03 电工技术基础自我测评参考答案

1、第1单元 直流电路模块1 安全用电任务一 安全操作用电及电气灭火常识1.答：电工实训室安全操作规程（1）实训前，学生应仔细阅读实训任务书，熟悉实训项目所需的元器件及电路情况。（2）实训前，应了解操作要求、操作顺序及所用设备的性能和指标。（3）实训时，要严格按照各电气设备的操作规程进行操作；接通电源前，要确保电气设备处于关闭状态。（4）实训时，必须集中精神，不可与人交谈、四处张望。（5）插头必须完全插入插座再使用，以免因为接触不良造成过热。（6）电气设备使用完毕或暂时走开时，应先确定插头已拔下。（7）拔下插头时，应手握插头取下。若图方便，直接拉扯电线，极易造成电线内部铜线断裂。（8）切断开关应迅

2、速，不得以湿手或湿操作棒操作开关。（9）实训中遇到问题时，应立即切断电源再进行检查，禁止带电操作。（10）实训中遇到异常情况，应立即断开本组电源，检查线路，排除故障后，经指导老师同意，方可重新送电。（11）完成实训后，断开本组电源，老师检查实习结果无误后方可离开。工厂实习的安全操作规程（1）电工人员准备工作时应佩戴好安全服装装备（2）在电气设备运行中，若发现有异味、冒烟、运转不顺等现象时，应立即关掉电源，并报请更换或维修，切勿惊慌逃避，以免灾害扩大。（3）工作场所内各项用电仪器设备移动前，须先通知电气负责人员，确认用电安全无误后方可移动。（4）保险丝熔断通常是用电过量的警告，切勿误以为保险丝太

3、细而换用较粗的保险丝或以铜丝、铁丝替代。（5）拆除或安装保险丝之前，应先切断电源。（6）没有指导人员许可或监督，不可操作没有学过的机械仪器及设备。（7）无论电源是否切断，都不能用手或者身体去停止机械转动。（8）电路中若发现电线绝缘材料有破裂，应立即更换新品，以免发生碰触触电事故。2.答：线路过载、线路或电器产生、电火花或电弧、电器老化、静电。3.答： 在安装电气设备的时候，必须保证质量，并应满足安全防火的各项要求。 不要在低压线路、开关、插座和熔断器附近放置油类、棉花、木屑、木材等易燃物品。 电气火灾发生前一般都有一种前兆，要特别引起重视，如电线因过热首先会烧焦绝缘外皮，散发出一种烧胶皮、烧塑

4、料的难闻气味。当闻到此气味时，首先想到可能是电气方面引起的，应立即拉闸停电，查明原因，妥善处理后，才能合闸送电。4.模拟练习使用干粉灭火器。（略）5.答：略。任务二 触电及触电急救技术1.答：单相触电，电流通过人体流入大地，人体承受 220 V 的相电压。双相触电，人体承受的是 380 V 的线电压。跨步触电，在高压接地点附近地面电位很高，距离接地点越远则电位越低。2.答：人体触及带电体并形成电流通路造成人体伤害，称为触电。电流对人体的伤害程度与下列因素有关：（1）通过人体的电流值：这是危害人体的直接因素，一般认为达到 30 mA 以上且持续时间超过 1 s 就可危及生命。（2）人体电阻值：在

5、干燥环境中，人体电阻一般约为 2 k；皮肤出汗时，约为 l k；皮肤有伤口时，约为 800 。触电时，皮肤与带电体的接触面越大，人体电阻越小。（3）电流通过人体时间的长短：电流流过人体内持续的时间越长，人体发热和电解越严重，导致人体电阻减小，使流过人体的电流逐渐增大，伤害越来越大。（4）电流流过人体的途径：电流从头部到身体任何部位和从左手经前胸到脚的途径是最危险的，因为可能通过的重要器官最多。（5）电流的频率：触电事故表明，频率为 50 100 Hz 的电流最危险。3.答：急救处理的基本步骤为：（1）用竹竿、木棒等绝缘物挑开电线；（2） 使触电者脱离电源；（3）立即施行急救；（4）尽快送医院，

