电工培训小结与习题.docx
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电工培训小结与习题
第一章
本章小结
一、电路通常由电源、负载、中间环节三部分组成，电路模型实质上是把实际电路元件理想化。
分析复杂电路时通常采取参考方向的方法来确定电路中各支路电流和元件端电压在电路方程中的正、负号。
参考方向可以任意假定，但选定后不能改变。
通过计算得出结果为正值时，参考方向跟实际方向相同，否则相反。
二、电源元件有电压源和电流源两种，两种电源模型之间可以进行等效变换。
电阻元件两端电压与流经它的电流在任何瞬间都存在对应线性正比例关系,线性电感元件的电压和电流的关系为微分的动态关系，线性电容元件的电压和电流的关系为微分的动态关系。
理想电阻、电感和电容元件的电压和电流关系如下：
元件
电压电流关系
电阻
电感
电容
三、基尔霍夫定律是电路分析的重要定律，包括基尔霍夫电流定律（KCL，或称基尔霍夫第一定律）和基尔霍夫电压定律（KVL，或称基尔霍夫第二定律）。
支路电流法是以支路电流为未知量，应用基尔霍夫电流定律KCL和基尔霍夫电压定律KVL求解出各未知电流。
支路电流法的总体思路是，对于一个具有b条支路、n个节点的电路，根据KCL可列出（n−1）个独立的节点电流方程式，根据KVL可列出b−（n−1）个独立的回路电压方程式。
支路电流法分析步骤：
1、分析电路有几条支路、几个节点和几个回路；2、标出各支路电流的参考方向；3、根据基尔霍夫电流定律列出n-1条节点电流方程式，不足的未知量根据基尔霍夫电压定律列出b-（n-1）个独立回路电压方程式。
在列回路电压方程式时一般选取独立回路，独立回路尽可能选用网孔列KVL方程；4、联立求解方程组，求得各支路电流，如果电流数值为负，说明电流实际方向与标定的参考方向相反。
四、电路中某点电位是指这个点到参考点的电压，参考点电位通常设定为零，电路中A点电位一般用VA表示。
电位具有相对性，当参考点改变时，电路中各点的电位也随之改变。
电压在电路中用U表示，如电路中A点对B点电压等于两点之间电位差，用UAB表示。
五、叠加原理是指多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。
应用叠加原理时应注意以下原则：
1、叠加定理只适用于线性电路；2、等效分解时只将电源分别考虑，电路的其他非电源结构和参数不变。
不作用的恒压源应予以短路（即Us=0）；不作用的恒流源应予以开（断）路（即Is=0）；3、叠加定理只用于电流（或电压）的计算，功率不能叠加；4、每个分解电路应标明各支路电流（或电压）参考方向；原电路中电流（或电压）是各分解电流（电压）的代数和。
第一章习题
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
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=8×1
I3=-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
5、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：
7、求图示电路中节点a的电位。
解：
原电路可还原为右图电路
第二章
本章小结
一、正弦交流电的电压表达式
中，最大值Um、角频率ω和初相位ψ被称为正弦交流电三要素。
相位差是指同频率正弦交流电的初相位之差，用φ表示，同频率的正弦交流电的相位差与时间t无关。
分析对于相位差必须注意不同频率的正弦交流电不能进行相位比较。
相位差也不得超过±180°，如果超过该范围，应进行换算。
二、正弦交流电相量表示法是采用复数表示交流电。
相量只反映模值（对应正弦量的最大值或有效值）和辐角（对应正弦量的初相），并不等于正弦量，它不是时间t的函数；只有同频率的正弦量才可以使用相量（或相量图）分析，不同频率的不可以使用；用相量表示正弦量实质上是一种数学变换，目的是为了简化运算。
三、电阻、电感和电容元件在正弦交流电路中的特性如下表。
元件
电压与电流关系
