安全，把正常情况下不带电的金属外壳和电气故障情况下可能出现危险的对地电压的金属部分与接地装置可靠的连接，这种接地称为保护接地。21. 何谓接地、接地体、接地线和接地装置?答案：电气设备、配电装置以及电力系统中的某一点与大地作良好的连接称为接地。埋入地下或与大地接触的金属导体或导体组称为接地体。电气设备接地部分与接地体的连接导体称为接地线。接地体、接地线的总称为接地装置。22. 简述磁吹避雷器的结构、工作原理以及适用于什么场所?答案：磁吹避雷器由瓷套管(外壳)、主放电间隙、分流间隙、磁场线圈组成。 工作原理是：当雷电流通过时，线圈两端压降很大，分流间隙动作将线圈短路，经主火花间隙流入大地。当工频续流时线圈两端电压降很小，分流间隙自动灭弧，于是续流通过线圈产生磁场使电弧运动，由于磁吹避雷器增大了续流和提高了火花间隙的灭弧能力，改善了保护特性，它对内部过电压的保护范围扩大了。 磁吹避雷器适用于旋转电机(FCD)和高压大型电站(FCZ)防雷保护。23. 电磁式电流继电器的作用原理是什么? 答案： 继电器在正常时通过较小的电流,电磁铁产生磁通,由于反作用力弹簧的作用,舌片被拉住不能偏转,当线圈中的电流增大到一定程度时,便产生足够大的力,克服反作用力,舌片便被吸引接近磁极,继电器在的常开接点闭合,常闭接点断开。 24. 对电气设备进行直流耐压试验，并测其泄漏电流的目的是什么?答案：直流耐压试验和测量泄漏电流，其电压比较高，而且任意可调，与兆欧表相比，虽然直流耐压的原理和兆欧表测量绝缘电阻基本相同，但是直流耐压试验具有兆欧表所不及的许多优点。通过测量泄漏电流与所加直流电压和时间的关系绘制曲线，通过曲线全面分析判断绝缘是否有整体和局部缺陷；由于电压可调，可以根据不同等级的被试品采用不同电压进行试验。直流耐压电压较高，可使绝缘本身的问题更容易暴露出来，特别是对温度较低的被试物的缺陷，用兆欧表是很难发现，而用这项试验就比较容易发现。25. 同步发电机投入电网并列条件是什么? 答案： 同步发电机和电网并列时,要求不产生有害的冲击电流,合闸后转子能很快拉入同步,并且转速平稳、不发生振荡。并列运行的条件有:(1)发电机的电压和电网电压具有相同的有效值、极性和相位;(2)发电机的频率应与电网频率相等;(3)对三相发电机,要求其相序与电网一致。 26. 变压器瓦斯继电器动作后应如何处理?答案：瓦斯继电器动作说明是变压器内部有气体或有故障，值班人员应立