电工技术基础与技能习题答案.docx

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电工技术基础与技能习题答案

电工技术基础与技能

习题解答

王国玉主编

PublishingHouseofElectronicsIndustry

北京BEIJING

前言

为了配合《电工技术基础与技能》课程的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，编写了此教学资料。

教学资料内容有三个部分：

第一部分是教学指南，包括了课程性质与任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配。

第二部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。

教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。

第三部分是习题答案，给出了每道习题的解答过程。

限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，请读者给予批评指正。

编者

2016年12月

《电工技术基础与技能》习题解答

项目一

1．填空题

（1）在日常生活和各行各业的工作中所用的电，绝大多数都是交流电。

（2）直流电还可以用化学方式产生，如干电池、蓄电池和手机电池。

干电池、蓄电池和手机电池产生直流电。

（3）常用的万用表有模拟表和数字表两种。

（4）万用表一般情况下主要测量电阻、电压和电流，有的还可以测量晶体管、电容、电感等。

（5）MF-47型万用表转换开关有24个挡位。

（6）兆欧表又可较准确地测出绝缘电阻值，单位为MΩ。

（7）氖泡式验电笔可以判断绝缘导线；判断电器与电气设备是否带电。

（8）人体触电时一类是电流通过人体，引起内部器官的创伤，叫做电击；另一类是电流通过人体，引起外部器官的创伤，叫做电灼伤。

（9）我国规定安全电压为36V、24V及12V三种（根据场所潮湿程度而定）。

（10）交流电流大于10mA或直流电流大于50mA时，就有可能危及生命。

（11）我国规定民用电电压为220V，频率为50Hz。

（12）人体触电事故多种多样，就其形式来说可分为双线触电、单线触电

和跨步电压触电三种。

（13）电气设备工作时会发热主要是电流热效应造成的。

（14）电流的热效应使设备温度升高，当温度过热超过设备内部或周围材料的点燃，就可能引发火灾。

（15）在电工技术上将电阻系数大于1109·cm的材料称为绝缘材料。

（16）导线是最常用的电工材料，不但是构成电线电缆的核心，同时是传输电能和

信号的载体。

（17）恢复绝缘层的材料一般用黄蜡带、涤纶薄膜带和黑胶带等。

2．判断题

（1）电给我们带来福音，是不会给我们带来灾难的。

（√）

（2）直流电的电压和电流的大小一般是稳定的，也没有方向的变化。

（√）

（3）AT-9205B型数字万用表可用于测量交、直流电压，交、直流电流，电阻，电容，二极管，三极管，音频信号频率等。

（√）

（4）若长期不用，应将表内电池取出，以防电池电解液渗漏而腐蚀内部电路。

（√）

（5）MF-47万用表一般情况下主要测量电压、电阻，但是不能测量交流电流。

（√）

（6）通常用普通电流表测量电流时，可以在不切断电路的情况下来测量电流。

（×）

（7）钳形电流表在将电路切断停机后才能将电流表接入进行测量。

（×）

（8）验电笔是用来检测导线、电器和电气设备是否带电的常用电工工具。

（√）

（9）电工刀不是一种削线工具。

（×）

（10）剥线钳是剥线的专用工具，用来剥除导线端头的绝缘层，具有效率高，尺寸控制准确，芯线不易受损等优点。

（√）

（11）电工包和电工工具套用来放置电工随身携带的常用工具或零星电工器材。

（×）

（12）白炽灯功率越大，使用时间越长，温度就越高。

（√）

（13）200W的白炽灯泡，表面温度不能达到150～200℃。

（×）

（14）黄蜡带不适用于一般电机电器衬垫或线圈绝缘。

（×）

（15）黄腊管有一定的弹性，适用于电气仪表、无线电器件和其他电气装置的导线连接保护和绝缘。

（√）

（16）黄蜡带或黑胶带通常选用带宽50mm的，这样包缠较方便。

（×）

3.简答题

（1）造成人体触电的原因和现象有哪些？

为双线触电、单线触电和跨步电压触电三种。

当人体触电时，电流会使人体的各种生理机能失常或遭受破坏，如烧伤、呼吸困难、心脏麻痹等，严重时会危及生命。

（2）如何防止触电事故的发生？

