电工电子技术课后练习题答案(第二版)

第1章 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 题（共100分，120分钟）一、填空题：（每空0.5分，共20分）1、电源和负载的本质区别是：电源是把其它形式的能量转换成电能的设备，负载是把电能转换成其它形式能量的设备。2、对电阻负载而言，当电压一定时，负载电阻越小，则负载越大，通过负载的电流和负载上消耗的功率就越大；反之，负载电阻越大，说明负载越小。3、实际电路中的元器件，其电特性往往多元而复杂，而理想电路元件的电特性则是单一和确切的。4、电力系统中构成的强电电路，其特点是大电流、大功率；电子技术中构成的弱电电路的特点则是小电流、小功率。5、常见的无源电路元件有电阻元件、电感元件和电容元件；常见的有源电路元件是电压源元件和电流源元件。6、元件上电压和电流关系成正比变化的电路称为线性电路。此类电路中各支路上的电压和电流均具有叠加性，但电路中的功率不具有叠加性。7、电流沿电压降低的方向取向称为关联方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件吸收电能；电流沿电压升高的方向取向称为非关联方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件供出电能。8、电源向负载提供最大功率的条件是电源内阻与负载电阻的数值相等，这种情况称为电源与负载相匹配，此时负载上获得的最大功率为US2/4RS。9、电压是产生电流的根本原因。电路中任意两点之间电位的差值等于这两点间电压。电路中某点到参考点间的电压称为该点的电位，电位具有相对性。10、线性电阻元件上的电压、电流关系，任意瞬间都受欧姆定律的约束；电路中各支路电流任意时刻均遵循KCL定律；回路上各电压之间的关系则受KVL定律的约束。这三大定律是电路分析中应牢固掌握的三大基本规律。二、判断正误：（每小题1分，共10分）1、电路分析中描述的电路都是实际中的应用电路。（错）2、电源内部的电流方向总是由电源负极流向电源正极。（错）3、大负载是指在一定电压下，向电源吸取电流大的设备。（对）4、电压表和功率表都是串接在待测电路中。（错）5、实际电压源和电流源的内阻为零时，即为理想电压源和电流源。（错）6、电源短路时输出的电流最大，此时电源输出的功率也最大。（错）7、线路上负载并联得越多，其等效电阻越小，因此取用的电流也越少。（对）8、负载上获得最大功率时，电源的利用率最高。（错）9、电路中两点的电位都很高，这两点间的电压也一定很大。（错）10、可以把1.5V和6V的两个电池相串联后作为7.5V电源使用。（错）1三、选择题：（每小题2分，共20分）1、当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，假设该元件（A）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，假设该元件（B）功率。A、吸收；B、发出。2、一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是指（C）A、负载电阻增大；B、负载电阻减小；C、电源输出的电流增大。3、电流源开路时，该电流源内部（B）A、有电流，有功率损耗；B、无电流，无功率损耗；C、有电流，无功率损耗。4、某电阻元件的额定数据为“1KΩ、2.5W”，正常使用时允许流过的最大电流为（A）A、50mA；B、2.5mA；C、250mA。5、有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏，串联后接入220V交流电源，其亮度情况是（B）A、100W灯泡最亮；B、25W灯泡最亮；C、两只灯泡一样亮。6、已知电路中A点的对地电位是65V，B点的对地电位是35V，则UBA=（B）A、100V；B、－30V；C、30V。7、图1-31中安培表内阻极低，伏特表电压极高，电池内阻不计，如果伏特表被短接，则（C）USAVD图1-31A、灯D将被烧毁；B、灯D特别亮；C、安培表被烧。8、图1-31中如果安培表被短接，则（C）A、电灯不亮；B、电灯将被烧；C、不发生任何事故。9、如果图1-31电路中电灯灯丝被烧断，则（B）A、安培表读数不变，伏特表读数为零；B、伏特表读数不变，安培表读数为零；C、安培表和伏特表的读数都不变。10、如果图1-31电路中伏特表内部线圈烧断，则（D）A、安培表烧毁；B、电灯不亮；C、电灯特别亮；D、以上情况都不发生。四、简述题：（每小题3分，共24分）1、将一个内阻为0.5Ω，量程为1A的安培表误认为成伏特表，接到电压源为10V，内阻为0.5Ω的电源上，试问此时安培表中通过的电流有多大？会发生什么情况？你能说说使用安培表应注意哪些问题吗？答：安培表中通过的电流为：10÷（0.5+0.5）=10A是其额定电流的10倍，安培表会因过流而烧毁。使用安培表时一定要注意应串接在被测电路中。2、在4盏灯泡串联的电路中，除2号灯不亮外其它3盏灯都亮。当把2号灯从灯座上取下后，剩下3盏灯仍亮，问电路中出现了何故障？为什么？答：电路在2号灯处发生了短路现象。因为当2号灯被短路时，它不起作用，所以有它没它，整个线路仍是连通的，所以其它灯还亮。23、如何理解电路的激励和响应？当电感元件和电容元件向外释放能量时，能否将它们看作是电路激励？答：激励就是在电路中激发电能的原因，响应则是电路中接受电能的表现。当电感元件和电容元件向外释放能量时，可以看作是电路激励。例如一个充好电的电容器，把它和一个电阻相接后，它就会通过这个电阻放电，这里它就是放电电路中的激励。4、两个数值不同的电压源能否并联后“合成”一个向外供电的电压源？两个数值不同的电流源能否串联后“合成”一个向外电路供电的电流源？为什么？答：数值不同的电压源是不能并联合成的，因为这样连接在它们内部将引起环流；两个数值不同的电流也不能串联连接，把它们串联时将造成小电流电源的过流现象。