电工技术基础与技能（第2版）单元练习题及答案

《电工技术基础与技能（第2版）》习题解答项目一1．填空题（1）在日常生活和各行各业的工作中所用的电，绝大多数都是交流电。（2）直流电还可以用化学方式产生，如干电池、蓄电池和手机电池。干电池、蓄电池和手机电池产生直流电。（3）常用的万用表有模拟表和数字表两种。（4）万用表一般情况下主要测量电阻、电压和电流，有的还可以测量晶体管、电容、电感等。（5）MF-47型万用表转换开关有24个挡位。（6）（7）氖泡式验电笔可以判断绝缘导线；判断电器与电气设备是否带电。（8）人体触电时一类是电流通过人体，引起内部器官的创伤，叫做电击；另一类是电流通过人体，引起外部器官的创伤，叫做电灼伤。（9）我国规定安全电压为36V、24V及12V三种（根据场所潮湿程度而定）。（10）交流电流大于10mA或直流电流大于50mA时，就有可能危及生命。（11）我国规定民用电电压为220V，频率为50Hz。（12）人体触电事故多种多样，就其形式来说可分为双线触电、单线触电和跨步电压触电三种。（13）电气设备工作时会发热主要是电流热效应造成的。（14）电流的热效应使设备温度升高，当温度过热超过设备内部或周围材料的点燃，就可能引发火灾。（15）在电工技术上将电阻系数大于1109·cm的材料称为绝缘材料。（16）导线是最常用的电工材料，不但是构成电线电缆的核心，同时是传输电能和信号的载体。（17）恢复绝缘层的材料一般用黄蜡带、涤纶薄膜带和黑胶带等。2．判断题（1）电给我们带来福音，是不会给我们带来灾难的。（√）（2）直流电的电压和电流的大小一般是稳定的，也没有方向的变化。（√）（3）AT-9205B型数字万用表可用于测量交、直流电压，交、直流电流，电阻，电容，二极管，三极管，音频信号频率等。（√）（4）若长期不用，应将表内电池取出，以防电池电解液渗漏而腐蚀内部电路。（√）（5）MF-47万用表一般情况下主要测量电压、电阻，但是不能测量交流电流。（√）（6）通常用普通电流表测量电流时，可以在不切断电路的情况下来测量电流。（×）（7）钳形电流表在将电路切断停机后才能将电流表接入进行测量。（×）（8）验电笔是用来检测导线、电器和电气设备是否带电的常用电工工具。（√）（9）电工刀不是一种削线工具。（×）（10）剥线钳是剥线的专用工具，用来剥除导线端头的绝缘层，具有效率高，尺寸控制准确，芯线不易受损等优点。（√）（11）电工包和电工工具套用来放置电工随身携带的常用工具或零星电工器材（×）（12）白炽灯功率越大，使用时间越长，温度就越高。（√）（13）200W的白炽灯泡，表面温度不能达到150～200℃。（×）（14）黄蜡带不适用于一般电机电器衬垫或线圈绝缘。（×）（15）黄腊管有一定的弹性，适用于电气仪表、无线电器件和其他电气装置的导线连接保护和绝缘。（√）（16）黄蜡带或黑胶带通常选用带宽50mm的，这样包缠较方便。（×）3.简答题（1）造成人体触电的原因和现象有哪些？为双线触电、单线触电和跨步电压触电三种。当人体触电时，电流会使人体的各种生理机能失常或遭受破坏，如烧伤、呼吸困难、心脏麻痹等，严重时会危及生命。（2）如何防止触电事故的发生？为了更好地使用电能，防止触电事故的发生，必须加强安全用电常识的教育，普及安全用电知识，以便更好地掌握安全用电的方法，使用各种电气设备时严格遵守操作规程。具体如下：1.及时更换破损绝缘线；2.防止线路受潮；3．设置接地线；4.挂牌检修；5.设置避雷装置；6.采取必要的安全措施。（3）触电后如何急救？首先脱离电源：拉闸刀、剪断电源（注意用有绝缘作用老虎钳）、用木棒挑开电源线和站在绝缘板将人与电源分立；其次现场进行人工呼吸和胸外心脏挤压措施急救。（4）产生电气火灾的原因有哪些？短路、过负荷、电加热设备使用不当、导线接触不良和散热不良。