6、途中也应继续急救心肺复苏方法有人工呼吸法和胸外按压法。4.答：人工呼吸法的急救步骤如下： 使伤者后仰，颈部伸直，以保持呼吸通畅。 用耳贴近伤员的口鼻处，听有无呼气声音；看伤员的胸部、腹部有无起伏动作。 若有呼吸，保持伤者呼吸通畅，马上送医院救治。 若无呼吸，救护人员在保持伤员气道通畅的同时，用手指捏住伤员鼻翼，深吸气后，与伤员口对口紧合，在不漏气的情况下，先连续大口吹气两次，每次 1 1.5 s。若两次吹气后试测颈动脉仍无搏动，可断定心跳已经停止，则要立即同时进行胸外按压。胸外按压法按压位置找准方法：a. 右手的食指和中指沿触电伤员的右侧肋弓下缘向上，找到肋骨和胸骨接合处的中点。b. 两手指并

7、齐，中指放在切迹中点（剑突底部），食指平放在胸骨下部。c. 另一只手的掌根紧挨食指上缘，置上胸骨上，即为正确按压位置。5.答：正确的按压姿势要求如下：a. 使触电伤员仰面躺在平硬的地方，救护人员跪在伤员肩膀一侧，救护人员的两肩位于伤员胸骨正上方，两臂伸直，肘关节固定不屈，两手掌根相叠，手指翘起不接触伤员胸壁。b. 以髋关节为支点，利用上身的重力，将正常成人胸骨垂直压陷 3 5 cm 。c. 压至要求程度后，立即全部放松，但放松时救护人员的掌根不得离开胸壁。胸外按压法操作频率：a. 胸外按压要匀速进行，每分钟 80 次左右，每次按压和放松的时间相同。b. 当触电者呼吸、心跳均无时，应同时进行胸外

8、按压和人工呼吸。单人抢救时，每按压 15 次后吹气 2 次，反复进行；双人抢救时，每按压 5 次后另一人吹气 1 次，反复进行。模块2 电路基础知识任务一 认识电路1.答：电路一般由电源、负载、导线和开关等几部分组成。（1）电源是提供电能的设备。它的作用是将其它形式的能量转化为电能，并把电能源源不断地提供给负载。（2）负载是各种用电设备的总称。它的作用是将电能转换为其他形式的能量。（3）导线用来连接电源与负载。它使电路构成一个闭合的回路，起着输送和分配电能的重要作用。（4）开关的作用是接通和断开电路。2.答：略3.答：通路、断路、短路。任务二 学习电路的基本物理量1.答：（1）电荷的定向移动形

9、成电流，。（2）带电导体的周围存在电场，电场力对处在其中的电荷有力的作用，若电场力使电荷沿电场的方向产生了位移，电场力就对电荷做了功，衡量电场力做功本领大小的物理量就是电压，。（3）电源力把单位正电荷从电源的负极经电源内部移动到正极所做的功，称为该电源的电动势，。（4）电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，。（5）电阻的倒数叫做电导，。2.答：电压的大小取决于电路中两点之间的电位之差，电位的大小取决于参考点的选择。如果电路中某两点的电位都很高，那么这两点之间的电压不一定大，虽然这两点的电位都很高，但是两点之间的电位差如果相差不大则这两点间的电压不会很大。3.答：电源内部电路中电荷移动是由于

10、电源力在做功；电源外部电路中电荷移动是由于电场力在做功。4.答：此说法错误，导体内的电阻是客观存在的，它与导体两端是否有电压无关。5.答：阻值将变大，阻值为原来的四分之一。任务三 学习欧姆定律（1）正确（2）正确（3）错误（4）错误（5）错误任务四 学习电功与电功率1.答：不矛盾，因为。2.答：因为，所以，因此可以在其两端加上9V电压。不可以加上15V电压，为15V9V，此电压超出了碳膜电阻器的额定电压。3.答：因为，所以所以P110=10W任务五 认识电阻的连接关系1.答：2.答：3.答：Rab=20任务六 认识电源的连接关系答：应选用18节电池，电池组连接方法如下：模块3 分析直流电路任务