5、何谓二端网络？有源二端网络？无源二端网络？对有源二端网络除源时应遵循什么原则？答：电路具有向外引出的两个端子时，就可称为二端网络。当二端网络含有电源时移为有源二端网络；若二端网络中不含有电源就称作无源二端网络。对有源二端网络除源时，应遵循：所有电压源用短接线代替，所有电流源开路处理。6、什么叫一度电？一度电有多大作用？答：1KW·h=1度电。一度电可以让1KW的电机运行1个小时，可让100W的电灯点燃10个小时，还可让10W的节能灯点燃100个小时。7、如何测量某元件两端电压？如何测量某支路电流？答：把高内阻的电压表并联在待测元件两端就可测量其电压，把低内阻的电流表串接在待测支路中可测得该支路电流。8、直流电路是否都是线性电路？线性电路的概念如何正确表述？答：直流电路中若含有非线性元件时，就不是线性电路了。线性电路是指电路中所有元件都是线性关系，与直流、交流、正弦、非正弦无关。五、计算题：（共26分）图1-32I1I4R3R1bcaI2R2IA4I5A51、在图1-32所示电路中，已知电流I=10mA，I1=6mA，R1=3KΩ，R2=1KΩ，R3=2KΩ。求电流表A4和A5的读数是多少？（8分）解：对a列KCL方程：I-I1-I2=0得I2=4mA对左回路列KVL：6×3+2I3－4×1=0得I3=-7mAA4=13mAA5=－3mA2、在图1-33所示电路中，有几条支路和结点？Uab和I各等于多少？（8分）解：3条支路，两个结点，Uab和I都等于0。3、分别用叠加定理和戴维南定理求解图1-34电路中的电流I3。设US1=30V，US2=40V，R1=4Ω，R2=5Ω，R3=2Ω。（10分）解：（1）运用叠加定理3当US1单独作用时，I3′≈3.95A；当US2单独作用时，I3"≈4.21A；I3≈8.16A（2）用戴维南定理：UOC≈34.44V，R0≈2.22Ω，I3≈8.16A第2章检测题（共100分，120分钟）一、填空题：（每空0.5分，共20分）1、正弦交流电的三要素是最大值、角频率和初相。有效值可用来确切反映交流电的作功能力，其值等于与交流电热效应相同的直流电的数值。2、已知正弦交流电压V)60314sin(2380°−=tu，则它的最大值是3802V，有效值是380V，频率为50Hz，周期是0.02s，角频率是314rad/s，相位为314t-60°，初相是60度，合π/3弧度。3、实际电气设备大多为感性设备，功率因数往往较低。若要提高感性电路的功率因数，常采用人工补偿法进行调整，即在感性线路（或设备）两端并联适当电容。4、电阻元件正弦电路的复阻抗是R；电感元件正弦电路的复阻抗是jXL；电容元件正弦电路的复阻抗是－jXC；多参数串联电路的复阻抗是R+j(XL-XC)。5、串联各元件上电流相同，因此画串联电路相量图时，通常选择电流作为参考相量；并联各元件上电压相同，所以画并联电路相量图时，一般选择电压作为参考相量。6、电阻元件上的伏安关系瞬时值表达式为i=u/R，因之称其为即时元件；电感元件上伏安关系瞬时值表达式为dtdiLuL=，电容元件上伏安关系瞬时值表达式为dtduCiCC=，因此把它们称之为动态元件。7、能量转换过程不可逆的电路功率常称为有功功率；能量转换过程可逆的电路功率叫做无功功率；这两部分功率的总和称为视在功率。8、电网的功率因数越高，电源的利用率就越越充分，无功功率就越越小。9、只有电阻和电感元件相串联的电路，电路性质呈感性；只有电阻和电容元件相图1-33I1Ω＋－6Vab51Ω＋－12V5Ω2Ω图1-34II21I3R3RR21＋－US1＋－US2ab4串联的电路，电路性质呈容性。10、当RLC串联电路发生谐振时，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，且与电路总电压同相。二、判断正误：（每小题1分，共10分）1、正弦量的三要素是指其最大值、角频率和相位。（错）2、正弦量可以用相量表示，因此可以说，相量等于正弦量。（错）3、正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。（错）4、电压三角形、阻抗三角形和功率三角形都是相量图。（错）5、功率表应串接在正弦交流电路中，用来测量电路的视在功率。（错）6、正弦交流电路的频率越高，阻抗就越大；频率越低，阻抗越小。（错）7、单一电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率比较小。（错）8、阻抗由容性变为感性的过程中，必然经过谐振点。（对）9、在感性负载两端并电容就可提高电路的功率因数。（错）10、电抗和电阻由于概念相同，所以它们的单位也相同。（错）三、选择题：（每小题2分，共20分）1、有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏，串联后接入220V交流电源，其亮度情况是（B）A、100W灯泡最亮；B、25W灯泡最亮；C、两只灯泡一样亮。2、已知工频正弦电压有效值和初始值均为380V，则该电压的瞬时值表达式为（B）A、V；B、tu314sin380=)45314sin(537°+=tuV；C、)90314sin(380°+=tuV。3、一个电热器，接在10V的直流电源上，产生的功率为P。把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为P/2，则正弦交流电源电压的最大值为（A）A、7.07V；B、5V；C、14V；D、10V。4、提高供电线路的功率因数，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、可以节省电能；C、减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量；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。