阻抗
功率
相量图
电阻R
相位差为零
有功功率
电感L
电压比电流超前90º
无功功率
电容C
电压比电流滞后90º
无功功率
电阻电感串联RL
电压与电流的相位角
为
有功功率
无功功率
视在功率
电阻电感电容串联RLC
电压与电流的相位角
为
有功功率
无功功率
视在功率
四、为了提高线路或设备的功率因数，提高电源利用率和降低线路成本，可采取在线路或设备并联电容补偿方法提高功率因数。
五、三相交流电每相最大值相等，频率相同，初相位相互差异为120°，A相超前B相120°相位，B相超前C相120°相位，C相超前A相120°相位。
三相电动势相序正序是A相到B相，再到C相。
六、三相交流电作为电源向负载供电时，有星形连接（也称Y接）和三角形连接（也称△接）。
在低压配电系统中，三相电源的星形连接可以输出两种电压，其中380V是线电压，220V是相电压。
三角形连接只能输出一种电压。
七、负载在三相交流电中选取星形连接还是三角形连接方式，应根据负载的额定电压和电源情况来确定。
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。
在三相四线配电电路中，中性线可以防止负载电压不相等导致损坏或不能正常工作；当电路中某一相发生故障时，其它无故障负载相可以继续正常工作。
必须保证中性线在运行中可靠、不断开，因此中性线不允许安装保险丝和开关。
本章习题
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
。
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
A，
A，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、1V
4、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）
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=1000HZ
XC=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
相电流为
根据三角形连接时，线电流与相电流的关系，线电流为
三相负载有功功率、无功功率和视在功率为
第三章
本章小结
一、验电器、螺丝刀、各种钳子等是电工常用工具，应养成正确这些工具的习惯。
使用各种工具时，必须注意工具是否允许在带电条件下使用。
如果允许带电使用时，必须做好各种安全防护措施。
当工具绝缘损坏时，不允许继续使用并报废。
二、万用表是常用的电工和电子仪表，可用于测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等，有的万用表还能测量交流电流、电容、电感、晶体管共射极直流放大系数等。
使用万用表前应熟悉表盘上各符号的意义和转换开关的主要功能和作用，检查万用表是否完好，正确安装电池和接线，指针式万用表须进行机械调零。
使用过程中应注意万用表水平放置防止产生误差，不得用手去接触表笔的金属部分，严禁在测量的过程中换档。
使用完毕后应注意应将转换开关调到空档OFF或最高交流电压档，如果万用表长期不用，应将表内电池取出防止损坏万用表。
三、兆欧表（摇表）是一种常用的测量高电阻仪表，主要用于检测电力线路、电机绕组、电缆、电气设备等绝缘电阻是否符合规范要求。
在选用兆欧表时，必须注意兆欧表的额定电压要与被测电气设备或线路的工作电压相适应，而且兆欧表测量范围应与被测绝缘电阻的范围相符合，防止导致较大测量误差。
四、钳型电流表（钳表）是用来测量运行中交流电路电流大小的仪表，能在不用断电情况下能测量出交流电流，但测量的精度不高。
本章习题
一、判断题
1、（错）验电笔可以测量所有导体和电气设备是否带电。
2、（错）绝缘手套上出现了破损，只要不是很严重，还可以继续用。
3、（错）电工在维修时，通常使用电工刀带电操作。
4、（错）钳型电流表能在不用断电情况下能测量出交流电流，测量精度高。
