熱控基礎(chǔ)知識(shí)-電工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

目錄

電工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)..............................................................3

1.為什么一般絕緣材料的絕緣電阻隨著溫度的升高而減小，而金屬導(dǎo)體的電阻卻

隨著溫度升高而增加？.........................................................3

2.什么叫靜電感應(yīng)？....................................................3

3.什么叫靜電屏蔽？....................................................3

4.尖端放電的工作原理是什么？..........................................3

5.什么是熱電效應(yīng)?.....................................................4

6.什么是光電效應(yīng)？....................................................4

7.什么是電流的熱效應(yīng)?它有何利弊？.....................................4

8.為什么直流不能通過電容器而交流電能通過電容器？....................4

9.什么是“左手定則”？什么是“右手定則”？分別說明它們的用途。........4

10.什么叫自感現(xiàn)象、自感電動(dòng)勢(shì)和自感?什么叫互感現(xiàn)象、互感電動(dòng)勢(shì)和互感?5

11.什么叫集膚效應(yīng)？....................................................5

12.什么叫渦流？渦流的產(chǎn)生有哪些危害？.................................5

13.常用的電阻器阻值標(biāo)示方法有哪些？各是怎樣表示的？..................5

14.常用的電容器容量標(biāo)示方法有哪些？...................................6

15.電路的基本物理量有哪些？............................................6

16.什么是電路的有載工作狀態(tài)、開路與短路？.............................6

17.短路的原因是什么？有什么危害？生產(chǎn)中能否利用短路？................7

18.如何理解額定值與實(shí)際值的關(guān)系？.....................................7

19.什么叫交流電？什么是正弦交流電？正弦量的三要素是什么？............7

20.什么是交流電的最大值、瞬時(shí)值和有效值？..............................7

21.什么是周期、頻率和角頻率？..........................................7

22.什么是相位（雨+9）、初相位外相位差.............................8

23.正弦有哪幾種表示方法？..............................................8

24.什么叫感抗、容抗和阻抗？............................................9

25.什么是視在功率、有功功率、無功功率？...............................9

26.什么是電壓三角形、阻抗三角形和功率三角形？.........................9

27.什么是諧振、串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振？..................................10

28.串聯(lián)諧振有什么特點(diǎn)？...............................................10

29.并聯(lián)諧振有什么特點(diǎn)？...............................................11

30.什么叫功率因數(shù)（cos。）？怎樣提高功率因數(shù)？........................11

31.什么是三相電路?采用三相電路的原因是什么？........................12

32.什么叫端線、中點(diǎn)、中線線電壓、相電壓、相電流、線電流？...........12

33.三相功率如何計(jì)算？.................................................12

34.什么是換路與換路定律？.............................................12

35.什么是微分電路與積分電路？它們有什么不同？........................13

36.什么叫磁路？........................................................13

37.變壓器為什么不能使直流電變壓？....................................13

38.三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是怎樣的？................................14

39.何為轉(zhuǎn)差率？怎樣改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？............................14

40.異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)應(yīng)滿足什么條件？..................................14

41.異步電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有哪些數(shù)據(jù)？各表示什么意義？...................14

42.單相異步電動(dòng)機(jī)采用分相電容的意義是什么？..........................15

43.同步電機(jī)與異步電機(jī)主要區(qū)別是什么？同步電機(jī)有哪些分類？..........15

電工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

1.為什么一般絕緣材料的絕緣電阻隨著溫度的升高而減小，而金屬導(dǎo)體的電阻卻隨著溫

度升高而增加？

答：一般絕緣材料可認(rèn)為是一個(gè)電阻系數(shù)很大的導(dǎo)電體，其導(dǎo)電性質(zhì)是離子性的，而金屬導(dǎo)

體的導(dǎo)電性質(zhì)是自由電子性的。

在離子性導(dǎo)電中，代表電流流動(dòng)的電荷是附在分子上的，它不能脫離分子而移動(dòng)。當(dāng)絕

緣材料中存在一部分從結(jié)晶晶格中分離出來的原子離子時(shí)，則絕緣材料具有一定的導(dǎo)電能力。

當(dāng)溫度升高時(shí)，材料中原子、分子的活動(dòng)增加，產(chǎn)生離子的數(shù)量也增加，所以導(dǎo)電能力增強(qiáng)，

