湖南工业大学科技学院《电力设备设计原理》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《电力设备设计原理》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在一个电子电路的调试过程中，遇到了信号失真的问题。以下哪种方法可以有效地解决信号失真问题？（）A.调整电路参数B.更换电子元件C.改变电路布局D.重新设计电路2、在一个由三极管构成的放大电路中，若要提高电路的输入电阻，同时降低输出电阻，可以采用的接法是：（）A.共射极B.共集电极C.共基极D.以上都不行3、对于一个静电场，其电势满足拉普拉斯方程∇^2φ=0。已知在一个二维平面上，电势φ=x^2-y^2，则在点(1,1)处的电场强度的x分量为：（）A.-2B.2C.0D.44、在电力系统的防雷保护中，避雷针和避雷线是常见的防雷装置。它们的作用是将雷电吸引到自身，并通过接地装置将雷电流引入大地。下列关于避雷针和避雷线保护范围计算方法的描述，错误的是（）A.保护范围的大小与避雷针和避雷线的高度成正比B.保护范围的形状通常是一个圆锥体或圆柱体C.计算保护范围时需要考虑被保护物体的高度D.保护范围的确定与雷电的强度和极性无关5、一个电气控制系统中，有一个由时间继电器控制的延时启动电路。设定时间继电器的延时时间为5秒，当输入信号接通后，经过8秒电动机仍未启动，可能的故障原因是？（）A.时间继电器损坏B.电动机故障C.控制线路断路D.以上都有可能6、在电力系统的短路计算中，通常采用标幺值进行计算。标幺值的定义是实际值与基准值的比值。若选取基准容量为100MVA，基准电压为平均额定电压，一台变压器的额定容量为50MVA，短路电压百分数为10%。则该变压器电抗的标幺值约为（）A.0.2B.0.1C.0.4D.0.57、在一个电气设备的控制系统中，使用了步进电机作为执行机构。步进电机通过输入脉冲信号来控制转动角度和速度。与普通电机相比，步进电机具有定位精度高、控制简单等优点，但也存在一些局限性。以下关于步进电机的描述，错误的是（）A.转速与脉冲频率成正比B.不适合高速连续运转C.过载能力强，可承受较大负载D.一般需要专门的驱动电路8、在一个由理想运放组成的同相滞回比较器中，参考电压VREF1=4V，VREF2=8V，反馈电阻为50kΩ，电阻为100kΩ。当输入电压从0逐渐增大时，输出电压发生翻转的阈值电压约为多少？（）A.4V和8VB.2V和6VC.6V和2VD.8V和4V9、在一个数字电路中，需要对频率为100kHz的矩形波信号进行分频，得到频率为10kHz的矩形波信号，应该使用哪种计数器实现？（）A.十进制计数器B.二进制计数器C.十六进制计数器D.以上都可以10、在一个数字电路中，使用了全加器来实现两个4位二进制数的加法。当其中一个加数从0111变为1000，另一个加数不变，且低位有进位输入1，那么和的变化最有可能是（）A.增加7B.减少7C.增加8D.减少811、在一个自动化生产线上，电气控制系统需要与其他自动化设备进行通信，实现协同工作。常用的通信方式有现场总线、工业以太网等。现场总线具有实时性好、可靠性高的特点，但传输距离有限；工业以太网则传输速度快、扩展性强，但实时性稍逊。以下关于通信方式选择的考虑，正确的是（）A.对实时性要求高的系统应选择工业以太网B.传输距离远时应选择现场总线C.系统规模大、扩展性要求高时应选择工业以太网D.成本是选择通信方式的唯一因素12、在数字电路设计中，需要考虑电路的功耗和速度之间的平衡。以下哪种方法可以在一定程度上实现这种平衡？（）A.选择低功耗的逻辑门B.降低时钟频率C.优化电路的布局和布线D.以上都是13、在一个电力系统中，需要对电力设备进行防雷保护。以下哪种设备可以用于防雷保护？（）A.避雷针B.避雷器C.接地装置D.以上都是14、在一个电气设备的控制系统中，需要对温度进行控制。除了采用热电偶和热电阻作为温度传感器外，还可以使用红外线传感器。红外线传感器具有非接触测量、响应速度快等优点，但也存在测量范围有限等缺点。以下关于红外线传感器的描述，正确的是（）A.适用于测量高温物体的温度B.测量精度不受环境温度影响C.对被测物体的表面状态不敏感D.可以实现远距离测量15、一个数字系统使用DAC（数模转换器）产生一个锯齿波信号，若DAC的转换时间为1μs，系统时钟频率为1MHz，那么锯齿波的周期大约是多少？（）A.1000μsB.100μsC.10μsD.1μs二、多选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分．有多个选项是符合题目要求的．）1、以下关于静电场中的导体，说法准确的有（）A.导体内电场为零B.导体表面是等势面C.电荷分布在导体表面D.导体内部有净电荷2、以下关于静电场中的电偶极子，表述恰当的有（）A.由两个等量异号的点电荷组成B.场强与距离的三次方成反比C.具有一定的电偶极矩D.在外电场中会受到力矩作用3、在模拟电路的电磁兼容设计中，以下哪些措施可以减少电磁干扰？（）A.屏蔽B.滤波C.接地D.布线优化4、在有源滤波器的设计中，以下哪些类型是常见的？（）A.低通滤波器B.高通滤波器C.带通滤波器D.带阻滤波器5、在电力系统的稳定性分析中，以下哪些因素会影响暂态稳定性？（）A.故障类型和位置B.系统的惯性时间常数C.发电机的励磁系统D.负荷的特性6、在功率放大器的输出匹配中，以下哪些目的是为了实现？（）A.最大功率输出B.提高效率C.减小失真D.增加带宽7、在直流电源的设计中，以下哪些因素会影响输出电压的纹波？（）A.滤波电容的大小B.负载电流的变化C.整流二极管的特性D.变压器的参数8、在电力系统的运行管理中，需要进行的工作有（）A.负荷预测B.检修计划安排C.经济调度D.安全分析9、数字电路中的触发器按触发方式可分为（）A.上升沿触发B.下降沿触发C.高电平触发D.低电平触发10、对于集成运放的参数，以下哪些是重要的性能指标？（）A.开环增益B.输入失调电压C.共模抑制比D.带宽三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个智能工厂的电气自动化系统的故障自愈能力如何提高？请分析提高故障自愈能力的方法，并提出具体的方案。2、（本题5分）一个工业自动化控制系统中，气动执行机构的动作速度和精度达不到要求。请分析可能的原因，如气源压力不稳定、气缸泄漏、控制阀故障等，并提出相应的解决办法，包括稳定气源压力、检修气缸、更换控制阀等。3、（本题5分）某城市的轨道交通牵引供电系统采用了直流供电方式，在运行中存在电压波动较大的问题。请分析直流牵引供电系统电压波动的原因，如列车启动和制动、接触网阻抗等，并提出改善电压质量的技术措施，如采用动态无功补偿装置等。4、（本题5分）在电气控制系统中，安全继电器的应用可以提高系统的安全性。请分析安全继电器的工作原理和应用场景，并说明如何正确选择和使用安全继电器。5、（本题5分）某数据中心的能耗巨大，其制冷系统和服务器的电力消耗占比较高。请分析数据中心能耗的主要构成和影响因素，如服务器负载、制冷效率等，并研究节能措施，如采用高效制冷技术、优化服务器布局等，以降低数据中心的运营成本和环境影响。