电工技术基础与技能 习题答案

电工技术基础与技能（电类专业通用）

习题答案

第1章

一、选择题

1.A

2.A

3.C

4.A

二、判断题

1. √

2. ×

3. ×

三、简答题

1. 答：输电电压视输电容量和距离远近而定。送电容量越大，距离越远，要求输电线的电压越高。我国国家标准中规定输电线的额定电压为35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV等。

2. 答：安全电压是指人体较长时间触电而不会发生触电事故的电压。世界各国对安全电压的规定各不相同。我国规定的安全电压额定等级为36 V，24 V，12 V，6 V。在我国一般采用36 V安全电压，凡工作在潮湿或危险性较大的场所，应采用24 V安全电压。凡工作在条件恶劣或操作者容易大面积接触带电体的场所，应采用不超过12 V的安全电压。凡人体浸在水中工作时，应采用6 V安全电压。当电气设备采用超过24 V的安全电压等级时，仍然需要采取防止直接接触带电体的保护措施。

3. 答：按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径，触电方式大致有3种，即单相触电、两相触电和跨步电压触电。

4. 答：电气火灾的扑救方法有以下几点：

（1）先断电后灭火。

（2）带电灭火的安全要求。带电灭火时，应使用干粉灭火器、二氧化碳灭火器进行灭火，而不得使用泡沫灭火剂或用水泼救。用水枪带电灭火时，宜采用泄漏电流小的喷雾水枪，并将水枪喷嘴接地。灭火人员应戴绝缘手套、穿绝缘靴或穿均压服操作。喷嘴至带电体的距离： 110 kV及其以下者不应小于3 m；220 kV及其以上者不应小于5 m。使用不导电的灭火剂灭火时，灭火器机体的喷嘴至带电体的距离：10 kV及其以下者不应小0.4 m；35 kV 及其以上者不应小于0.6 m。

（3）充油设备灭火的安全要求。充油设备着火时，应在灭火的同时考虑油的安全排放，并设法将油火隔离；旋转电机着火时，应防止轴和轴承由于着火和灭火造成的冷热不均而变形，并不得使用干粉、砂子、泥土灭火，以防损伤设备的绝缘。

另外，在救火过程中，灭火人员应占据合理的位置，与带电部位保持安全距离，以防发生触电事故或其他事故。

5. 答：从总体上考虑，电烙铁的选用应遵循下面几个原则：

(1)电烙铁的形状要适应被焊物面的要求及焊点的密度。

(2)烙铁头顶端温度应适应焊锡的熔点，通常这个温度应比熔点高30～80 ℃。

(3)电烙铁的热容量应能满足被焊物的要求。

(4)烙铁头的温度恢复时间应能满足被焊物的要求。

第2章

一、选择题

1.A

2.B

3.B

4. B

5.B

二、判断题

1. ×

2. √

3. ×

4. √

5. ×

三、简答题

1. 答：实际的元器件和设备的种类很多，如各种电源、电阻器、电感器、变压器、电子管、晶体管、固体组件，等等，它们发挥各自的作用，共同实现电路功能。这些元器件和设备在工作运行中所发生的物理过程很复杂，因此，为了研究电路的特性和功能，必须对电路进行科学抽象，用一些模型来代替实际电器元件和设备的外部功能，这种模型称为电路模型。构成电路模型的元件称为理想电路元件，也称为电路元件或者模型元件。

2. 答：一般采用3种方法标注在电阻器上：

（1）直标法。把电阻值、电功率和误差直接标注在电阻器上。

（2）文字符号法。用数字和文字符号，或者两者的结合标注电阻器的阻值。不管是3位文字符号标注还是4位文字符号标注，最后一位表示的都是电阻值的倍率，其余的数字位表示电阻值的有效数字。

（3）色标法。用电阻器上的4条或5条不同颜色的色环表示电阻值的标注方法。一般电阻器上多采用四色环标注法的情况，其中3条表示电阻器的电阻值，一条表示误差，具体识别方法可查阅元件手册。

四、计算题

1. 解：根据电阻的公式，可得

l R S

ρ= 860.51.75100.210

--=??