絕緣電阻就降低了。

而在自由電子性導(dǎo)電的金屬導(dǎo)體中，其所具有的自由電子數(shù)量是固定不變的，而且不受

溫度的影響。當(dāng)溫度升高時(shí)，材料中的原子、分子活動(dòng)力增強(qiáng)，自由電子移動(dòng)時(shí)與分子的碰

撞的可能性增加，因此所受的阻力很大，所以，金屬導(dǎo)體當(dāng)溫度升高時(shí)電阻增加。

2.什么叫靜電感應(yīng)？

答：一個(gè)不帶電的物體，如果靠近帶電物體，雖然沒有接觸，但不帶電物體上也會(huì)出現(xiàn)電荷。

這是什么原因呢？我們知道，所有物質(zhì)所帶的正電荷與負(fù)電荷數(shù)量剛好相等，這樣正負(fù)電荷

恰好中和，所以就不呈現(xiàn)電性。當(dāng)一個(gè)不帶電物體靠近帶電物體時(shí)，如果帶電物體所帶的是

負(fù)電荷，它和正電荷是相吸的，而和負(fù)電荷是相斥的，這時(shí)靠近帶電物體的一面帶正電，而

另外一面就帶負(fù)電。如果把帶電物體取走，不帶電物體的正負(fù)電荷又中和了，仍不帶電，這

種現(xiàn)象稱靜電感應(yīng)。

3.什么叫靜電屏蔽？

答：導(dǎo)體在外界電場(chǎng)的作用下，會(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，如果用一個(gè)金屬罩把導(dǎo)體罩住，則導(dǎo)

體便不會(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象。這種隔斷靜電感應(yīng)的作用，叫做靜電屏蔽。

利用靜電屏蔽，可使某些電子儀器免受外電場(chǎng)的干擾。另外，利用靜電屏蔽的原理制成

的均壓服，能夠使人在超高壓的電場(chǎng)中安全地進(jìn)行帶電作業(yè)。

4.尖端放電的工作原理是什么？

答：如把導(dǎo)體放到電場(chǎng)中，由于靜電感應(yīng)的結(jié)果，在導(dǎo)體中會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電荷。感應(yīng)電荷在導(dǎo)

體表面的分布情況決定于導(dǎo)體表面的形狀，導(dǎo)體表面彎曲（凸出面）程度愈大的地方，所聚集

的電荷就愈多；比較平坦的地方電荷聚集的就少。在導(dǎo)體尖端的地方由于電荷密集，電場(chǎng)很

強(qiáng)，在一定的條件下就可導(dǎo)致空氣擊穿而發(fā)生“尖端放電”現(xiàn)象。

如變電所和高大建筑物所安裝的避雷針，就是利用尖端放電的原理而設(shè)置的。

5.什么是熱電效應(yīng)?

答：將兩根不同金屬導(dǎo)線的兩端分別連接起來，組成一閉合回路，一端加熱，另一端冷卻，

導(dǎo)線中將產(chǎn)生電流。另外，在一段均勻?qū)Ь€上如果有溫度差存在時(shí)，也會(huì)有電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，這

些現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。

熱電效應(yīng)是可逆的，單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量。與電流強(qiáng)度成正比，并且與兩端金屬的性

質(zhì)有關(guān)。

工業(yè)上用來測(cè)量高溫的熱電偶，就是利用熱電效應(yīng)原理制成的。

6.什么是光電效應(yīng)？

答：光照射在某些物體上，使它釋放出電子的作用稱光電效應(yīng)。從晶體和半導(dǎo)體中釋放出的

電子，使其導(dǎo)電性增大，稱內(nèi)光電效應(yīng)；所放出的電子脫離了物體，稱外光電效應(yīng)，而用電

子沖擊物質(zhì)使它發(fā)光的現(xiàn)象，稱為反光電效應(yīng)。

太陽能電池、光電管、光敏電阻等，就是利用光電效應(yīng)而制成的。

7.什么是電流的熱效應(yīng)?它有何利弊？

答：當(dāng)電流通過電阻時(shí)，要消耗能量而產(chǎn)生熱量，這種現(xiàn)象稱電流的熱效應(yīng)。如常用的電爐、

白織燈、電烙鐵、電烘箱等都是沿用電流的熱效應(yīng)而制成的電器。但電流的熱效應(yīng)也帶來了

很大的麻煩，在電機(jī)、變壓器、電力線路等設(shè)備中，電流通過繞組或?qū)Ь€所產(chǎn)生的熱量限制

了設(shè)備的利用率.同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，也是一種不利因素。

8.為什么直流不能通過電容器而交流電能通過電容器？

答：因?yàn)殡娙萜鞯碾娏髋c電容器兩端電壓的變化率成正比。直流電路中，當(dāng)電路充電過程結(jié)