为了更好地使用电能，防止触电事故的发生，必须加强安全用电常识的教育，普及安全用电知识，以便更好地掌握安全用电的方法，使用各种电气设备时严格遵守操作规程。

具体如下：

1.及时更换破损绝缘线；

2.防止线路受潮；

3．设置接地线；

4.挂牌检修；

5.设置避雷装置；

6.采取必要的安全措施。

（3）触电后如何急救？

首先脱离电源：

拉闸刀、剪断电源（注意用有绝缘作用老虎钳）、用木棒挑开电源线和站在绝缘板将人与电源分立；其次现场进行人工呼吸和胸外心脏挤压措施急救。

（4）产生电气火灾的原因有哪些？

短路、过负荷、电加热设备使用不当、导线接触不良和散热不良。

（5）预防白炽灯引发火灾的措施有哪些？

电源线的安全载流量必须满足白炽灯灯泡的容量要求。

严格远离易燃易爆的物品。

（6）如何预防电加热设备引起的火灾？

电气火灾的预防方法如下。

（1）排除可燃、易爆物，保持良好通风。

（2）正确安装电气装置。

应严格按照防火规程的要求来选择、布置和安装电气装置。

（3）正确使用加热设备。

正在使用的电加热设备必须有人看管，人离开时切断电源。

（4）选择合适的导线和电器。

电源线的安全载流量必须满足电气设备的容量要求。

（5）选择合适的保护装置。

电路中要装设熔断器或自动空气开关。

（6）选择绝缘性能好的导线。

对热能电器应选用护套线绝缘。

（7）处理好电路中的连接处。

电路中的连接处要连接牢固，接触良好，避免短路。

（8）正确选择产品的类型。

必须根据使用场所的特点，正确选择产品的类型。

如在户外应安装防雨式灯具，在有易燃、易爆气体的车间、仓库内，应安装防爆灯。

（9）安装时留有一定的安全距离。

如热源不要紧贴在天花板或木屋顶上，应有一定的安全距离以利散热。

（10）发现损坏线路老化绝缘层被破坏或电气设备有损坏时应及时更换。

（7）什么叫绝缘材料？

主要分为几类？

其主要性能指标和作用有哪些？

通常，在电工技术上将电阻系数大于1109·cm的材料称为绝缘材料。

三聚氰胺醇浸渍漆、快干三聚氰胺醇酸浸渍漆、层压制品、环氧玻璃粉、云母带、模压和引拔制品。

（8）试绘草图说明单股铜芯线、7股铜芯线进行直线连接和T形连接的工艺过程。

请参考教科书表1-15和1-16。

项目二电路的识别

1．

（1）短路状态、断路状态；

（2）正比、反比；

（3）定向移动、正电荷、电流强度、安培（A）

（4）-5V、相反、直流电、交流电

（5）P、瓦特（W）、W、焦耳（J）、电能、千瓦时

2．

（1）B；

（2）D；（3）A；（4）D；（5）C

3．

（1）不能，110V，500W的电阻丝的电阻为24.2Ω，而220V，500W电阻丝的一半电阻是49.4Ω。

（2）参考任务三的相关知识。

4．

（1）E=2V；R=3.8Ω

（2）r=1Ω。

（3）U=0.05V

（4）Uab=2V、Ubc=-8V、Udb=12V、Ue=7V。

项目三直流电阻电路的应用

习题解答：

（一）填充题

1．1.5V；0.5A

　　　2．6Ω；16Ω

　　　3．100；B；50；A；0.06；0.12；0.08；2∶1

　　　4．0；6；4；12

　　　5．20Ω

6.

、小、小、小

7.＜；=

8．不变、不变、增大

9.短、开

10.此题不做。

。

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。

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11.此题不做。

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。

。

。

12.此题不做。

。

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。

。

。

。

。

电流不变、电压不变

13.零、零、零、零

14.n-1、b-n+1

15.电流

16.本身

（二）选择题

1.D2.A3.B4.D5.B6.B7.C8.C

（三）判断题

1.√2.×3.×4.×5.×6.√　

（四）计算题

1.1.2安；3欧　

2.20欧

3.略

4.如下图所示，求各支路电流与U32，已知US=10V，IS=2A，R1=5Ω，R2=3Ω，R3=3Ω，R4=2Ω。

解：

原图可分解为：

图：

当US作用时，

，

，

，

，

，

；

；

5.列写支路电流方程。

解：

设各支路电流如图所示

n1:

n2:

m1:

m2

m3:

6.列写支路电流方程（含受控源）。

解：

设各支路电流如图所示

n1:

m1:

m2:

7.如下图所示电路，求

、

。

解：

电路分成有源二端网络（如虚框所示）和无源二端网络两部分。

对于（b）图所示的有源二端网络，则有：

，

，

，

8.节点4个、6条支路、4条回路，4个网孔；列方程略

（五）思考题和问答题

思考题和问答题参阅项目二的有关内容。

项目四电容器的认知

习题答案：

1、答：

生活中很多地方都用到电容器，比如：

电风扇上的启动与运行电容，收音机中耦合电容，选台的双连电容，充电器中的滤波电容等。

一个这样的电容标识“1.8μF±5%，450V，-25~70℃，50/60Hz”则表示：

此电容容量为1.8μF，误差为±5%，耐压值为450V，工作频率为50或60Hz。

2、答：

这两种说法都是错的。

电容器的电容值是电容器的固有属性，是由容器的结构决定的，与电容器是否带电或带电量的多少无关。

3、答：

根据平行板电容器的公式可知，减小正对面积，电容值将交减小，使极板间距离增大为原来的两倍，电容值将变为原来的1/2。

4、用万用表R×1k档，将表笔接触电容器（1μF以上的容量）的两引脚，接通瞬间，表头指针应向顺时针方向偏转，然后逐渐逆时针回复，如果不能回复，则稳定后的读数就是电容器的漏电电阻，阻值越大表示电容器的绝缘性能越好。

5、答：

小于，大于

6、答：

电容器的漏电电阻越大越好，最好是无穷大。

若漏电电阻小，则电容器储存的电能会因通过漏电电阻放电而自动减少。

7、答：

四个这样的电容并联后再与两个这样的电容串联。

8、解：

Q=CU=1800×10-12×500=9×10-7（C）

9、解：

利用公式E1=1/2CU2有:

E1=1/2CU2=0.5×4.7×10-6×1002=1.175×10-2（J）

E2=1/2CU2=0.5×4.7×10-6×502=5.87×10-4（J）

那么:

该电容储存的电能减少量为:

1.175×10-2（J）-5.87×10-4（J）=1.16913（J）

10、解:

三个电容串联后的等效电容为:

1/（1/15+1/20+1/8）=4.1（μF）

利用Q=CU求出三电容的最大带电量:

Q1=C1U1=15×10-6×100=1.5×10-3（C）

Q2=C2U2=20×10-6×50=2×10-3（C）

Q3=C3U3=8×10-6×80=6.4×10-4（C）

所以串联后的电容器组的最大带电量只能是:

Qm=6.4×10-4（C）

那么电容器组的而压值为Um=Qm/C=6.4×10-4/（4.13×10-6）=155（V）

11、解：

根据U=Q/C得：

U＝（1.5×10-6）/（10×10-6）＝0.15（V）

根据E=

得：

E=0.5×10×0.152＝1.125×10-7（J）

12、解：

并联后等效电容C=20+30＝50μF

因两个电容器的耐压值都是30V，所以此电容器最大耐压值为30V，当电容器两端电压为30V时，储存电场能最多为：

那么＝0.5×50×10-6×302＝0.0225（J）

13、解：

根据

得充电电流为：

电容器所储存的电场能：

E=

项目五磁场及电磁感应的认知

习题答案：

1、填空题：

（1）排斥，吸引

（2）磁铁外部，磁铁内部

（3）磁场强弱，磁场方向，磁感应强度

（4）反磁性物质，顺磁性特质，铁磁性物质。

（5）切割磁感应线，变化的磁场

（6）感应电流，阻碍

2、选择题：

（1）C

（2）D（3）BC（4）BD（5）A

3、简答与计算

（1）答：

两通电导线分别处于另一通电导线的磁场中，两导线分别受到各自向外的相反方向的力。

（2）答：

不对，因为磁极不可分割

（3）答：

错，因为题目中没有说明速度方向与磁场方向的夹角是否不变。

（4）答：

错，若某截面与磁场平行时，穿过截面上的磁通也为零，但磁场强度不为零。

（5）解：

（6）答：

项目六正弦交流电路

习题解答：

（一）填空

1、振幅；频率；初相

2、产生热量

3、XL=XC；串联谐振

4、大于

5、

A；10A；50Hz；0.02s；-10A

6、电容器吸收；电场；电感线圈吸收；磁场；互补

（二）判断

1、√；2、√；3、×；4、×；5、×；6、×；7、×；8、×；9、×；10、×

（三）计算

1、2.5A；

2、2.2A;30°;