（5）预防白炽灯引发火灾的措施有哪些？电源线的安全载流量必须满足白炽灯灯泡的容量要求。严格远离易燃易爆的物品。（6）如何预防电加热设备引起的火灾？电气火灾的预防方法如下。（1）排除可燃、易爆物，保持良好通风。（2）正确安装电气装置。应严格按照防火规程的要求来选择、布置和安装电气装置。（3）正确使用加热设备。正在使用的电加热设备必须有人看管，人离开时切断电源。（4）选择合适的导线和电器。电源线的安全载流量必须满足电气设备的容量要求。（5）选择合适的保护装置。电路中要装设熔断器或自动空气开关。（6）选择绝缘性能好的导线。对热能电器应选用护套线绝缘。（7）处理好电路中的连接处。电路中的连接处要连接牢固，接触良好，避免短路。（8）正确选择产品的类型。必须根据使用场所的特点，正确选择产品的类型。如在户外应安装防雨式灯具，在有易燃、易爆气体的车间、仓库内，应安装防爆灯。（9）安装时留有一定的安全距离。如热源不要紧贴在天花板或木屋顶上，应有一定的安全距离以利散热。（10）发现损坏线路老化绝缘层被破坏或电气设备有损坏时应及时更换。（7）什么叫绝缘材料？主要分为几类？其主要性能指标和作用有哪些？通常，在电工技术上将电阻系数大于1109·cm的材料称为绝缘材料。三聚氰胺醇浸渍漆、快干三聚氰胺醇酸浸渍漆、层压制品、环氧玻璃粉、云母带、模压和引拔制品。（8）试绘草图说明单股铜芯线、7股铜芯线进行直线连接和T形连接的工艺过程。请参考教科书表1-15和1-16。项目二答案暂无项目三直流电阻电路的应用答案暂无项目四电容器的认知答案暂无项目五磁场及电磁感应的认知答案暂无项目六正弦交流电路填空题（1）电网的功率因数越高，电源的利用率就越，无功功率就越。（2）纯电阻电路中电压、电流同频率、同相位。（3）电感是储能元件，它不消耗电能，其有功功率为零。（4）有两个同频率的正弦交流电，当它们的相位差分别为0°、180°、90°时，这两个正弦交流电之间的相位关系分别是（同相）（反相）（正交）。（5）纯电阻元件的复阻抗为；纯电感元件的复阻抗为；纯电容元件的复阻抗为。（6）在纯电容电路中，电流和电压是同频不同相，电流超前电压。2.选择题（1）串联电路谐振时，其无功功率为零，说明（B）。A.电路中无能量交换B.电路中电容、电感和电源之间有能量交换C.电路中电容和电感之间有能量交换，而与电源之间无能量交换D.无法确定（2）R-L-C串联电路，只减小电阻R，其他条件不变，则下列说法正确的是（）。A.Q增大，B增大B.Q减小，B减小C.Q增大，B减小D.Q减小，B增大（3）欲使R-L-C串联电路的品质因数增大，可以（）。A.增大RB.增大CC.减小LD.减小C（4）当R-L-C并联电路谐振时，电路总电流与支路电流的关系是（）。A.总电流是支路电流的Q倍B.支路电流是总电流的Q倍C.总电流等于两条支路电流之和D.总电流等于两条支路电流之和的Q倍（5）R-L-C电路中，若C和L不变，增大电阻R，则谐振时的阻抗将（B）。A.变小B.变大C.不变D.以上都不对3.判断题（1）在各种纯电路中，电流与电压的瞬时值关系均符合欧姆定律。（√）（2）用交流电压表测得交流电压是220V，则此交流电压的最大值是220V。（×）（3）交流电的电流或电压在变化过程中的任一瞬间，都有确定的大小和方向，叫做交流电该时刻的瞬时值。（√）（4）单一电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率比较小。（×）（5）电抗和电阻的概念相同，都是阻碍交流电流的因素。（×）4.问答题（1）感抗、容抗和电阻有何相同？有何不同？答：感抗、容抗在阻碍电流的过程中没有消耗，电阻在阻碍电流的过程中伴随着消耗，这是它们的不同之处，三者都是电压和电流的比值，因此它们的单位相同。