束后，電容兩端的電壓與電源的直流電壓相等，不再變化，即電壓的變化率為零，則電流也

為零。交流電路中，由于電壓的變化率不為零，則電流也不為零。所以說電容器能隔直通交。

9.什么是“左手定則”？什么是“右手定則”？分別說明它們的用途。

答：“左手定則”又叫電動(dòng)機(jī)定則，用它來確定載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向。左手定則規(guī)

定：伸平左手使姆指與四指垂直，手心向著磁場(chǎng)的N極，四指的方向與導(dǎo)體中電流的方向

一致，姆指所指的方向即為導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向。

“右手定則”又叫發(fā)電機(jī)定則，用它來確定在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。右

手定則規(guī)定：伸平右手使姆指與四指垂直，手心向著磁場(chǎng)的N極，姆指的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)

的方向一致，四指所指的方向即為導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與感應(yīng)電流的

方向相同）。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，左、右手定則的應(yīng)用是較為廣泛的。例如，發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向是

用右手定則確定的；電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是用左手定則來確定的；我們還用這些定則來分析一

些電路中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

10.什么叫自感現(xiàn)象、自感電動(dòng)勢(shì)和自感?什么叫互感現(xiàn)象、互感電動(dòng)勢(shì)和互感?

答：由于通過閉合回路（或線圈）自身的電流變化，引起穿過它本身的磁通量跟著發(fā)生變化，

而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為自感電動(dòng)勢(shì)。穿過閉合回

路（或線圈）的磁通與產(chǎn)生此磁通的電流之間的比值，叫做回路（或線圈）的自感系數(shù)，簡稱自

感，通常以字母L來表示，單位為亨利，或簡稱亨。

當(dāng)兩個(gè)閉合回路（或線圈）相互靠近，其中一個(gè)回路（或線圈）中的電流變化，引起穿過另

一個(gè)回路（或線圈）所包圍的磁通量跟著變化，剛在該另一回路（或線圈）中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的

現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象。相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為互感電動(dòng)勢(shì)。由第一個(gè)回路（或線圈）的電流所

產(chǎn)生而與第二個(gè)回路（或線圈）相鏈的磁通，同該電流的比值，叫做第一個(gè)回路（或線圈）對(duì)第

二個(gè)回路（或線圈）的互感系數(shù)，簡稱互感，通常以字母M表示，單位為亨利，或簡稱亨。

11.什么叫集膚效應(yīng)？

答：當(dāng)交流電通過導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線截面上各處電流分布不均勻，中心處電流密度小，而越靠近

表面電流密度越大，這種電流分布不均勻的現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)（也稱趨膚效應(yīng)）。

12.什么叫渦流？渦流的產(chǎn)生有哪些危害？

答：當(dāng)交流電流通過導(dǎo)線時(shí)，在導(dǎo)線周圍會(huì)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)中的整塊導(dǎo)體的內(nèi)部

會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于這種感應(yīng)電流在整塊導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，很象水的旋渦，所以稱

做渦流。

渦流不但會(huì)白白損耗電能，使用電設(shè)備效率降低，而且會(huì)造成用電器（如變壓器鐵芯）

發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)將影響設(shè)備正常運(yùn)行。

13.常用的電阻器阻值標(biāo)示方法有哪些？各是怎樣表示的？

答：常用的電阻器阻值標(biāo)示方法有：

⑴直標(biāo)法：用數(shù)字和單位符號(hào)在電阻器表面標(biāo)出阻值，其允許誤差直接用百分?jǐn)?shù)表示，

若電阻上未注偏差，則均為±20%。

⑵文字符號(hào)法：用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號(hào)兩者有規(guī)律的組合來表示標(biāo)稱阻值，其允許偏