3、31.8A;

;QL=3180var

4、100Ω;90°

5、0.63A;

;QC=62.8var

6、10kΩ;90°

7、XL=80Ω;Z=100Ω;I=2.2A;P=290W;QL=387.2var;S=484VA;

;

8、R=40Ω;L=120Mh

9、XC=40Ω;Z=50Ω;I=4.4A;P=528W;QC=704var;S=968VA;

;

10、5V;0.6

11、5Ω;44A;

;176V;352V;220VP=7744W;Q=5808var;S-=9680VA

项目七三相正弦交流电路

习题解答：

（一）填空

1、线电流；相电流；相电流；线电流

2、三角形；星形

3、相电压；相电流

4、2；相电压；线电压

5、

6、

倍；超前30°；380V；220V

7、3；3

8、三相三线

9、

；1；1；

（二）判断

1、×；2、×；3、×；4、×；5、√；6、√；7、×；8、√；9、√

（三）计算

1、IP=IL=22A

2、220V；0.76A;190V;0.38A

3、5.4A;9.4A;P=3572W

4、220V;10A;10A;380V;17.2A;30A

5、

6、17.4A;52.2A;30A;15.84W

※项目八非正弦周期电路

习题解答：

1．

（1）指不是按照正弦规律做周期性变化的电流、电压和电动势

（2）用信号发生器获得、由几个不同频率的交流电源同时工作获得、用电路中存在的非线性元件获得、用正弦交流电源通过一些电路变换获得

（3）

、4A、

、1A

（4）后半个周期重复前半个周期，但符号相反；包括基波及奇次谐波，不包含直流分量及偶次谐波

（5）后半个周期重复前半个周期的变化，且符号相同；包括恒定的直流分量以及一系列的偶次谐波，而不具有基波和奇次谐波

（6）

（7）

（8）有效值

2．30V、3A、83.3W

3．参考任务二的相关知识

※项目九瞬态过程

习题解答：

10-1图10-25（a）所示电路换路后（S闭合）各个元件上的初始值。

设换路前（S断开）uC（0－）＝0，如图10-（b）所示。

电路中E＝12V，R1＝R2＝10kΩ，C＝1000PF。

解：

根据换路定则

10-2电路如图10-26（a）所示，R1＝R2＝R3＝3Ω，L＝3H，E＝6V，开关S长期处于1位置。

t＝0时S打向2位置，求各个元件上的初始值。

解：

t＝0－的等效电路如图5.2（b）所示。

在稳态时XL＝2πfL＝0，所以电感L视为短路。

根据换路定则

iL（0＋）＝iL（0－）

iR1（0＋）＝0

iR2（0＋）＝iR3（0＋）＝iL（0＋）＝1A

uR1（0＋）＝iR1（0＋）R1＝0

uR2（0＋）＝iR2（0＋）R2＝1×3＝3V

uR3（0＋）＝iR3（0＋）R3＝1×3＝3V

uL（0＋）＝uR3（0＋）＋uR2（0＋）＝3＋3＝6V

10-3求图10-25（a）电路换路后各个元件上的稳态值f（∞）。

解：

图10-27电路换路后进入稳态，iC（∞）＝0，电容C相当于开路。

图10-27习题10-3图

iR1（∞）＝iR2（∞）

uR1（∞）＝iR1（∞）R1＝0.6m×10k＝6V

uR2（∞）＝iR2（∞）R2＝0.6m×10k＝6V

uC（∞）＝uR1（∞）＝6V

10-4.求图10-26（a）电路换路后各个元件上的稳态值f（∞）。

 解：

图10-28电路换路后进入稳态uL（∞）＝0，电感L相当于短路。

 因uL（∞）＝0，所以

iL（∞）＝iR3（∞）＝iR2（∞）

iR1（∞）＝0

uR1（∞）＝iR1（∞）R1＝0

uR2（∞）＝iR2（∞）R2＝0

uR3（∞）＝iR3（∞）R3＝0

通过分析计算结果可见，换路后t＝∞时，电容元件C的iC（∞）＝0，可视为开路。

电感元件L的uL（∞）＝0，可视为短路。