5、已知A，)90314sin(101°+=ti°+=30628sin(102ti）A，则（C）A、i1超前i260°；B、i1滞后i260°；C、相位差无法判断。6、纯电容正弦交流电路中，电压有效值不变，当频率增大时，电路中电流将（A）A、增大；B、减小；C、不变。7、在RL串联电路中，UR=16V，UL=12V，则总电压为（B）A、28V；B、20V；C、2V。58、RLC串联电路在f0时发生谐振，当频率增加到2f0时，电路性质呈（B）A、电阻性；B、电感性；C、电容性。9、串联正弦交流电路的视在功率表征了该电路的（A）A、电路中总电压有效值与电流有效值的乘积；B、平均功率；C、瞬时功率最大值。10、实验室中的功率表，是用来测量电路中的（A）。A、有功功率；B、无功功率；C、视在功率；D、瞬时功率。四、简述题：（每小题3分，共12分）1、有“110V、100W”和“110V、40W”两盏白炽灯，能否将它们串联后接在220伏的工频交流电源上使用？为什么？答：不能。因为把它们串联后接在220V的交流电源上时，由于瓦数大的灯丝电阻小，瓦数小的灯丝电阻大，因此瓦数小的分压多，由于过电压易烧；瓦数大的分压少，由于低于额定电压不能正常工作。2、试述提高功率因数的意义和 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ？答：提高功率因数的意义是：一是提高供电设备的利用率，二是可以减少线路上的功率损失。方法有自然补偿法和人工补偿法两种：自然补偿法就是避免感性设备的空载和尽量减少其轻载；人工补偿法就是在感性线路两端并联适当电容（欠补偿）。3、某电容器额定耐压值为450伏，能否把它接在交流380伏的电源上使用？为什么？答：耐压值为450V的电容器，接于交流380V的电源上使用时，其最大值等于537V，即超过了电容器的耐压值，因此会被击穿而损坏，所以不能接在380V的电源上使用。4、一位同学在做日光灯电路实验时，用万用表的交流电压挡测量电路各部分的电压，实测路端电压为220V，灯管两端电压U1＝110V，镇流器两端电压U2＝178V。即总电压既不等于两分电压之和，又不符合U2＝U12＋U22，此实验结果如何解释？答：因为日光灯管可以作为纯电阻元件，而镇流器只能看作是RL串联组合，它们的端电压不同相位，因此其和为相量和，而且相量和表达式中的U2也是由其不同相位的铜耗压降和电感压降构成的，正确的计算应为2222221)sin()cos(ϕϕUUUU++=。五、计算分析题：（共38分）1、试求下列各正弦量的周期、频率和初相，二者的相位差如何？（5分）（1）3sin314t；（2）8sin(5t＋17°)解：（1）周期T=0.02s，f=50Hz，初相φ=0；（2）周期T=1.256s，f=0.796Hz，初相φ=17°。二者不同频率，相位差无法比较。2、某电阻元件的参数为8Ω，接在tu314sin2220=V的交流电源上。试求通过电6阻元件上的电流i，如用电流表测量该电路中的电流，其读数为多少？电路消耗的功率是多少瓦？若电源的频率增大一倍，电压有效值不变又如何？（8分）解：I=U/R=220/8=27.5A，纯电阻电路ui同相，所以：ti314sin25.27=A；电流表测量的是有效值27.5A，电路消耗的功率P=UI=220×27.5=6050W；纯电阻电路与频率无关，所以当频率增大一倍、电压有效值不变时电路消耗的功率不变。3、某线圈的电感量为0.1亨，电阻可忽略不计。接在tu314sin2220=V的交流电源上。试求电路中的电流及无功功率；若电源频率为100Hz，电压有效值不变又如何？写出电流的瞬时值表达式。（8分）解：ωL=314×0.1=31.4ΩQ=2202/31.4=1541Var；当电源频率增加一倍时，电路感抗增大一倍，即2ωL=2×314×0.1=62.8ΩQ′=2202/62.8=770.7Var；I=U/2ωL=220/62.8≈3.5Ai=4.95sin(314t-90°)A4、利用交流电流表、交流电压表和交流单相功率表可以测量实际线圈的电感量。设加在线圈两端的电压为工频110V，测得流过线圈的电流为5A，功率表读数为400W。则该线圈的电感量为多大？（9分）解：R=P/I2=400/25=16Ω|Z|=110/5=22Ω(ωL)2=222-162=228L=48.1mHR图2-22~uSXL5、如图2-22所示电路中，已知电阻R＝6Ω，感抗XL＝8Ω，电源端电压的有效值US＝220V。求电路中电流的有效值I。（8分）解：|Z|=2286+=10ΩI=U/|Z|=220/10=22A第3章检测题（共100分，120分钟）一、填空题（每空0.5分，共20分）1、对称三相交流电是指三个最大值相等、角频率相同、相位上互差的三个单相正弦交流电°120的组合。2、三相四线制供电系统中，负载可从电源获取线电压和相电压两种不同的电压值。其中线电压是相电压的3倍，且相位上超前与其相对应的相电压°30。3、由发电机绕组首端引出的输电线称为火线，由电源绕组尾端中性点引出的输电线称为零线。火线与火线之间的电压是线电压，火线与零线之间的电压是相电压。电源绕组作Y接时，其线电压是相电压的3倍；电源绕组作Δ接时，线电压是相电压的1倍。对称三相Y接电路中，中线电流通常为零。4、有一对称三相负载Y接，每相阻抗均为22Ω，功率因数为0.8，测出负载中的电流是10A，那么三相电路的有功功率等于1760W；无功功率等于1320Var；视在功率7等于2200VA。假如负载为感性设备，其等效电阻是17.6Ω；等效电感量是42mH。5、实际生产和生活中，工厂的一般动力电源电压 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 为380V；生活照明电源电压的标准一般为220V；36V伏以下的电压称为安全电压。6、三相三线制电路中，测量三相有功功率通常采用二瓦计法。