（2）额定电压相同、额定功率不等的两个白炽灯，能否串联使用？答：额定电压相同、额定功率不等的两个白炽灯是不能串联使用的，因为串联时通过的电流相同，而这两盏灯由于功率不同它们的灯丝电阻是不同的：功率大的白炽灯灯丝电阻小分压少，不能正常工作；功率小的白炽灯灯丝电阻大分压多容易烧损。（3）已知两个同频率的正弦交流电，它们的频率是50Hz，电压的有效值分别为12V和6V，而且前者超前后者90°的相位角，以前者为参考矢量，试写出它们的电压瞬时值表达式和画出波形图？（4）请简述电力线路系统为什么不能出现谐振情况？（5）请举例说明为什么说谐振概念在无线电技术中应用的淋漓尽致？5.计算题（1）有一盏“220V60W”的电灯接到。（1）试求电灯的电阻；（2）当接到220V电压下工作时的电流；（3）如果每晚用三小时，问一个月（按30天计算）用多少电？答：由题意:=1\*GB3①根据R=U2/R得：电灯电阻R=U2/P=2202/60=807(Ω)=2\*GB3②根据I=U/R或P=UI得:I=P/U=60/220=0.273(A)=3\*GB3③由W=PT得W=60×60×60×3×30=1.944×102(J)在实际生活中，电量常以“度”为单位，即“千瓦时”。对60W的电灯，每天使用3小时，一个月(30天)的用电量为:W=60/1000×3×30=5.4(KWH)6.技能题答案暂无项目七三相正弦交流电路习题解答：填空（1）如三相对称负载采用三角形接法时，则负载的相电压等于电源的线电压，线电流等于相电流的倍。（2）在三相对称电路中，已知线电压Ｕ、线电流Ｉ及功率因数角φ，则有功功率Ｐ＝ＵＩCOSφ，无功功率Ｑ＝ＵＩSINφ，视在功率Ｓ＝ＵＩ。（3）当三相发电机的三相绕组联成星形时，其线电压为３８０伏，它的相电压为220伏。（4）在三相对称负载中，三个相电流大小、频率相等，相位互差120度。（5）通常三相发电机的引出端电源的联接方法有星形和三角形联接两种。判断（1）三相电路中的线电流就是流过每根端线或火线中的电流。（√）（2）在功率三角形中，功率因数角所对的直角边是Ｐ而不是Ｑ。(×)（3）中线的作用得使三相不对称负载保持对称。（×）（4）当三相负载作星形联结时，负载越接近对称，中性线上的电流就越小。(√)（5）三相四线制供电，中性线的作用是保证负载不对称时，相电流对称。(×)（三）选择题（1）三相交流电相序U-V-W-U属(A

)。A．正序

B．负序

C．零序D.以上都不对（2）在我国三相四线制，任意两根相线之间的电压为（C）。A.相电压，有效值为380VB.线电压，有效值为220VC.线电压，有效值为380VD.相电压，有效值为220V（3）三相电路中，下列结论正确的是（D）A．负载作星形联接时，必须有中线B．负载作三角形联接时，线电流必为相电流的倍C．负载作星形联接时，线电压必为相电压的倍D．负载作星形联接时，线电流等于相电流（4）三相动力供电线路的电压是380v，则任意两根相线之间的电压称为（C）。A.相电压，有效值为380VB.线电压，有效值为220VC.线电压，有效值为380VD.相电压，有效值为220V（5）三相对称负载是指三相负载的(C)。A．阻抗值相等B．阻抗角相同C．阻抗值相等且阻抗角相同D．阻抗值相等且阻抗角的绝对值也相等（四）问答题（1）三相交流是如何产生的？答：三相交流电动势是由三相交流发电机产生的。三相交流发电机的原理示意图，如教材图7-1所示。它的主要组成部分是定子和转子。转子是转动的磁极，定子铁芯是由内圆开有槽口的绝缘薄硅钢片叠压而成，槽上放置三个几何尺寸与匝数相同的线圈（称做定子绕组），它们排列在圆周上的位置彼此相差的角度，分别用U、V、W表示。U1、V1、W1表示各相绕组的首端，U2、V2、W2表示个相绕组的末端。