11、一 计算电压与电位答：以b点为参考点时：以c点为参考点时：任务二 学习基尔霍夫定律1.答：基尔霍夫第一定律（简称 KCL）的内容：在任何时刻，流入任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。基尔霍夫第二定律（简称 KVL）的表述为：在任何时刻，沿电路中的任一回路绕行一周，回路中各段电压的代数和等于零。2.解：2个节点，3条支路，3个回路。列方程组：解得： 任务三 应用基尔霍夫定律1.答：支路电流法是以节点为基础，以各支路电流为待求量，应用基尔霍夫定律列出方程组，从而求解出各支路电流的方法。网孔电流法是以网孔内假设的网孔电流为未知量，应用基尔霍夫第二定律列出联立方程组后解出网孔电流，然后由网孔电

12、流求出各支路电流的方法。节点电压法是以节点电压为未知量，先求出节点电压，再根据一段支路的欧姆定律求出各支路电流的方法。2.解：支路电流法： 代入数据： 解得：I1=6A I2=-3A I3=3A R1R2R3E1 支路电流法I2I1I3abE2R1R2R3E1 网孔电流法I2I1I3abIm1Im2E2网孔电流法： 代入数据：解得：Im1=6A Im2=3AI1=6A由此可得： I2=-3AI3=3A任务四 学习叠加原理答：步骤一：假定待求各支路电流的参考方向和待求电压的参考方向。步骤二：求出各个电动势单独作用时各支路的电流分量和电压分量。步骤三：将各分量电流或电压进行叠加，求出原电路中的电流

13、或电压。应用叠加原理分析计算电路时，需要注意以下几点：1.应用叠加原理时，必须保持原电路的参数及结构不变。当某一个电源单独作用时，其他电源都视为不起作用，即电压源短路，电流源开路，电源的内阻要保留不动。2.在进行叠加时，要注意各个分量在电路图中标出的参考方向。如果分量的参考方向与原图中总量的参考方向一致取正号，相反取负号。3.叠加原理只适用于线性电路，对于非线性电路不适用。4.叠加原理只能用于电流和电压的计算，不能用于电功率的计算。任务五 学习戴维南定理解：把电路分为两部分，虚线框内为含源二端网络，如图（a）。断开待求支路，计算开路电压 Uab，即为等效电源的电动势 E，如图（b）：R1R2E

14、1E2abR3R1R2E1E2ab（a）（b）（d） R1R2baR3abUabRab（c）I1V将有源二端网络中各电源置零，成为无源二端网络，计算输入电阻 Rab，即为等效电源的内阻 r，如图（c）：画出含源二端网络的等效电源并接上待求支路 R3，如图（d）所示，则 R3 支路电流为A任务六 认识电压源与电流源1.答：一个恒定电动势 E 和一个内阻 r0 串联的电源称为电压源。电压源的内阻越小，端电压的变化也就越小，输出电压就越接近恒定值。电流源可以看作是一个恒定电流 Is和一个电源内阻 rs并联的电源。当电流源的内阻 rs趋近于无穷大时，电流源的输出电流值就能够保持恒定。ab2.（a） （

15、b） （c）r =1 abbaIS=5AIS=9Ar=2 bIS=2.2Ar=5 3.（a） （b） （c）+-r=10E=100Vab+-r=10E=50Vab+-r=1E=2Vab第2单元 磁场与电容模块4 磁场任务一 认识磁场 + NS图2-10 答案1.答：如右图所示，电源极性为左负右正。2.解：由公式得：Wb。若平面与磁感应强度方向的夹角为 30时，通过该平面的磁通为 Wb。3.解：由公式得：H/m相对磁导率为*任务二 认识铁磁材料1.答：因为工件在加工过程中已经被磁化，具有了磁性，当加工完毕后，工件还具有剩磁，使之牢牢吸在工作台上，所以不能取下。应给工件通以反向电流给其去磁即可。2