差也用文字符號(hào)表示。符號(hào)前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值

和第二位小數(shù)阻值。

表示允許誤差的文字符號(hào)對(duì)應(yīng)如下：

文字符號(hào)一允許偏差：D—±0.5%,F—±1%>G—±2%,J一±5%、K—±10%,M—±20%

⑶、數(shù)碼法：在電阻器上用三位數(shù)碼表示標(biāo)稱值的標(biāo)志方法。數(shù)碼從左到右，第一、二

位為有效值，第三位為指數(shù)，即零的個(gè)數(shù)，單位為歐。偏差通常采用文字符號(hào)表示。

⑷、色標(biāo)法：用不同顏色的帶或點(diǎn)在電阻器表面標(biāo)出標(biāo)稱阻值和允許偏差。國外電阻大

部分采用色標(biāo)法。

黑一0、棕一1、紅一2、橙一3、黃一4、綠一5、藍(lán)一6、紫一7、灰一8、白一9、金一土5%、

銀一±10%、無色一±20%

當(dāng)電阻為四環(huán)時(shí)，最后一環(huán)必為金色或銀色，前兩位為有效數(shù)字，第三位為乘方數(shù)，第

四位為偏差。當(dāng)電阻為五環(huán)時(shí)，最后一環(huán)與前面四環(huán)距離較大。前三位為有效數(shù)字，第四位

為乘方數(shù)，第五位為偏差。

14.常用的電容器容量標(biāo)示方法有哪些？

答：常用的電容器容量標(biāo)示方法有：

⑴直標(biāo)法

用數(shù)字和單位符號(hào)直接標(biāo)出。如OluF表示0.01微法，有些電容用“R”表示小數(shù)點(diǎn)，

如R56表示0.56微法。

⑵文字符號(hào)法

用數(shù)字和文字符號(hào)有規(guī)律的組合來表示容量。如P10表示0.1PF,IpO表示IpF,6P8表示

6.8pF,2u2表示2.2uF.

⑶色標(biāo)法

用色環(huán)或色點(diǎn)表示電容器的主要參數(shù)。電容器的色標(biāo)法與電阻相同.

電容器偏差標(biāo)志符號(hào)：+100%-0—H、+100%-10%—R、+50%-10%-Ts+30%-10%—Q、

+50%-20%-S,+80%-20%-Zo

15.電路的基本物理量有哪些？

答：（1）電流：電荷有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)形成電流.

電流強(qiáng)度是在電場(chǎng)的作用下單位時(shí)間內(nèi)通過某一導(dǎo)體截面的電量。

⑵電壓：電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)的電位差，就是這兩點(diǎn)之間的電壓.在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單

位正電荷從某點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。

⑶電位：電位在物理學(xué)中稱為電勢(shì)，是表示電場(chǎng)中某點(diǎn)的性質(zhì)的物理量，表明正電荷位

于該點(diǎn)時(shí)，所具有電位能的大小。

⑷電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)表示電源性質(zhì)的物理量

電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非電場(chǎng)力（局外力）把單位正電荷從電源的低電位端經(jīng)電源內(nèi)部移

到高電位端所做的功。

16.什么是電路的有載工作狀態(tài)、開路與短路？

答：⑴電路的有載工作狀態(tài)：電源和負(fù)載接通，電路中有電流，有能量的轉(zhuǎn)換。

⑵開路（空載狀態(tài)）：電源沒有和外電路接通，電源的輸出電流等于零，沒有能量輸出。

⑶短路：電源兩端直接短接，電能全部被電源內(nèi)阻消耗。

電路各狀態(tài)的特征見表2—1：

表2—1電路狀態(tài)特征表

負(fù)載電壓U負(fù)載電流/輸出功率尸備注

電源電壓E、功率PE、

有效【作狀態(tài)U=IR=E-IRJ旦P=UI=PE-I2RO

0內(nèi)阻Ro、電流Is;

開路U=E/=0PE=O負(fù)載電阻R、電壓U、

電流I、功率P。

短路u=oPE=IS2RO

17.短路的原因是什么？有什么危害？生產(chǎn)中能否利用短路？

答：短路的原因：⑴接線錯(cuò)誤；⑵絕緣損壞；⑶操作錯(cuò)誤；⑷機(jī)械損傷所致。

短路的危害：由于短路時(shí)電流不經(jīng)過負(fù)載，只在電源內(nèi)部流動(dòng)，內(nèi)部電阻很小，因而電

流很大,強(qiáng)大的電流會(huì)產(chǎn)生很大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng),使電源或電路受到損壞，或引起火災(zāi)。

短路的利用：電焊機(jī)利用短路產(chǎn)生大電流在焊條與工件間引弧進(jìn)行焊接；電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)

電流很大，可將并聯(lián)在電流表上的開關(guān)關(guān)上，將電表短路，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流不通過電流表,