?Ω =0.044 Ω

2. 解：由公式可得电路中的电流为为 E I R r

=

+ 1.5A 0.23 2.270.6A =+=

电路中的端电压为

0.6 2.27U Ir ==?端V=1.362 V

3. 解：电源的内阻为

1.6(2 1.6) 1.255

r =-÷Ω=Ω 4. 解：根据功率公式可得“220 V ，1.1kW ”的用电器正常工作时电流为

3

1.110220

P I U ?==A=5 A 不考虑温度对电阻的影响，将该用电器接到110 V 的电压上，它的功率为

1105P UI ==? W=550 W

5. 解：（1）通过各电阻的电流为

33123// 1.80.21

E I I R r R R ==

=++++A=1 A 3121()31(1.80.2)2E I R r I I R -+-?+=== A=0.5 A （2）外电路中各个电阻上的压降分别为

12110.52U U I R ===? V=1 V

3331 1.8U I R ==? V=1.8 V

6. 解：根据基尔霍夫电流定律列出结点电流方程：

123450I I I I I --+-=

所以

512341(3)4(5)5A I I I I I =--+=---+-=-

电流5I 为负值，说明5I 实际方向是流进结点。

7. 解：先把ABDCA 看成一个回路，根据KVL 列出：

AB 12210U R I R I +-= 2142AB 21121234412391V 8463

R E R E U R I R I R R R R ??=-=-=-=++++ 第3章

一、选择题

1.B

2.C

3.C

4.B

二、判断题

1. √

2. ×

3. √

4. ×

三、计算题

1. 解：两电容串联后，电路的总电容为

1212 2.552.55

C C C C C μ?==++F=1.67 μF 2. 解：根据题意可得，电容器极板上存储的电荷量为

q CU ==100×10-6×300 C=0.03 C

3. 解：由磁通量的计算公式可得

4sin 0.41010sin90BS α-?Φ==???Wb=4×10-4 Wb

第4章

一、选择题

1.C

2.A

3.B

4.C

5.B

6.A

7.B

8.D

二、判断题

1. ×

2. ×

3.√

4. √

5. √

6. ×

三、计算题

1. 解：110.02s 50

T f === =22 3.1450314rad/s f ωπ=??=

m 220V 22U === 2. 解：3L L 3143001094.2X ω-==??

=Ω

C 61131.831410010X C ω-===Ω?? 2222L C ()100(94.231.8)118Z R X X =+-=+-=Ω 1000.85A 118

U I Z === 1002sin 314u t =

L C arctan 32X X R

?-==? 0.852sin(31432)i t =-?

3. 解：从电源电压表达式可知 220V U =，50Hz f =，100ωπ=

611163.721005010C X fC C πωπ-=

===Ω?? 220 3.45A 63.7C U I X === 因为纯电容电路电流超前电压2π 所以 3.452sin(100)A 2i t ππ=+

4. 解：m 311U =（V ），m 2202U ==（V ）， 3145022 3.14f ωπ=

==?（Hz ），306π?=-?=-（rad/s ） 110.0250

T f ===(s) 波形图如下图所示。

5. 解：（1）L 2X fL π=，50f = Hz ，L 3140.131.4()X =?=Ω， L L L 1031.4

U I X ==（A ）=318（mA ）； （2）L 2X L fL ωπ==，100f = Hz ，L 31.4262.8()X =?=Ω，

L L L 1062.8U I X ==（A ）=159（mA ）

6. 解：（1）1100605086.63

2U j π=∠=∠?=+ V ， 2504535.3535.3542

U j π=

∠-=∠-?=-V （2）125086.635.3535.3599.5531U U U j j =+=++-=∠? V ， 140.8sin(31)u t ω=+? V （3）相量图如下图所示。

7. 解：（1）1()i t 、2()i t 、()u t 是同频率正弦量，且0.02T s =，故314/rad s ω=。因0?=?，以正弦量()u t 为参考正弦量。

()15sin 314u t t =（V ）， 10.00252504

π

?π=??=， 230.00752504

π?π=??=， 1()0.5sin(314)4

i t t π

=+（A ）， 23()0.5sin(314)4i t t π=+（A ）， 电压与电流1()i t 的相位差1044u ππ??-=?-=-，则电流1()i t 超前电压

4

π。 电压与电流2()i t 的相位差233044u ππ??-=?-=-，则电压滞后电流2()i t 34

π。 1()i t 与2()i t 的相位差123442πππ??-=-=-，则电流1()i t 滞后2()i t 2π。 （2）若改以1()i t 为参考正弦量，因相位差与计时起点无关，所以它们的相位不会改变。

8. 解：画出电路的相量模型如图（a ）所示。 L 22500.394.2()X L fL ωππ===??=Ω， L 16594.219029.7(V)Z R jX j =+=+=∠?。

（1）2200 1.1629.7(A)19029.7U I Z ∠?===∠-?∠?

