最新热控基础知识电工学基础知识Word格式.docx
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但电流的热效应也带来了很大的麻烦，在电机、变压器、电力线路等设备中，电流通过绕组或导线所产生的热量限制了设备的利用率。
同时对系统的安全运行，也是一种不利因素。
8.为什么直流不能通过电容器而交流电能通过电容器？
因为电容器的电流与电容器两端电压的变化率成正比。
直流电路中，当电路充电过程结束后，电容两端的电压与电源的直流电压相等，不再变化，即电压的变化率为零，则电流也为零。
交流电路中，由于电压的变化率不为零，则电流也不为零。
所以说电容器能隔直通交。
9.什么是“左手定则”?
什么是“右手定则”?
分别说明它们的用途。
“左手定则”又叫电动机定则，用它来确定载流导体在磁场中的受力方向。
左手定则规定：
伸平左手使姆指与四指垂直，手心向着磁场的N极，四指的方向与导体中电流的方向一致，姆指所指的方向即为导体在磁场中受力的方向。
“右手定则”又叫发电机定则，用它来确定在磁场中运动的导体感应电动势的方向。
右手定则规定：
伸平右手使姆指与四指垂直，手心向着磁场的N极，姆指的方向与导体运动的方向一致，四指所指的方向即为导体中感应电流的方向（感应电动势的方向与感应电流的方向相同）。
在生产实践中，左、右手定则的应用是较为广泛的。
例如，发电机的感应电动势方向是用右手定则确定的；
电动机的旋转方向是用左手定则来确定的；
我们还用这些定则来分析一些电路中的电磁感应现象。
10.什么叫自感现象、自感电动势和自感?
什么叫互感现象、互感电动势和互感?
由于通过闭合回路（或线圈）自身的电流变化，引起穿过它本身的磁通量跟着发生变化，而产生感应电动势的现象，叫做自感现象。
相应的感应电动势称为自感电动势。
穿过闭合回路（或线圈）的磁通与产生此磁通的电流之间的比值，叫做回路（或线圈）的自感系数，简称自感，通常以字母L来表示，单位为亨利，或简称亨。
当两个闭合回路（或线圈）相互靠近，其中一个回路（或线圈）中的电流变化，引起穿过另一个回路（或线圈）所包围的磁通量跟着变化，刚在该另一回路（或线圈）中产生感应电动势的现象，叫做互感现象。
相应的感应电动势称为互感电动势。
由第一个回路（或线圈）的电流所产生而与第二个回路（或线圈）相链的磁通，同该电流的比值，叫做第一个回路〔或线圈）对第二个回路（或线圈）的互感系数，简称互感，通常以字母M表示，单位为亨利，或简称亨。
11.什么叫集肤效应？
当交流电通过导线时，导线截面上各处电流分布不均匀，中心处电流密度小，而越靠近表面电流密度越大，这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应（也称趋肤效应）。
12.什么叫涡流？
涡流的产生有哪些危害？
当交流电流通过导线时，在导线周围会产生交变的磁场。
交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，很象水的旋涡，所以称做涡流。
涡流不但会白白损耗电能，使用电设备效率降低，而且会造成用电器（如变压器铁芯）发热，严重时将影响设备正常运行。
13.常用的电阻器阻值标示方法有哪些？
各是怎样表示的？
常用的电阻器阻值标示方法有：
⑴直标法：
用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电阻上未注偏差，则均为±
20%。
⑵文字符号法：
用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示。
符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。
表示允许误差的文字符号对应如下：
文字符号--允许偏差：
D--±
0.5%、F--±
1%、G--±
2%、J--±
5%、K--±
10%、M--±
20%
⑶、数码法：
在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。
数码从左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧。
偏差通常采用文字符号表示。
⑷、色标法：
用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。
国外电阻大部分采用色标法。
黑--0、棕--1、红--2、橙--3、黄--4、绿--5、蓝--6、紫--7、灰--8、白--9、金--±
5%、银--±
10%、无色--±
当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效数字，第三位为乘方数，第四位为偏差。
当电阻为五环时，最后一环与前面四环距离较大。
前三位为有效数字，第四位为乘方数，第五位为偏差。
14.常用的电容器容量标示方法有哪些？
常用的电容器容量标示方法有：
⑴直标法
用数字和单位符号直接标出。
如01uF表示0.01微法，有些电容用“R”表示小数点，如R56表示0.56微法。
⑵文字符号法
用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。
如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF,2u2表示2.2uF.