16、.答：为了充分利用铁磁材料，应使其尽量工作在接近于饱和状态最佳。3.答：为了加强磁场。任务三 学习磁场对电流的作用1.解：由公式得：N。FFBB图224答案IFBII2.答：答案如图所示。3.解：由公式得：N。任务四 认识电磁感应现象1.答：（1）不正确。只有闭合的回路才有感应电流。（2）正确。（3）不正确。线圈中有变化的磁通穿过才会产生感应电动势。（4）不正确。直导体切割磁力线时才会产生感应电动势。（5）不正确。感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化。（6）不正确。感应电流总是阻碍原电流的变化。2.答：答案如图所示。vvvvIvIvII a） b） c） d）（a）电流方向为逆时针。（b）电

17、流方向为逆时针。（c）电流方向为顺时针。（d）无电流。3.解：由公式得：V。A。任务五 认识自感现象1.解：由公式得：V。感应电动势方向与原电流方向相反。2. 由公式得：V。感应电动势方向与原电流方向相反。当电流增加到稳定值后，自感电动势为0。任务六 认识互感现象1.答：同名端是指在任何时刻，互感线圈产生的感应电动势极性总相同的端子。定义：在任何时刻，两个线圈的电流从同名端流入时，所产生的磁通方向是一致的，即是相互加强的。实际意义：标记同名端后，可以直接根据电流的实际方向和变化趋势来判别互感电压或互感电动势的实际极性，不必再考虑线圈的绕向。2.答：1、3或2、4是同名端。3.答：（1）不能。（

18、2）能。感应电动势为左正右负，指针右偏。（3）能。感应电动势为左负右正，指针左偏。*任务七 学习磁路定律1.答：磁阻的计算公式为；其单位是1/H。 磁路和电路中对应的物理量及其关系式电 路磁 路电流 电阻 电阻率 电动势 电路欧姆定律 磁通 磁阻 磁导率 磁动势 磁路欧姆定律 2.答：3.答：磁力线是闭合的曲线，所以磁路没有开路和短路的概念。任务八 认识静电屏蔽和磁屏蔽1.答：静电屏蔽是为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响。2.答：为免受外磁场的干扰，可以用磁导率高的铁磁材料做成屏蔽

19、罩，当外部磁场较强时，磁力线大部分会经过铁磁材料形成闭合回路，只有一小部分进入屏蔽罩内部，这样对外磁场就起到了一定的屏蔽作用。模块5 电容任务一 认识电容1.答：由公式知，。所以，当电压一定时，电容量大的电容器带电量多。2.解：由公式得：C。3.解：由公式得：F。任务二 研究电容器的充放电1.答：当电容器充电时，在直流电压作用下，电源正极向电容器一个极板供给正电荷，电源负极向电容器的另一个极板供给负电荷，于是电荷在电路中作定向移动形成电流，即充电电流。当电容器放电时，电容器两个极板上的正负电荷不断中和，电荷在电路中作定向移动形成了放电电流。充放电电流的大小与电容两端的电压变化率有关，电压变化越

20、快，电流就越大。2.由公式得：J。当电压增加到400V时，电容器储存的能量为J。所以，能量增加了0.4-0.1=0.3J。任务三 认识电容器的连接关系1.解：由公式和得：V，500V超过了其额定电压450V，所以不安全。当这只电容器被击穿后，600V的电压全部加在了第二只电容器上，也会超过它的额定电压300V，所以不安全。2.解；当开关打开时，电路相当于、串联，、串联，然后再并联。等效电容为：F。当开关闭合时，电路相当于、并联，、并联，然后再串联。等效电容为：F。3.答：三只2000F/50V的电容器并联即可。*模块6 线性电路的过渡过程任务一 学习动态电路的基本知识1.答：电路每一种稳态的维