對(duì)電表起保護(hù)作用，起動(dòng)完畢將該開關(guān)斷開。

18.如何理解額定值與實(shí)際值的關(guān)系？

答：各種電氣設(shè)備的電壓、電流及功率等都有一個(gè)限額，這些限額分別稱為電氣設(shè)備的額定

電壓、額定電流和額定功率。額定值是制造廠對(duì)產(chǎn)品的使用規(guī)定：按照額定值來使用是最經(jīng)

濟(jì)合理和完全可靠的，并且能保證電氣設(shè)備有一定的使用壽命。長期超過額定值工作，即實(shí)

際使用值長期高于額定值，將使設(shè)備損壞。相反，實(shí)際使用值長期低于額定值工作，則使設(shè)

備不能充分利用。所以為了完全充分發(fā)揮設(shè)備能力，又保證設(shè)備安全運(yùn)行，一般應(yīng)在設(shè)備額

定值下工作。

由于設(shè)備的額定值不一定等于實(shí)際值，只有當(dāng)設(shè)備工作在額定狀態(tài)下，它才有額定功率。

19.什么叫交流電？什么是正弦交流電？正弦量的三要素是什么？

答：交流電：大小和方向會(huì)隨時(shí)間作周期性變化的電流稱為交流電。

正弦交流電：電流大小和方向隨時(shí)間按正弦波作周期性往復(fù)變化稱為正弦交流電。

正弦量的三要素是最大值、角頻率（或頻率）和初相位表示。

20.什么是交流電的最大值、瞬時(shí)值和有效值？

答：幅值反映了正弦量在整個(gè)變化過程中所能達(dá)到的最大值，用大寫字母并際有下標(biāo)m（例

如，Um，Em）表不。

瞬時(shí)值就是任一時(shí)刻的正弦量的值，用小寫字母人“、￡表示。

交流電的有效值就是與它熱效應(yīng)相等的直流電的值。用大寫宇母人U、E表示。

21.什么是周期、頻率和角頻率？

答：周期、頻率、角頻率都是反映正弦量對(duì)時(shí)間變化快慢的物理量

周期T：正弦量變化一次所需的時(shí)間。單位為秒。

頻率/：每秒內(nèi)變化的次數(shù)，單位為周/秒，或稱赫茲，簡稱赫。它是周期的倒數(shù)，即

f--

1~T

角頻率co：相角在每秒中變化的角度以弧度數(shù)來表示時(shí)，單位是弧度/秒。正弦量也可

以用角頻率表示，因?yàn)橐恢芷诮?jīng)歷了27t弧度，所以角頻率為：

0=2兀/=

22.什么是相位（。計(jì)0）、初相位。、相位差40?

答：相位（<vf+0）稱為正弦量的相位，它反映了正弦量在交變過程中瞬時(shí)值的大小和正負(fù)。

初相位：，=0時(shí)的相位稱為初相位，它反映了正弦量在計(jì)算時(shí)起點(diǎn)的相位，它和計(jì)時(shí)起

點(diǎn)的選擇有關(guān)，即同一正弦量，計(jì)時(shí)起點(diǎn)不同，其相位也不同。

兩個(gè)同頻率正弦量的相位差就等于它們的初相位差。

/@=（3t+<Pl）—（COt+。2）=。/-02

40=為一02=0°兩正弦量為同相；

4。=0/-02=180°兩正弦量相位相反。

在電路中，根據(jù)兩個(gè)同頻率正弦量的相位差不同，常用超前、滯后、同相、反相等名詞

加以說明。

23.正弦有哪幾種表示方法？

答：⑴正弦函數(shù)表示法：

u=4nsin（cuf+。/）i=7msin（tof+必）

⑵正弦波形圖表示法：如圖2—2所示。

⑶相量圖表示

相量的長短等于正弦量的幅值（或有效值），相量和橫軸正方向的夾角等于正弦量的初相

位，如圖2—3所示。

⑷相量的復(fù)數(shù)式表示

復(fù)數(shù)的模等于正弦量的幅值（或者有效值），復(fù)數(shù)的幅角等于正弦量的初相位。

圖2—2正弦波形圖

U

+1

圖2—3相量圖

24.什么叫感抗、容抗和阻抗？

答：感抗：當(dāng)交流電流通過有電感的電路時(shí)，電感具有阻礙電流通過的作用，這種作用即為

感抗（XL）。單位為歐姆（Q）.