5、（对）在选用兆欧表时，必须注意兆欧表的额定电压要与被测电气设备或线路的工作电压相适应，而且兆欧表测量范围应与被测绝缘电阻的范围相符合，防止导致较大测量误差。
6、（对）在使用指针式万用表测量电阻时，每次换挡后都要欧姆调零。
7、（错）在使用指针式万用表测量电阻时，为防止电阻滑落，两手应紧捏电阻的两端。
8、（错）使用万用表过程中，只要不是测量高电压，就可以用手去接触表笔的金属部分。
9、（对）使用万用表过程中，严禁在测量的过程中换档。
10、（对）万用表使用完毕后应注意应将转换开关调到空档OFF或最高交流电压档。
二、选择题
1、（B）不可以带电操作。
A、断线钳B、电工刀C、尖嘴钳D、验电笔
2、使用万用表使用时，必须（A）放置，防止造成误差。
A、水平B、垂直C、45度角D、30度角
3、使用完毕后，万用表的转换开关应转到（B）。
A、交流电流最大档B、OFF或交流电压最大档
C、直流电压最大档D、直流电流最大档
4、（D）带电测量电阻。
A、通直流电时可以B、通交流电时可以C、什么时候都可以D、不可以
5、使用万用表测量直流电流时，如果不能确定被测量的电流时，应该选择（A）去测量。
A、直流电流最大量程B、直流电流最小量程
C、直流电流任意量程D、交流电流最大量程
6、钳形电流表的额定电压应（A）被测线路的电压。
A、不低于B、不高于C、略低于D、以上都不对
7、兆欧表摇动手柄转速要均匀，转速规定为（C）。
A、60转／分钟B、90转／分钟C、120转／分钟D、150转／分钟
8、选用直线的靠梯工作时，梯子放置角度应在（C）之间。
A、30度至45度度B、45度至60度C、60度至75度D、以上都不对
三、填空题
1、使用万用表时，严禁在测量的过程中换档，如需换档，应先断开，换档后再测量。
2、使用万用表测量时，如果无法确定被测值范围时，应先将转换开关转至对应的最大量程，然后根据指针的偏转程度逐步减小至合适的量程。
3、使用万用表测量电流或电压时，最好使指针处在标尺三分之二以上位置；测量电阻时，最好使指针在标尺的中间位置。
4、欧姆调零的方法是将红黑两笔短接，观察指针是否指在电阻刻度线的零刻度位置。
如果不在欧姆刻度线的零刻度位置，调节欧姆调零旋钮，使其指在零刻度位置。
5、使用数字式万用表在测量电压时，如果误用交流电压档去测量直流电压，或者误用直流电压档去测量交流电压时，显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。
四、简答题
1、怎样使用指针式万用表测量电阻、交流电压、直流电压和直流电流？
答：
测量电阻步骤：
（一）使用前准备。
检查万用表，1、上好电池（注意电池正负极），2、插好表笔。
“－”黑、“＋”红，3、机械调零，4、选择量程，5、欧姆调零。
（二）连接电阻测量。
测量时，万用表两表笔并接在所测电阻两端进行测量。
（三）测量完毕后，应将转换开关调到空档OFF处。
对于没有空档的万用表，把转换开关调到最高交流电压档。
测量直流电流步骤：
（一）使用前准备。
检查万用表，上好电池、插好表笔和进行机械调零，
选择量程。
（二）连接测量，测量时万用表串联到被测线路中，确保被测线路中电流从一端流入红表笔，经万用表黑表笔流出，再流入被测线路中。
（三）测量完毕后，应将转换开关调到空档OFF处。
对于没有空档的万用表，把转换开关调到最高交流电压档。
测量直流电压步骤：
（一）使用前准备，检查万用表，上好电池、插好表笔和进行机械调零，
选择量程。
（二）连接测量，万用表并联到被测对象上，确保红表笔接高电位，黑表笔接低电位。
（三）测量完毕后，应将转换开关调到空档OFF处。
对于没有空档的万用表，把转换开关调到最高交流电压档。
测量交流电压步骤：
（一）使用前准备，检查万用表，上好电池、插好表笔和进行机械调零，
选择量程。
（二）连接测量，万用表并联到被测对象上。
（三）测量完毕后，应将转换开关调到空档OFF处。
对于没有空档的万用表，把转换开关调到最高交流电压档。
2、兆欧表主要用于测量什么对象？
怎样使用兆欧表？
答：
兆欧表（摇表）主要用于检
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