21、持都需要一定的工作条件。如果这些条件发生了改变，电路将从原来的稳态变为另一种新的稳态。电路工作条件的变化叫做换路。换路时电容元件上的电压在 和 时值相等，电感元件中的电流在和时值也是相等的，这一规律称为换路定律，2.答：换路定律是根据能量不能突变而推到出电容上的电压和电感上的电流不能突变的，但是电容的储能与电容的电路流没有直接关系，电容上的电流不遵循换路定律。同理电感上的电压不遵循换路定律电阻不是储能元件，电阻上的电压、电流是不遵循换路定律。3.解： 由已知条件可知V 根据换路定律可得 V A4.解： 由已知条件可知 A根据换路定律可得 L中的电流为 AL两端的电压为 V任务二 分析 RC 串

22、联电路的过渡过程1.答：根据万用表测量电阻的原理，在两个表笔接触电容器的两个管脚时电容开始充电，万用表指针偏向右侧；随着充电的进行，充电的电流减小，指针开始向左偏转；在电容器充电结束后，充电电流减小为零，指针返回到无穷大（）刻度处。因为RC 电路的充电过渡时间常数和电容器的容量成正比，被测电容器的容量越大，指针摆动后，返回速度较慢。2.解：根据换路定律， A随着电容充电的进行，此时有： V, 电路的时间常数为 s VA接通电源 1.5 ms 后 VA3.解：根据换路定律， kV随着电容充电的进行，此时有： V 电路的时间常数为 sV经过 30 分钟后V若从高压电路上断开后，应将电容器的两个管脚

23、短接放电，待放电结束后再接触。任务三 分析 RL 串联电路的过渡过程1.解：当电路达到稳态后，电感元件相当于短路，稳态电流值为 A 电路时间常数 为AV2.解：初始值 A稳态值时间常数sAAA第3单元 交流电路与变压器模块7 正弦交流电路任务一 认识正弦交流电1.答：交流电动势、交流电压和交流电流统称为交流电。凡是随时间按正弦规律变化的交流电称为正弦交流电。交流电与直流电的区别：交流电的大小和方向都是随时间作周期性变化的；直流电的大小和方向均不随时间而改变。2.答：正弦交流电的最大值（或有效值）、角频率（或频率）和初相反映了正弦交流电的基本特征，叫做正弦交流电的三要素。3.解：由题可知最大值V

24、有效值V角频率频率初相4. 解：由题可知V，Hz，则最大值 V角频率rad/s解析式为V5. 解：(1) 与 的波形图如下图所示。t30i1i2i60O 时，（2）由题可知，则 与 的相位差，则 与 正交。6.解：已知V，A，它们的相量形式为VA它们的相量图如下图所示O-60457.解： V的相量形式为 V V的相量形式为 V合相量 V则V任务二 分析单一参数交流电路1.解：（1）电阻电流的瞬时值表达式A相量形式为 A（2）由题可知： V，则有功功率W（3）电压的相量形式为V电压与电流的相量图如下图所示O302.解：（1）由题可知： V， rad/s，线圈的感抗线圈中电流的有效值 A由于在纯电

25、感电路中，电压超前电流 90，电压的初相所以，电流的初相因此，电流的瞬时值表达式 A电流的相量形式为 A（2）无功功率 Var（3）电压的相量形式为V电压与电流的相量图如下图所示O30-603.解：（1）由题可知： V， rad/s电容的容抗 电容电流的有效值 A因为电容的电流超前电压 90，电压的初相为 所以，电流的初相因此电流的瞬时值表达式 A电流的相量形式 A（2）无功功率为 Var（3）电压的相量形式V电压与电流的相量图如下图所示O301204.解：由题可知： rad/s，V电容的容抗 电容器两端电压的有效值V因为电容的电流超前电压 90，电流的初相所以，电压的初相因此电压的瞬时值表达

26、式 V电压的相量形式为V任务三 分析复杂负载交流电路1.解：由题可知：， rad/s，电压相量V （1）电路的复阻抗阻抗（2）电路中电流相量A其解析式为 A（3）功率因数有功功率W无功功率Var视在功率VA2.解：由题可知：， rad/s，（1）电路的复阻抗 阻抗 （2）电流相量 A电流解析式 A（3）电阻电压相量V电阻电压解析式 V电容两端电压相量 V电容两端电压解析式 V（4） 功率因数有功功率 W 无功功率 Var 为负值表明该电路为容性。 视在功率 VA 电路的相量图如下图所示。34-563.解：由题可知V，rad/s（1）电路的感抗、容抗和阻抗 复阻抗 （2）电压与电流的相位差角就是