容抗：當(dāng)交流電流通過具有電容的電路時(shí)，電容具有阻礙交流電流通過的作用稱為容抗

（Xc）。其單位為歐姆（。）。

阻抗：當(dāng)交流電流通過具有電阻、電感和電容的電路時(shí)，它們所共同產(chǎn)生的阻礙交流電

通過的作用稱為阻抗（Z）,單位為歐姆（Q）。

25.什么是視在功率、有功功率、無功功率？

答：⑴視在功率；具有電阻及電抗的電路，其電壓與電流有效值的乘積，稱為視在功率。以

字母S表示，單位為伏安。

S=0（伏安）

式中：U----電壓有效值（伏）；I-----電流有效值（安）。

⑵有功功率：交流電路功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值.稱為平均功率，或稱有功功率，以

。表示，單位為瓦。

對(duì)于正弦交流電路，片〃/cos0（瓦）

式中：U-電壓有效值（伏），I'---電流有效值（安）；cos6----功率因數(shù)。

⑶無功功率：在具有電感或電容的電路中，電感或電容在半個(gè)周期的時(shí)間里把電源送來

的能量儲(chǔ)存起來.而在另半個(gè)周期里又把能量送還電源，這樣周而復(fù)始，只是與電源交換能

量，并不真正消耗能量，為了電工計(jì)算上的需要，將這個(gè)與電源交換能量的速率的振幅值,

稱為無功功率，并用字母。表示，單位為乏。

26.什么是電壓三角形、阻抗三角形和功率三角形？

答：在相量圖中，選電流相量為參考相量，R和同相，z超前電流90°,c滯后電流90°,

-R+L+CO如圖2—4所不。

圖2—4電壓三角形圖2—5阻抗三角形

⑴電壓三角形：從相量圖上，和八L+C構(gòu)成一個(gè)電壓三角形，如圖2—4所示。總電壓的有

KR

Xc

效值

22

u=J/+(%_荷=l?y/R+(Xl-Xc)

UNc

◎=tg-7：---

⑵阻抗三角形：總阻抗z=v^2+（工毋）2構(gòu)成與電壓三角形相似的阻抗三角形。

如圖2—5所示。

=tgR

當(dāng)。>0時(shí)?，電路呈電感性；0<0時(shí)，電路呈電容性；0=0時(shí)?，電路呈電阻性；

⑶電功率三角形：視在功率、有功功率和無功功率構(gòu)成與電阻、電壓相似的功率三角形。如

圖2—6所小。

sj尸，+(Qz-Qc)2

Qi.-Qc

◎=tg,旦答

圖2—6功率三角形

27.什么是諧振、串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振?

答：諧振是交流電路的一種特殊工作狀態(tài)，在含有R、L.C的電路中，當(dāng)總電流與電壓同

相時(shí)（電路呈電阻性）電路發(fā)生諧振。諧振根據(jù)不同的電路形式，可分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)兩類。

⑴串聯(lián)諧振

在R、L、C串聯(lián)電路中，當(dāng)電路中XL=XC時(shí)，電路的復(fù)阻抗Z=/?t/（XL—Xc）=R為

純電阻、稱為串聯(lián)諧振，諧振頻率為：

f___]

2不必

2）并聯(lián)諧振

在電感性負(fù)載與電容并聯(lián)的電路中，當(dāng)電路總電流和電源電壓同相位時(shí)，電路呈電阻

性，稱為并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振的頻率：

一!I.

當(dāng)R?2n/0L時(shí)

28.串聯(lián)諧振有什么特點(diǎn)？

答：串聯(lián)諧振的特點(diǎn)如下:

⑴串聯(lián)諧振時(shí)，電路中的電壓和電流同相。

⑵R、L、C串聯(lián)諧振時(shí)其阻抗為最小值，電流為最大值，

⑶電感元件上的電壓L和電容元件上的電壓c，其大小相等，相位相反，相互抵消，

電阻元件上的電壓即為電路的總電壓，=R。

⑷當(dāng)X/.一Xc?R時(shí)，則電感元件和電容元件上的電壓大大高于電源電壓，串聯(lián)諧振為

電壓諧振。諧振電路的品質(zhì)因數(shù)為：

Ut1

Q)小c

⑸電感和電容的無功功率相互補(bǔ)償，電路的無功功率為零，即：

Q=U"sin0=0

電源只供給電阻消耗能量，不與電感、電容交換能量。

29.并聯(lián)諧振有什么特點(diǎn)？

答：并聯(lián)諧振的特點(diǎn)如下：

⑴并聯(lián)諧振時(shí)的總阻抗&)一收為最大值。因此當(dāng)電壓一定時(shí)，電路電流將最小。

⑵電壓〃和電流i同相(0=0),電路呈純電阻性，諧振時(shí)電路的阻抗Zo相當(dāng)于一個(gè)