7、有功功率的单位是瓦特，无功功率的单位是乏尔，视在功率的单位是伏安。8、保护接地适用于系统中性点不接地的低压电网；保护接零适用于系统中性点直接接地的电网。9、根据一次能源形式的不同，电能生产的主要方式有火力发电、水力发电、风力发电和核能发电等。10、三相负载的额定电压等于电源线电压时，应作Δ形连接，额定电压约等于电源线电压的0.577倍时，三相负载应作Y形连接。按照这样的连接原则，两种连接方式下，三相负载上通过的电流和获得的功率相等。二、判断题（每小题1分，共10分）1、三相四线制当负载对称时，可改为三相三线制而对负载无影响。（对）2、三相负载作Y形连接时，总有PlUU3=关系成立。（错）3、三相用电器正常工作时，加在各相上的端电压等于电源线电压。（错）4、三相负载做Y接时，无论负载对称与否，线电流总等于相电流。（对）5、三相电源向电路提供的视在功率为：。（错）CCASSSS++=6、人无论在何种场合，只要所接触电压为36V以下，就是安全的。（错）7、中线的作用就是使不对称Y接三相负载的端电压保持对称。（对）8、三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。（对）9、为保证中线可靠，不能安装保险丝和开关，且中线截面较粗。（错）10、电能是一次能源。（错）三、选择题（每小题2分，共12分）1、对称三相电路是指（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都是对称的电路。2、三相四线制供电线路，已知作星形连接的三相负载中A相为纯电阻，B相为纯电感，C相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，则中线电流为（C）A、30A；B、10A；C、7.32A。3、在电源对称的三相四线制电路中，若三相负载不对称，则该负载各相电压（B）A、不对称；B、仍然对称；C、不一定对称。4、三相发电机绕组接成三相四线制，测得三个相电压UA＝UB＝UBC＝220V，三个线8电压UAB＝380V，UBC＝UCA＝220V，这说明（C）A、A相绕组接反了；B、B相绕组接反了；C、C相绕组接反了。5、三相对称交流电路的瞬时功率为是（B）A、一个随时间变化的量；B、一个常量，其值恰好等于有功功率；C、0。6、三相四线制中，中线的作用是（C）。A、保证三相负载对称；B、保证三相功率对称；C、保证三相电压对称；D、保证三相电流对称。四、问答分析题（共30分）1、某教学楼照明电路发生故障，第二层和第三层楼的所有电灯突然暗淡下来，只有第一层楼的电灯亮度未变，试问这是什么原因？同时发现第三层楼的电灯比第二层楼的还要暗些，这又是什么原因？你能说出此教学楼的照明电路是按何种方式连接的吗？这种连接方式符合照明电路安装原则吗？（8分）答：这个教学楼的照明电路是按三角形连接方式安装的。当第二层和第三层所有电灯突然暗淡下来，而第一层楼电灯亮度未变时，是二层和三层之间的火线断了，二层和三层构成了串联连接，端电压为线电压。第三层楼的灯比第二层楼的灯还亮些，是因为三层楼开的灯少，总灯丝电阻大分压多的缘故。照明电路必须接成Y形三相四线制，显然这种连接方式不符合照明电路安装原则。2、对称三相负载作Δ接，在火线上串入三个电流表来测量线电流的数值，在线电压380V下，测得各电流表读数均为26A，若AB之间的负载发生断路时，三个电流表的读数各变为多少？当发生A火线断开故障时，各电流表的读数又是多少？（6分）答：若AB之间的负载发生断路时，AB间的一相负载没有电流，A和B火线上串搛的电流表读数等于相电流26/1.732=15A，C火线上串接的电流表读数不变；当A火线断开时，A火线上串接的电流计数等于零，A、C两相构成串联并且与B相负载相并，由于负载对称，所以两支路电流相位相同，其值可以直接相加，即B、C火线上串接的电流的读数为：15+7.5=22.5A。3、指出图3-15所示电路各表读数。已知V1表的读数为380V。（8分）图3-15ANV1VA1A2A3（a）10Ω10Ω10ΩBCV1A1A2（b）V210Ω10Ω10ΩABC9答：（a）图中：V1表读数380V是线电压，V2表的读数是火线与零线之间的相电压220V，Y接电路中A1表读数是线电流等于A2表读数相电流220/10=22A，A3表读数是中线电流，对称情况下中线电流为零。（b）图中：由于电路为三角形接法，所以V1表读数=V2表读数380V，A2表读数是相电流380/10=38A，A1表读数是线电流，等于相电流的1.732倍即65.8A。4、手持电钻、手提电动砂轮机都采用380V交流供电方式。使用时要穿绝缘胶鞋、带绝缘手套工作。既然它整天与人接触，为什么不用安全低压36V供电？（4分）答：虽然上述电动工具整天与人接触，但是由于它们所需动力源的功率较大，因此低电压情况下不易实现电能与机械能之间的转换，因此必须采用动力电压380V。5、楼宇照明电路是不对称三相负载的实例。说明在什么情况下三相灯负载的端电压对称？在什么情况下三相灯负载的端电压不对称？（4分）答：一般楼宇中的三相照明电路通常也是对称安装在三相电路中的，只要使用时保证中线可靠，三相灯负载的端电压总是对称的；如果中线因故断开，三相灯负载又不对称时，各相灯负载的端电压就会有高有低不再对称。五、计算题（共28分）1、一台三相异步电动机，定子绕组按Y接方式与线电压为380伏的三相交流电源相连。测得线电流为6安，总有功功率为3千瓦。试计算各相绕组的等效电阻R和等效感抗XL的数值。（8分）解：Ω≈×=Ω≈×=Ω≈×=≈××=9.23)758.0sin(arccos7.368.27758.07.367.3663380758.0622033000cosLXRZϕ2、已知三相对称负载连接成三角形，接在线电压为220V的三相电源上，火线上通过的电流均为17.3安，三相功率为4.5千瓦。求各相负载的电阻和感抗。