各相绕组的电动势的参考方向规定为由线圈的末端指向始端。（2）什么叫相序？答：三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值）的先后顺序，叫做相序。（3）三相电动势正相序如何排列？答：正相序排列是U-V-W-U。（4）为什么在中点不接地的系统中不采用保护接零？答：为防止因电气设备绝缘损坏而使人身遭受触电事故，将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线（中线）连接起来的保护方式，称为保护接零，如下图（a）所示。在中点接地的三相四线制系统中，当某一相绝缘损坏使相线与设备的金属外壳相碰时，由于金属外壳通过零线与地相连，因而立即产生一个大的短路电流，促使线路上的保护装置迅速动作切断电源，从而达到消除人体触及外壳时的触电危险。如果在中点不接地的三相四线制系统中采用保护接零，如下图（b）所示，则当电气设备的绝缘损坏而使外壳漏电时，由于金属外壳仅与零线相连，并不接地，因而人体触及带电的金属外壳时，就会因承受过高的电压（相电压）而危及人身安全。（5）在三相对称交流电中，若负载不对称，电流也不对称。写出负载消耗的总功率为多少？答：在三相对称交流电中，若负载不对称，电流也不对称。如果知道各相电压、相电流及功率因数cos的值，则负载消耗的总功率为（五）计算题（1）答：6伏。（2）答：30/安。（3）对称三相感性负载接于线电压为380V的三相电路中，如负载星形联结时线电流为15.2A，消耗功率7.5kW，求负载的功率因数。（4）解：（5）答：0

（六）技能题（1）三相额定电压为220V的电热丝，接到线电压为380V的三相电源上，怎样连接方法为最佳的连接？答：采用无中性线星形连接。（2）三相电路如图所示，三只同规格灯泡正常工作。若在“b”处出现开路故障，则各灯亮度情况为（B）。答：因为L3跨接220V，所以正常发光。由于L1和L2串联后跨接380V的线电压，所以变暗。（3）三相四线制电源中三根相线和中性线的颜色如何规定的？答：三相电源供电系统中常采用三相四线制供电，从中性点引出的导线叫做中性线（零线），用黑色或白色表示。中性线接地时，又叫做地线。从线圈的首端U1、V1、W1引出的三根导线L1、L2、L3叫做相线（俗称火线），分别用黄、绿、红三种颜色表示。（4）在三相四线制中规定，中性线不许安装保险丝和开关为什么？答：因为，中性线对于电路的正常工作及安全是非常重要的，它可以保证不对称三相负载电压的对称，防止发生事故。所以在三相四线制中规定，中性线不许安装保险丝和开关。（5）答案暂无※项目八非正弦周期电路习题解答：填空题（1）一个非正弦周期信号可以由两个或几个频率不同的正弦信号合成。（2）谐波按照频率可分为两大类：奇次谐波和偶次谐波。（3）如果用谐波分量表示非正弦交流电，则平均功率的计算公式为：。（4）方波和等腰三角波的谐波成分中只含有奇次谐波。（5）所谓谐波分析，就是对一个已知的非正弦周期信号，找出它所包含的各次谐波分量的振幅和频率，写出其傅里叶级数（函数）表达式的过程。判断题（1）具有偶次对称性的非正弦周期波，其波形具有对坐标原点对称的特点。（×）（2）方波和等腰三角波相比，波形的平滑性要比等腰三角波好得多。（×）（3）非正弦周期量作用的电路中，电容元件上的电压波形平滑性比电流好。（√）（4）非正弦周期量的有效值等于它各次谐波有效值之和。（×）（5）非正弦周期量作用的线性电路中具有叠加性。3．选择题（1）A.B.C.D.（2）A.B.C.D.（3）A.B.C.D.（4）A.B.C.D.（5）A.B.C.D.4．简答题（1）什么是非正弦周期信号？答：非正弦周期信号是指不按照正弦规律做周期性变化的电流、电压和电动势。（2）一个非正弦周期信号是否可以分解成几个周期性正弦波信号呢？