， 165 1.1629.7191.629.7U RI ==?∠-?=∠-?（V ）， L L 94.2 1.1629.7109.360.3U jX I j ==?∠-?=∠?（V ）；

（2）()29.7)i t t =-?（A ）；

（3）相量图如图（b ）所示。

（a ） (b)

9. 解：最大值为 m 2202311.1U ==V

有效值为

m 220222022

U =

== 10. 解：1）3L 3141271040()X L ω-==??=Ω，

C 61180()3144010

X C ω-===Ω??， L C ()30(4080)30405053()Z R j X X j j =+-=+-=-=∠-?Ω； （2）22020(V)U =∠?，

22020 4.473(A)5053U I Z ∠?=

==∠?∠-?

， () 4.42sin(31473)(A)i t t =+?； （3）R 30 4.47313273(V)U RI ==?∠?=∠?，

R 1322sin(31473)(V)u t =+?，

L L 40 4.473176163(V)U jX I j ==?∠?=∠?，

L 1762sin(314163)(V)u t =+?，

C C 80 4.47335217(V)U jX I j =-=-?∠?=∠-?，

C 3522sin(31417)(V)u t =-?；

（4）相量图如下图所示。

（5）cos 220 4.4cos53220 4.40.6580.8(W)P UI ?==???=??=， sin 220 4.4sin(53)220 4.4(0.8)774.4(var)Q UI ?==??-?=??-=-， 220 4.4968(VA)S UI ==?=，

cos cos530.6?=?=。

11 解：由10230)V u t ω=+?，得

1030V U =∠?

1030130A 10

U

I R ∠?=

=∠? 30)A i t ω=+?

10110W P UI ==?= 12. 解：由线圈两端电压的解析式60)V u t π=+?可以得到

220V,100(rad/s),=60U ωπ?==?

22060V U =∠?

L 100 3.140.35110X L ω==??≈Ω

L 22060230A 190110

U I jX ∠?=

==∠-?∠?? 因此通过线圈的电流瞬时值表达式为

)A 6

i t π

π=- 13. 解：由通过电容器的电流解析式30)A i t =+?可以得到 =2.75A,314rad/s,=30I ω?=?

则 2.75

30A I =∠? 电容器的容抗为

C 6

11803144010X C ω-=

=≈Ω?? C 1(90)80 2.7530220(60)V U jX I =-=∠

-???∠?=∠-? 电容器两端电压瞬时值表达式为

60)V u t =-?

第5章

一、选择题

1.B

2.B

3.B

二、判断题

1. √

2. ×

3. √

4. ×

5.√

6. ×

三、简答题

1. 答：三相交流电源作星形联结时，若相电压是对称的，那么线电压一定也是对称的，应两个相电压中的先行相30°。

2. 答：三相交流供电系统在发电、输电和用电方面有以下优点：

（1）输出功率相同时，三相交流发电机、变压器、电动机都比单相设备体积小，性能好。

（2）在输出功率、电压、输电距离、线路损耗都相同的条件下，采用三相制比采用单相节省金属材料，降低线路建设投资。

3. 答：三相四线制电路的中线不能断开，中线上不允许安装熔断器和开关。一旦中线断开，各相则不能独立正常工作，出现过压或欠压甚至会造成负载的损坏。

第6章

一、选择题

1.B

2.B

3.A

二、简答题

1.答：将电动机、变压器、开关等电气设备的金属外壳用电阻很小的导线同搭铁极可靠地连接起来的方式称为保护接地，此连接方式适用于中性点不接地的低压系统中。

2.答：将电气设备的金属外壳接到零线（或称中性线）上的方式称为保护接零，此方式适用于中性点搭铁的低压系统。

3. 答：在同一电力网中，不允许一部分设备接地，而另一部分设备接中性线。此外，若有人既接触到接地的设备外壳，又接触到接零的设备外壳，则人将承受电源的相电压，这是很危险的。

第7章

一、选择题

1.C

2.A

3.B

二、计算题

1. 略

2. 略

3. 解：选定有关电流和电压的参考方向，如图7-3所示。闭合前，电路处于稳态，电感相当于短路，可得

11250(0)1510

E i R R -==++ A=2 A S 闭合后，R 2被短接，根据换路定律，有

i 2(0+)=0

在t =0+时刻，应用基尔霍夫定律有

23(0)(0)(0)L i i i +++=+

1(0)(0)L L R i u E +++=

所以可得

(0)L u E +=-1(0)L R i +=（50-15×2） V=20 V

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