（8分）解：Ω≈×=Ω≈×=Ω==≈××=1.16)683.0sin(arccos2215683.022223.173220683.03.1722034500cosLXRZϕ3、三相对称负载，已知Z＝3＋j4Ω,接于线电压等于380V的三相四线制电源上，试分别计算作星形连接和作三角形连接时的相电流、线电流、有功功率、无功功率、视在功率各是多少？（8分）解：Y接时：UP=220V，I线=IP=220/5=44A，P=17.424KW，Q=23.232KVar，S=29.04KVAΔ接时：UP=380V，IP=380/5=76A，I线=131.6A，P=51.984KW，Q=69.312KVar，S=86.64KVA4、已知V)60314sin(2380AB°+=tu，试写出uBC、uCA、uA、uB、uBC的解析式。（4分）10解：V)314sin(2380V)60314sin(2380CABCtutu−=°−=V)30314sin(2220V)150314sin(2220V)90314sin(2220CBA°+=°+=°−=tututu第4章检测题（共80分，100分钟）一、填空题（每空0.5分，共19分）1、变压器运行中，绕组中电流的热效应引起的损耗称为铜损耗；交变磁场在铁心中所引起的磁滞损耗和涡流损耗合称为铁损耗。其中铁损耗又称为不变损耗；铜损耗称为可变损耗。2、变压器空载电流的有功分量很小，无功分量很大，因此空载的变压器，其功率因数很低，而且是感性的。3、电压互感器实质上是一个降压变压器，在运行中副边绕组不允许短路；电流互感器是一个升压变压器，在运行中副绕组不允许开路。从安全使用的角度出发，两种互感器在运行中，其副边绕组都应可靠接地。4、变压器是既能变换电压、变换电流，又能变换阻抗的电气设备。变压器在运行中，只要端电压的有效值和频率不变，其工作主磁通Φ将基本维持不变。5、三相变压器的原边额定电压是指其原边线电压值，副边额定电压指副边线电压值。6、变压器空载运行时，其电流很小而铜耗也很小，所以空载时的总损耗近似等于变压器的铁损耗。7、根据工程上用途的不同，铁磁性材料一般可分为软磁性材料；硬磁性材料和矩磁性材料三大类，其中电机、电器的铁芯通常采用软材料制作。8、自然界的物质根据导磁性能的不同一般可分为非磁性物质和铁磁性物质两大类。其中非磁性物质内部无磁畴结构，而铁磁性物质的相对磁导率大大于1。9、磁通经过的路径称为磁路。其单位有韦伯和麦克斯韦。10、发电厂向外输送电能时，应通过升压变压器将发电机的出口电压进行变换后输送；分配电能时，需通过降压变压器将输送的电能变换后供应给用户。二、判断题（每小题1分，共10分）1、变压器的损耗越大，其效率就越低。（对）2、变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁耗基本不变。（对）3、变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。（错）4、电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。（对）5、防磁手表的外壳是用铁磁性材料制作的。（对）6、变压器是只能变换交流电，不能变换直流电。（对）117、电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制作。（对）8、自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。（对）9、无论何种物质，内部都存在磁畴结构。（错）10、磁场强度H的大小不仅与励磁电流有关，还与介质的磁导率有关。（错）三、选择题（每小题2分，共12分）1、变压器若带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（B）A、升高；B、降低；C、不变。2、变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通将（C）A、增大；B、减小；C、基本不变。3、电压互感器实际上是降压变压器，其原、副方匝数及导线截面情况是（A）A、原方匝数多，导线截面小；B、副方匝数多，导线截面小。4、自耦变压器不能作为安全电源变压器的原因是（B）A、公共部分电流太小；B、原副边有电的联系；C、原副边有磁的联系。5、 决定 郑伟家庭教育讲座全集个人独资股东决定成立安全领导小组关于成立临时党支部关于注销分公司决定 电流互感器原边电流大小的因素是（D）A、副边电流；B、副边所接负载；C、变流比；D、被测电路。6、若电源电压高于额定电压，则变压器空载电流和铁耗比原来的数值将（B）A、减少；B、增大；C、不变。四、简述题（每小题3分，共21分）1、变压器的负载增加时，其原绕组中电流怎样变化？铁芯中工作主磁通怎样变化？输出电压是否一定要降低？答：变压器负载增加时，原绕组中的电流将随着负载的增加而增大，铁芯中的工作主磁通基本保持不变，输出电压随着负载的增加而下降。2、若电源电压低于变压器的额定电压，输出功率应如何适当调整？若负载不变会引起什么后果？答：若电源电压低于变压器的额定电压，输出功率应向下调整，以适应电源电压的变化。若负载不变，就会引起线路上过流现象，严重时会损坏设备。3、变压器能否改变直流电压？为什么？答：变压器是依据互感原理工作的，直流下不会引起互感现象，因此不能改变直流电压。4、铁磁性材料具有哪些磁性能？答：铁磁性材料具有高导磁性、磁饱和性、剩磁性和磁滞性。5、你能说出硬磁性材料的特点吗？答：硬磁性材料由于磁滞回线包围的面积宽大，因此剩磁多、矫顽磁力大，不易磁化，一经磁化又不易去磁，一般用来制做各种人造的永久磁体。126、为什么铁芯不用普通的薄钢片而用硅钢片？制做电机电器的芯子能否用整块铁芯或不用铁心？答：铁芯不用普通的薄钢片而用硅钢片是为了增强材料的电阻率和提高其导磁率。制做电机电器的芯子是不能用整块铁芯或不用铁芯的。因为，用整块铁芯或不用铁芯造成涡流损耗过大或不能满足电气设备小电流强磁场的要求。