答：如图8-1所示的方波周期信号就可以分解成多个正弦周期信号，分解后的表达式为。（3）非正弦周期信号的有效值如何定义？答：定义为：在相同的时间内，非正弦交流电的电流经过电阻R产生的热量与一直流电流I流经相同的电阻R所产生的热量相同，那么该直流电流的数值I就叫做非正弦交流电流的有效值。（4）什么是谐波分量？答：组成非正弦波的每一个正弦成分，叫做非正弦波的一个谐波分量，其角频率为、2、3、4…的谐波分量分别叫做一次谐波（一次谐波又叫基波）、二次谐波、三次谐波、四次谐波等。（5）什么是基波？什么是奇次谐波？答：一次谐波又叫基波。频率与非正弦波相同的谐波称为基波，它是非正弦量的基本成分。答：奇次谐波是频率为基波频率的1、3、5…奇数倍的一组谐波。5.计算题（1）在某一电路中，已知电路两端的电压和流经电路的电流分别为u6040sin（t30）20sin（t30）i23sim（t15）sin（t30）求电压、电流的有效值和电路消耗的平均功率。解：电压、电流的有效值分别为：电路消耗的平均功率为：602403cos（30°15）20cos（6030）（W）（2）有效值为50V的正弦电压（角频率ω）加到电感L两端时，获得电流I=5A；当改加一个含有基波（角频率ω）和3次谐波，有效值仍为50V的电压时，获得I=4A。试求这个电压的基波和3次谐波的有效值。（3）如下图所示电路中u2=[10+20cos(ωt)]V，R=ωL=10Ω，请问该电路吸收的平均功率为多少？6.技能题（1）答：滤波器主要作用是什么？答：滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率，其主要作用是：让有用信号尽可能无衰减地通过，对无用信号尽可能大地衰减。答：这里主要介绍T型和П型两种滤波器电路形式，如图8-5（a），图8-5（b）所示。（4）滤波器的基本原理是什么？答：滤波器的基本原理就是利用动态元件（电感或电容）对于不同频率的谐波具有不同阻抗的特性。感抗XL=kL随频率的增大而增大，所以一条支路中的电感有削弱（抑制）该支路中高次谐波电流的作用，而低频电流就很容易通过。容抗XC=1/kC随频率的增加而减小，所以一条支路中的电容有抑制该支路中低频电流的作用，而高频电流就很容易通过。※项目九瞬态过程1．填空题（1）在具有储能元件的电路中，换路后，电路从前一种稳态变化到后一种稳态的中间过程，叫做电路的瞬态过程。（2）引起瞬态过程的电路变化称为换路。（3）换路瞬间，电容元件上的电压和电感元件中的电流不能跃变，称为换路定律，（4）由于电路中含有储能元件电感、电容，其能量不能跃变。（5）具有电感的电路：在换路后的一瞬间，电感中的电流应保持换路前一瞬间的原有值而不能跃变，即iL(0)iL(0)。（6）具有电容的电路：在换路后的一瞬间，电容上的电压应保持换路前一瞬间的原有值而不能跃变，即uC(0)uC(0)。2．判断题（1）如果电路中只含有电阻元器件，当电路状态发生变化时，也会发生瞬态过程。（×）（2）换路定律不仅适用于电路换路瞬间，而且也适用于瞬态过程。（×）（3）在一阶电路的瞬态过程中，若储能元件（L、C）在换路前没有储能，则在换路瞬间，电容器视作开路，电感器视作短路。（×）（4）在换路瞬间，电容器上的电压不能跃变。（√）（5）在换路瞬间，电感器上的电流不能跃变。（√）3.选择题（1）RC充电路的瞬态过程中，充电状态（接通电源时Us）uC(0)0时，其初始条件（t0）是（A）。A.uC(0)0iC(0)ISB.uC(∞)USiC(∞)0C.uC(∞)0iC(∞)0D.uC(0)USiC(0)IS（2）RC充电路的瞬态过程中，充电状态（接通电源时Us）uC(0)0时，其终态（t∞）是（B）。A.uC(0)0iC(0)ISB.uC(∞)