電阻。

%

⑶并聯(lián)諧振時(shí)，電容支路的容抗和電感支路的阻抗遠(yuǎn)小于等效電阻時(shí)，則1A^>>1，

說明在電容中和電感線圈中的電流將大大超過總電流，出現(xiàn)過電流。共并聯(lián)諧振的品質(zhì)因數(shù)

為：

Q=工=R=①。及C

⑷并聯(lián)諧振時(shí)，電路的無功功率等于零。在電容和電感之間進(jìn)行能量相互交換，電源

只供給電阻消耗的能量。

30.什么叫功率因數(shù)(cos6)?怎樣提高功率因數(shù)？

答：功率因數(shù)：有功功率與視在功率的比值，稱為功率因數(shù)，通常以cos0表示。0角稱為

P

功率因數(shù)角。cos由于有功功率是小于或等于視在功率的，所以功率因數(shù)(cos0)

的數(shù)值在。?1之間。

在感性負(fù)載上并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娙菘商岣哒麄€(gè)電路的功率因數(shù)。由于并聯(lián)電容C,而使

電路的總電流/減小，和之間的相位差減小，整個(gè)電路的功率因數(shù)提高。這樣提高電源設(shè)

備的利用率，減少線路電能的損失，但必須注意，這里所講的提高功率因數(shù)，是指提高電源

或電網(wǎng)的功率因數(shù)，而不是指提高某個(gè)電感性負(fù)載的功率因數(shù)。負(fù)載電流/不變，電路的平

均功率尸不變，負(fù)載的功率因數(shù)不變，即負(fù)載的阻抗角也不變。

功率因數(shù)由cos5,提高到cos。所需的電容C值可由下式?jīng)Q定：

p

C-s.2Qtg2g?)

其中c為所需的電容值，p為負(fù)載的額定功率，。為電源的角頻率，u為負(fù)載的額定電壓。

0/是負(fù)載的阻抗角，由cos0/確定。0是整個(gè)電路的阻抗角，電壓和總電流的相位差，

由COS0確定。

31.什么是三相電路?采用三相電路的原因是什么？

答：三相電路是目前電力系統(tǒng)主要的供電方式，它是由三組相位不同的電源和三組負(fù)載共同

組成的電路系統(tǒng)。

采用三相電路的原因主要有：

(1)三相發(fā)電機(jī)和輸電線比單相同容量的發(fā)電機(jī)和輸電線省材料；

(2)三相電動(dòng)機(jī)比單相同容量的電動(dòng)機(jī)省材料、性能好、工作可靠，是生產(chǎn)機(jī)械的主要

動(dòng)力。

32.什么叫端線、中點(diǎn)、中線線電壓、相電壓、相電流、線電流？

答：⑴端線：連接電源和負(fù)載各相端點(diǎn)的導(dǎo)線；

⑵中點(diǎn)：三相電源中三個(gè)繞組末端或前端的連接點(diǎn)稱為三相電源中點(diǎn)。

三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)點(diǎn)稱為負(fù)載的中點(diǎn)。

⑶中線：連接電源中點(diǎn)和負(fù)載中點(diǎn)的導(dǎo)線。

⑷線電壓：三相電源中，任意兩根相線間的電壓稱為線電壓。

⑸相電壓：在三相電源中，任意一根相線與零線之間的電壓稱為相電壓。

⑹相電流：在三相負(fù)載之中，每相負(fù)載中通過的電流稱為相電流。

⑺線電流：三相電源線各相線中流過的電流，稱做線電流。

33.三相功率如何計(jì)算？

答：不論負(fù)載是星形連接或是三角形連接，總的有功功率必等于各相功率之和。

當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)的三相總功率為：

Uplpcos<j>=>J3Uelecos。

式中、。角是相電壓為與相電流之間的相位差。

當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí)總有功功率為各相功率之和，即

P=PA+PB+PC

式中PA、PB、Pc分別為4、B、C各相的有功功率。

34.什么是換路與換路定律？

答：⑴換路：在分析含有動(dòng)態(tài)元件(L、C)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)問題時(shí)，對(duì)接通、斷開、電路接線的