选用硅钢片叠压制成铁芯主要是为了小电流获得强磁场的要求，同时最大程度地限制了涡流损耗。7、具有铁芯的线圈电阻为R，加直流电压U时，线圈中通过的电流I为何值？若铁芯有气隙，当气隙增大时电流和磁通哪个改变？为什么？若线圈加的是交流电压，当气隙增大时，线圈中电流和磁路中磁通又是哪个变化？为什么？答：具有铁芯的线圈电阻为R，加直流电压U时，线圈中通过的电流I=U/R；若铁芯有气隙，当气隙增大时电流不变，根据磁路欧姆定律可知，磁通减小。若线圈加的是交流电压，当气隙增大时，根据主磁通原理可知，磁路中磁通不发生变化，根据磁路欧姆定律，线圈中电流大大增加。五、计算题（共18分）1、一台容量为20KVA的照明变压器，它的电压为6600V/220V，问它能够正常供应220V、40W的白炽灯多少盏？能供给6.0cos=ϕ、电压为220V、功率40W的日光灯多少盏？（10分）解：能够正常供应220V、40W的白炽灯数为：20000÷40=500盏；能供给6.0cos=ϕ、220V、40W的日光灯数为：20000×0.6÷40=300盏2、已知输出变压器的变比k=10，副边所接负载电阻为8Ω，原边信号源电压为10V，内阻R0=200Ω，求负载上获得的功率。（8分）解：Z1r=102×8=800I1=10/(800+200)=0.01AI2=I1×10=0.1AP=0.12×8=0.08W第5章检测题（共100分，120分钟）一、填空题（每空0.5分，共20分）1、异步电动机根据转子结构的不同可分为鼠笼式和绕线式两大类。它们的工作原理相同。鼠笼式电机调速性能较差，绕线式电机调速性能较好。2、三相异步电动机主要由定子和转子两大部分组成。电机的铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压制成。电动机的定子绕组可以联接成Y或Δ两种方式。3、旋转磁场的旋转方向与通入定子绕组中三相电流的相序有关。异步电动机的转动方向与旋转磁场的方向相同。旋转磁场的转速决定于电动机的定子电流相序。4、电动机常用的两种降压起动方法是Y-Δ降压起动和自耦补偿降压起动。5、若将额定频率为60Hz的三相异步电动机，接在频率为50Hz的电源上使用，电13动机的转速将会大于额定转速。改变频率或电机极对数可改变旋转磁场的转速。6、转差率是分析异步电动机运行情况的一个重要参数。转子转速越接近磁场转速，则转差率越小。对应于最大转矩处的转差率称为临界转差率。7、降压起动是指利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行起动，待电动机达到一定的转速后，再使其恢复到额定值下正常运行。8、异步电动机的调速可以用改变极对数、电源频率和改变转差率三种方法来实现。其中变频调速是发展方向。9、熔断器在电路中起短路保护作用；热继电器在电路中起过载保护作用。接触器具有欠压和失压保护作用。上述三种保护功能均有的电器是断路器。10、多地控制线路的特点是：起动按钮应并在一起，停止按钮应串在一起。11、热继电器的文字符号是FR；熔断器的文字符号是FU；按钮的文字符号是SB；接触器的文字符号是KM；空气开关的文字符号是QS。12、三相鼠笼式异步电动机名称中的三相是指电动机的定子绕组为三相，鼠笼式是指电动机的转子结构是鼠笼型，异步指电动机的转速与旋转磁场转速不同步。二、判断题（每小题1分，共10分）1、当加在定子绕组上的电压降低时，将引起转速下降，电流减小。（错）2、电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比，因此电压越高电磁转矩越大。（错）3、起动电流会随着转速的升高而逐渐减小，最后达到稳定值。（对）4、异步机转子电路的频率随转速而改变，转速越高，则频率越高。（错）5、电动机的额定功率指的是电动机轴上输出的机械功率。（对）6、电动机的转速与磁极对数有关，磁极对数越多转速越高。（错）7、鼠笼式异步机和绕线式异步机的工作原理不同。（错）8、三相异步机在空载下启动，启动电流小，在满载下启动，启动电流大。（对）9、三相异步电动机在满载和空载下起动时，起动电流是一样的。（错）10、单相异步机的磁场是脉振磁场，因此不能自行起动。（对）三、选择题（每小题2分，共20分）1、电动机三相定子绕组在空间位置上彼此相差（B）A、60°电角度；B、120°电角度；C、180°电角度；D、360°电角度。2、自动空气开关的热脱扣器用作（A）A、过载保护；B、断路保护；C、短路保护；D、失压保护。3、交流接触器线圈电压过低将导致（B）A、线圈电流显著增大；B、线圈电流显著减小；C、铁心涡流显著增大；D、铁心涡流显著减小。4、热继电器作电动机的保护时，适用于（D）14A、重载起动间断工作时的过载保护；B、轻载起动连续工作时的过载保护；C、频繁起动时的过载保护；D、任何负载和工作制的过载保护。5、三相异步电动机的旋转方向与通入三相绕组的三相电流（C）有关。A、大小；B、方向；C、相序；D、频率。6、三相异步电动机旋转磁场的转速与（C）有关。A、负载大小；B、定子绕组上电压大小；C、电源频率；D、三相转子绕组所串电阻的大小。7、三相异步电动机的最大转矩与（B）A、电压成正比；B、电压平方成正比；C、电压成反比；D、电压平方成反比。8、三相异步电动机的起动电流与起动时的（B）A、电压成正比；B、电压平方成正比；C、电压成反比；D、电压平方成反比。9、能耗制动的方法就是在切断三相电源的同时（D）A、给转子绕组中通入交流电；B、给转子绕组中通入直流电；C、给定子绕组中通入交流电；D、给定子绕组中通入直流电。10、Y-Δ降压起动，由于起动时每相定子绕组的电压为额定电压的31倍，所以起动转矩也只有直接起动时的（A）倍。A、1/3；B、0.866；C、3；D、1/9。四、问题（每小题4分，共28分）1、三相异步电动机在一定负载下运行，当电源电压因故降低时，电动机的转矩、电流及转速将如何变化？