27、负载的阻抗角，即 （3）电路的电流A（4）电阻上的电压 V电感上的电压 V电容上的电压 V（5）功率因数有功功率 W 无功功率 Var 为负值表明该电路为容性。 视在功率 VA4.解：由题可知V，rad/s S S S因此总的复导纳 S总的复阻抗总电流A任务四 学习串、并联谐振电路1. 答：发生串联谐振的条件是：即。串联谐振的特征是：（1）电路呈电阻性，电压与电流同相位，阻抗角 ；（2）电路的阻抗为最小值，电流为最大值；（3）电感与电容上的电压大小相等、相位相反，其数值是电源电压的 倍；电阻两端电压为最大值，等于外加电压；（4）串联谐振时电路的无功功率为零，电源只提供电阻消耗的有功功率即。2.

28、解：当pF时，电路获得最大谐振频率Hz当pF时，电路获得最小谐振频率Hz此串联谐振电路谐振频率的范围是549.8kHz1600kHz。3.解：电路的谐振频率 Hz电路的品质因数串联谐振时，电感与电容上电压大小相等，为电源电压的Q倍，即V4.答：发生并联谐振的条件是：。一般情况下并联谐振电路中电感线圈的等效电阻很小，并且 ，因此发生并联谐振的条件可近似写为： 即 。并联谐振的特征是：（1）电路呈电阻性，总电流与电压（端电压）同相位；（2）电路的总导纳最小即总阻抗最大，总电流最小；（3）电感支路电流与电容支路电流大小近似相等、相位近似相反，其数值是总电流的倍。5.解：电路的谐振频率 Hz电路的品质

29、因数并联谐振时电容支路电流A任务五 认识三相交流电路1.答：大小相等、频率相同、相位互差 120的三个正弦电动势 eU、eV、eW称为对称三相交流电动势。三相电动势达到正的最大值的先后次序称为相序。2.解：已知 V，则 V V线电压的大小为 V V V V它们的相量图如下图所示。3030303.答：三相负载有两种连接方法：星形连接和三角形连接。三相对称负载，星形连接时，负载的相电压 与线电压 之间的大小关系：，相位关系：线电压超前与之对应的相电压 30；各相的线电流就是该相负载的相电流，即。三相对称负载，三角形连接时，负载的相电压都等于电源的线电压，即 ；线电流与相电流的大小关系：,相位关系：

30、线电流滞后对应相电流 30。4.解：由题可知功率因数三相负载的相电压都相等，大小为V相电流的大小为A线电流等于相电流即A三相有功功率 W5.解：由题可知功率因数三相负载的相电压都相等，大小为 V相电流的大小为 A线电流的大小为 A三相有功功率 W模块8 非正弦交流电路任务一 认识非正弦交流电1.（c） 三角波波形u（a） 单相全波整流波形（d） 矩形波TttTutTOuO（b） 锯齿波tTuOO2.答：电路中产生非正弦交流电的原因来自电源和负载两个方面：（1）电源方面我们知道交流发电机所产生的电动势是按正弦规律变化的，但是，由于发电机内部结构或发电运转情况的原因，很难保证发电机电势具有严格的正弦波形。我们日常用的工频交流电就是属于这种情况。（2）负载方面电路中非线性元件的电流和电压不成正比关系。即使加在非线性元件上的电压是正弦波，电路中的电流也不可能是正弦波。例如在非线性电阻元件（晶体二极管）或电感元件的两端加上正弦电压，其产生的电流就是非正弦电流。任务二 分析周期性非正弦量1.解：全波整流电压傅里叶级数中的直流分量为V2. 解：电流的有效值A3.任务三 认识滤波器1.答：对于一个滤波