改變或是電路參數(shù)、電源的突然變化等都稱為“換路”。

⑵電路在換路瞬間(t=0),電感元件中的電流和電容元件兩端的電壓都應(yīng)保持原值而不

能突變，這稱為換路定律。即設(shè)t=0時(shí)刻換路，則有

it(0+)=it(O-)uc(0+)=uc(0-)

式中，t=0.換路前的終了瞬間；

t=0，換路后的初始瞬間。

換路定律的實(shí)質(zhì)是能量不能躍變，能量的積累或衰減都要有一個(gè)過程。因?yàn)榇艌?chǎng)能量

屁Cui

Wi—~2~取c=-2

表示換路瞬間電感中電流必不能突變，電容兩端電壓〃c不能突變。利用換路定律可以

確定換路后電流初始值以0+)和電壓初始值uc(0+)

35.什么是微分電路與積分電路？它們有什么不同？

答：微分電路和積分電路都是由電阻R、電容C組成的脈沖電路。它們輸出的電壓波形與輸

入電壓近似微分或積分關(guān)系，因此稱為微分電路或積分電路。積分電路和微分電路輸入電壓

的波形雖為周期性的矩形脈沖波，但要注意它們有兩點(diǎn)不同。

微分電路：⑴輸出信號(hào)〃。取自電阻火兩端；⑵電路的時(shí)間常數(shù)很小r=RC<<%,〃是

輸入信號(hào)的脈沖寬度，很快。如圖2—7(a)

積分電路：⑴輸出信號(hào)〃。取自電容C兩端；⑵時(shí)間常數(shù)很大，r=RO>t?,所以充、

放電過程很緩慢。如圖2—7(b)

圖2—7(b)

36.什么叫磁路?

答：磁路：將磁通量約束在其中的區(qū)域。在電工設(shè)備中，為了得到較強(qiáng)的磁場(chǎng)，廣泛地采用

鐵磁性材料做成各種形式的鐵心。一方面鐵心磁化可以大大加強(qiáng)原有的磁場(chǎng)；另一方面，可

以人為地造成磁通的通路。這種主要由鐵心所規(guī)定的磁通的路徑就叫做磁路。

37.變壓器為什么不能使直流電變壓？

答：變壓器能夠改變電壓的條件是，原邊施以交流電勢(shì)產(chǎn)生交變磁通，交變磁通將在副邊產(chǎn)

生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與磁通的變化率成正比。當(dāng)變壓器以直流電通入時(shí)，因電流大

小和方向均不變，鐵芯中無交變磁通，即磁通恒定，磁通變化率為零，故感應(yīng)電勢(shì)也為零。

這時(shí)，全部直流電壓加在具有很小電阻的繞組內(nèi)，使電流非常之大，造成近似短路的現(xiàn)象。

而交流電是交替變化的，當(dāng)初級(jí)繞組通入交流電時(shí)，鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁通也隨著變化，于是次

級(jí)圈數(shù)大于初級(jí)時(shí)，就能升高電壓；反之，次級(jí)圈數(shù)小于初級(jí)時(shí)就能降壓。因直流電的大小

和方向不隨時(shí)間變化，所以恒定直流電通入初級(jí)繞組，其鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁通也是恒定不變的,

就不能在次級(jí)繞組內(nèi)感應(yīng)出電勢(shì)，所以不起變壓作用。

38.三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是怎樣的？

答：把對(duì)稱三相交流電流通入定子三相繞組后，三相定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間

有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體時(shí)便在其中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)和電流，轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

相互作用產(chǎn)生電磁力，在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下驅(qū)使轉(zhuǎn)子隨磁場(chǎng)而旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間存

在著轉(zhuǎn)速差，是異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的必要條件。

39.何為轉(zhuǎn)差率？怎樣改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？

答：⑴轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速”恒小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速“0,表征轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速落后程度的物理量，

稱為轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率是表明異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度的一個(gè)重要參數(shù).也是分析異步電功機(jī)特性

的一個(gè)重要數(shù)據(jù)，它的大小為：

S=("0—")/"°X100%

其中皿=60/7P/為電源頻率；尸為磁極對(duì)數(shù)。

一般三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率SN在2%到6%之間

⑵由上式可得：〃=(1-S)?n0=(1-S)?60-f/P故可通過以下方法改變異步電動(dòng)機(jī)

的轉(zhuǎn)速：

①改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)；

②改變轉(zhuǎn)差率；

③改變電源頻率。