答：当电源电压因故降低时，T=TL的平衡被打破，转速下降，转差率上升，导致转子电流增大、定子电流增大，增大的结果使电磁转矩重新上升以适应负载阻转矩的需要，重新平衡时，转速将重新稳定，只是转速较前低些。2、三相异步电动机电磁转矩与哪些因素有关？三相异步电动机带动额定负载工作时，若电源电压下降过多，往往会使电动机发热，甚至烧毁，试说明原因。答：三相异步电动机的电磁转矩T＝KTΦI2cosφ2，由公式可看出，T与每极下工作主磁通的大小及转子电流的有功分量有关。当三相异步电动机带动额定负载工作时，若电源电压下降过多时，导致电磁转矩严重下降，电动机转速下降甚至停转，从而造成转差率大大上升，其结果使电动机的转子电流、定子电流都大幅增加，造成电动机过热甚至烧毁。3、有的三相异步电动机有380/220V两种额定电压，定子绕组可以接成星形或者三角形，试问何时采用星形接法？何时采用三角形接法？15答：三相异步电动机额定电压有380/220V两种时，说明它在380V线电压情况下定子绕组要接成Y形，在220V线电压情况下定子绕组要接成Δ形，即同一台电动机无论在哪种额定电压下，其每相绕组上的额定电压应保持相同。4、在电源电压不变的情况下，如果将三角形接法的电动机误接成星形，或者将星形接法的电动机误接成三角形，将分别出现什么情况？答：如果将Δ接的电动机误接成Y形，当电源电压不变时，电动机各相绕组上的电压和各相负载中的电流只有额定值的0.577倍，线电流只有额定值的1/3，电动机将不能正常工作；如果将Y接的电动机误接成Δ形，当电源电压不变时，电动机各相绕组上的电压和各相负载中的电流则是额定值的1.732倍，线电流是额定值的3倍，因此电动机将会因过电流而烧毁。5、如何改变单相异步电动机的旋转方向？答：若要改变单相异步电动机的旋转方向，只需将起动绕组和工作绕组的位置变换一下即可。6、接触器除具有接通和断开电路的功能外，还具有什么保护功能？答：接触器除具有接通和断开电路的功能有，还具有欠压和失压保护功能。7、当绕线式异步电动机的转子三相滑环与电刷全部分开时，此时在定子三相绕组上加上额定电压，转子能否转动起来？为什么？答：当绕线式异步电动机的转子三相滑环与电刷全部分开时，此时在定子三相绕组上加上额定电压，转子也不能转动。因为，此时转子电路处开路状态，不能感应电流，也不能成为载流导体而受力转动。五、计算与 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 题（共22分）1、已知某三相异步电动机在额定状态下运行，其转速为1430r/min，电源频率为50Hz。求：电动机的磁极对数p、额定运行时的转差率SN、转子电路频率f2和转差速度Δn。解：电动机的额定转速总是接近同步转速的，因此判断此电机的n0=1500r/min，所以可求得极对数p=2，额定运行时的转差率SN=(1500-1430)/1500≈0.047，转子电路的频率f2=sf1=0.047×50≈2.33Hz，转差速度Δn=1500-1430=70r/min。2、某4.5KW三相异步电动机的额定电压为380V，额定转速为950r/min，过载系数为1.6。求（1）TN、TM；（2）当电压下降至300V时，能否带额定负载运行？解：（1）TN=9550×4.5/950≈45.2N·mTM=TNλ=45.2×1.6≈72.4N·m（2）当电压下降至300V时，300/380=78.9%UN，电机的电磁转矩与电压的平方成正比，此时电动机产生的最大电磁转矩TM=72.4×0.7892≈45.1N·m<TN，无法带额定负载运行。3、设计两台电动机顺序控制电路：M1起动后M2才能起动；M2停转后M1才能停转。解：两台电动机的顺序控制电路设计思路：M1起动后M2才能起动，需在M2的起动控制环节上加上一个互锁装置；M2停转后M1才能停转，需在M1的停止控制环节上加一16个互锁装置，所以此电路如下：SB3FRL1L2L3QFM1~3FRKM1M2~3KM2SB4SB1KM1SB2KM2KM2KM1KM2KM2第6章检测题（共100分，120分钟）一、填空题：（每空0.5分，共25分）1、N型半导体是在本征半导体中掺入极微量的五价元素组成的。这种半导体内的多数载流子为自由电子，少数载流子为空穴，不能移动的杂质离子带正电。P型半导体是在本征半导体中掺入极微量的三价元素组成的。这种半导体内的多数载流子为空穴，少数载流子为自由电子，不能移动的杂质离子带负电。2、三极管的内部结构是由基区、发射区、集电区及发射结和集电结组成的。三极管对外引出电极分别是基极、发射极和集电极。3、PN结正向偏置时，外电场的方向与内电场的方向相反，有利于多数载流子的扩散运动而不利于少子的漂移；PN结反向偏置时，外电场的方向与内电场的方向相同，有利于少子的漂移运动而不利于多子的扩散，这种情况下的电流称为反向饱和电流。4、PN结形成的过程中，P型半导体中的多数载流子空穴向N区进行扩散，N型半导体中的多数载流子自由电子向P区进行扩散。扩散的结果使它们的交界处建立起一个空间电荷区，其方向由N区指向P区。空间电荷区的建立，对多数载流子的扩散运动起削弱作用，对少子的漂移运动起增强作用，当这两种运动达到动态平衡时，PN结形成。5、检测二极管极性时，需用万用表欧姆挡的R×1K档位，当检测时表针偏转度较17大时，则红表棒接触的电极是二极管的阴极；黑表棒接触的电极是二极管的阳极。检测二极管好坏时，两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很大时，说明二极管已经被击穿损坏；两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很小时，说明该二极管已经绝缘老化不通。6、单极型晶体管又称为MOS管。其导电沟道分有N沟道和P沟道。7、稳压管是一种特殊物质制造的面接触型硅晶体二极管，正常工作应在特性曲线的反向击穿区。8、MOS管在不使用时应避免栅极悬空，务必将各电极短接。二、判断正误：（每小题1分，共10分）1、P型半导体中不能移动的杂质离子带负电，说明P型半导体呈负电性。（错）2、自由电子载流子填补空穴的“复合”运动产生空穴载流子。（对）3、用万用表测试晶体管时，选择欧姆档R×10K档位。（错）4、PN结正向偏置时，其内外电场方向一致。（错）5、无论在任何情况下，三极管都具有电流放大能力。（错）6、双极型晶体管是电流控件，单极型晶体管是电压控件。（对）7、二极管只要工作在反向击穿区，一定会被击穿。（错）8、当三极管的集电极电流大于它的最大允许电流ICM时，该管必被击穿。（错）9、双极型三极管和单极型三极管的导电机理相同。（错）10、双极型三极管的集电极和发射极类型相同，因此可以互换使用。（错）三、选择题：（每小题2分，共20分）1、单极型半导体器件是（C）。A、二极管；B、双极型三极管；C、场效应管；D、稳压管。2、P型半导体是在本征半导体中加入微量的（A）元素构成的。A、三价；B、四价；C、五价；D、六价。3、稳压二极管的正常工作状态是（C）。A、导通状态；B、截止状态；C、反向击穿状态；D、任意状态。4、用万用表检测某二极管时，发现其正、反电阻均约等于1KΩ，说明该二极管（C）。A、已经击穿；B、完好状态；C、内部老化不通；D、无法判断。5、PN结两端加正向电压时，其正向电流是（A）而成。A、多子扩散；B、少子扩散；C、少子漂移；D、多子漂移。6、测得NPN型三极管上各电极对地电位分别为VE＝2.1V，VB＝2.8V，VBC＝4.4V，说明此三极管处在（A）。A、放大区；B、饱和区；C、截止区；D、反向击穿区。187、绝缘栅型场效应管的输入电流（C）。A、较大；B、较小；C、为零；D、无法判断。8、正弦电流经过二极管整流后的波形为（C）。A、矩形方波；B、等腰三角波；C、正弦半波；D、仍为正弦波。9、三极管超过（C）所示极限参数时，必定被损坏。A、集电极最大允许电流ICM；B、集—射极间反向击穿电压U（BR）CEO；C、集电极最大允许耗散功率PCM；D、管子的电流放大倍数β。10、若使三极管具有电流放大能力，必须满足的外部条件是（C）A、发射结正偏、集电结正偏；B、发射结反偏、集电结反偏；C、发射结正偏、集电结反偏；D、发射结反偏、集电结正偏。四、简述题：（每小题4分，共28分）1、N型半导体中的多子是带负电的自由电子载流子，P型半导体中的多子是带正电的空穴载流子，因此说N型半导体带负电，P型半导体带正电。上述说法对吗？为什么？答：这种说法是错误的。因为，晶体在掺入杂质后，只是共价键上多出了电子或少了电子，从而获得了N型半导体或P型半导体，但整块晶体中既没有失电子也没有得电子，所以仍呈电中性。2、某人用测电位的方法测出晶体管三个管脚的对地电位分别为管脚①12V、管脚②3V、管脚③3.7V，试判断管子的类型以及各管脚所属电极。答：管脚③和管脚②电压相差0.7V，显然一个硅管，是基极，一个是发射极，而管脚①比管脚②和③的电位都高，所以一定是一个NPN型硅管。再根据管子在放大时的原则可判断出管脚②是发射极，管脚③是基极，管脚①是集电极。3、图6-23所示电路中，已知E=5V，tuωsin10i=V，二极管为理想元件（即认为正向导通时电阻R=0，反向阻断时电阻R=∞），试画出u0的波形。答：分析：根据电路可知，当ui>E时，二极管导通u0=ui，当ui<E时，二极管截止时，u0=E。所以u0的波形图如下图所示：图6-23u/ωt0uiu01054、半导体和金属导体的导电机理有什么不同？单极型和双极型晶体管的导电情况又有何不同？答：金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电，而半导体中则存在空穴载流子19和自由电子两种载流子，它们同时参与导电，这就是金属导体和半导体导电机理上的本质不同点。单极型晶体管内部只有多数载流子参与导电，因此和双极型晶体管中同时有两种载流子参与导电也是不同的。5、图6-24所示电路中，硅稳压管DZ1的稳定电压为8V，DZ2的稳定电压为6V，正向压降均为0.7V，求各电路的输出电压U0。图6-24答：（a）图：两稳压管串联，总稳压值为14V，所以U0=14V；（b）图：两稳压管并联，输出电压按小值计，因此U0=6V；（c）图：两稳压管反向串联，U0=8.7V；（d）图：两稳压管反向并联，可认为DZ1截止不通，则U0=0.7V。6、半导体二极管由一个PN结构成，三极管则由两个PN结构成，那么，能否将两个二极管背靠背地连接在一起构成一个三极管？如不能，说说为什么？答：将两个二极管背靠背地连接在一起是不能构成一个三极管的。因为，两个背靠背的二极管，其基区太厚，不符合构成三极管基区很薄的内部条件，即使是发射区向基区发射电子，到基区后也都会被基区中大量的空穴复合掉，根本不可能有载流子继续向集电区扩散，所以这样的“三极管”是不会有电流放大作用的。7、如果把三极管的集电极和发射极对调使用？三极管会损坏吗？为什么？答：集电极和发射极对调使用，三极管不会损坏，但是其电流放大倍数大大降低。因为集电极和发射极的杂技浓度差异很大，且结面积也不同。五、计算分析题：（共17分）1、图6-25所示三极管的输出特性曲线，试指出各区域名称并根据所给出的参数进行分析计算。（8分）（1）?A60V3CBCE===IIU，，μ20（2）?V4mA4BCEC===IUI，，（3）?A6040V3BCE==βμ时，～由，IUIC(mA)UCE(V)54321100μA80μA60μA40μA20μAIB＝0图6-25012345678ABC解：A区是饱和区，B区是放大区，C区是截止区。（1）观察图6-25，对应IB=60μA、UBCE=3V处，集电极电流IC约为3.5mA；（2）观察图6-25，对应IC=4mA、UCE=4V处，IB约小于80μA和大于70μA；B（3）对应ΔIB=20μA、UBCE=3V处，ΔIC≈1mA，所以β≈1000/20≈50。2、已知NPN型三极管的输入&