⑶色标法
用色环或色点表示电容器的主要参数。
电容器的色标法与电阻相同。
电容器偏差标志符号：
+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z。
15.电路的基本物理量有哪些？
（1）电流：
电荷有规则的定向运动形成电流。
电流强度是在电场的作用下单位时间内通过某一导体截面的电量。
⑵电压：
电场中任意两点的电位差，就是这两点之间的电压。
在数值上等于电场力把单位正电荷从某点移到另一点所做的功。
⑶电位：
电位在物理学中称为电势，是表示电场中某点的性质的物理量，表明正电荷位于该点时，所具有电位能的大小。
⑷电动势：
电动势表示电源性质的物理量
电动势在数值上等于非电场力（局外力）把单位正电荷从电源的低电位端经电源内部移到高电位端所做的功。
16.什么是电路的有载工作状态、开路与短路？
⑴电路的有载工作状态：
电源和负载接通，电路中有电流，有能量的转换。
⑵开路〔空载状态〕：
电源没有和外电路接通，电源的输出电流等于零，没有能量输出。
⑶短路：
电源两端直接短接，电能全部被电源内阻消耗。
电路各状态的特征见表2—1：
表2—1电路状态特征表
负载电压U
负载电流I
输出功率P
备注
有载工作状态
U=IR=E－IR0
P=UI=PE－I2R0
电源电压E、功率PE、
内阻R0、电流IS；
负载电阻R、电压U、
电流I、功率P。
开路
Ｕ=E
I=0
PE=0
短路
Ｕ=0
PE=IS2R0
17.短路的原因是什么？
有什么危害？
生产中能否利用短路？
短路的原因：
⑴接线错误；
⑵绝缘损坏；
⑶操作错误；
⑷机械损伤所致。
短路的危害：
由于短路时电流不经过负载，只在电源内部流动，内部电阻很小，因而电流很大，强大的电流会产生很大的热效应和机械效应，使电源或电路受到损坏，或引起火灾。
短路的利用：
电焊机利用短路产生大电流在焊条与工件间引弧进行焊接；
电动机起动时电流很大，可将并联在电流表上的开关关上，将电表短路，电动机起动电流不通过电流表，对电表起保护作用，起动完毕将该开关断开。
18.如何理解额定值与实际值的关系？
各种电气设备的电压、电流及功率等都有一个限额，这些限额分别称为电气设备的额定电压、额定电流和额定功率。
额定值是制造厂对产品的使用规定：
按照额定值来使用是最经济合理和完全可靠的，并且能保证电气设备有一定的使用寿命。
长期超过额定值工作，即实际使用值长期高于额定值，将使设备损坏。
相反，实际使用值长期低于额定值工作，则使设备不能充分利用。
所以为了完全充分发挥设备能力，又保证设备安全运行，一般应在设备额定值下工作。
由于设备的额定值不一定等于实际值，只有当设备工作在额定状态下，它才有额定功率。
19.什么叫交流电？
什么是正弦交流电？
正弦量的三要素是什么？
交流电：
大小和方向会随时间作周期性变化的电流称为交流电。
正弦交流电：
电流大小和方向随时间按正弦波作周期性往复变化称为正弦交流电。
正弦量的三要素是最大值、角频率（或频率）和初相位表示。
20.什么是交流电的最大值、瞬时值和有效值?
幅值反映了正弦量在整个变化过程中所能达到的最大值，用大写字母并际有下标m（例如，Im，Um，Em）表示。
瞬时值就是任一时刻的正弦量的值，用小写字母i、u、ε表示。
交流电的有效值就是与它热效应相等的直流电的值。
用大写宇母I、U、E表示。
21.什么是周期、频率和角频率？
周期、频率、角频率都是反映正弦量对时间变化快慢的物理量
周期T：
正弦量变化一次所需的时间。
单位为秒。
频率ƒ：
每秒内变化的次数，单位为周/秒，或称赫兹，简称赫。
它是周期的倒数，即
角频率ω：
相角在每秒中变化的角度以弧度数来表示时，单位是弧度/秒。
正弦量也可以用角频率表示，因为一周期经历了2π弧度，所以角频率为：
22.什么是相位（ωt+φ）、初相位φ、相位差Δφ？
相位（ωt+φ）称为正弦量的相位，它反映了正弦量在交变过程中瞬时值的大小和正负。
初相位：
t＝0时的相位称为初相位，它反映了正弦量在计算时起点的相位，它和计时起点的选择有关，即同一正弦量，计时起点不同，其相位也不同。
两个同频率正弦量的相位差就等于它们的初相位差。
Δφ=（ωt+φ1）－（ωt+φ2）=φ1－φ2
Δφ=φ1－φ2=0°
两正弦量为同相；
Δφ=φ1－φ2=180°
两正弦量相位相反。
在电路中，根据两个同频率正弦量的相位差不同，常用超前、滞后、同相、反相等名词加以说明。
23.正弦有哪几种表示方法？
⑴正弦函数表示法：
u=Umsin（ωt+φ1）i=Imsin（ωt+φ2）
⑵正弦波形图表示法：
如图2—2所示。
⑶相量图表示
相量的长短等于正弦量的幅值（或有效值），相量和横轴正方向的夹角等于正弦量的初相位，如图2—3所示。
⑷相量的复数式表示
复数的模等于正弦量的幅值（或者有效值），复数的幅角等于正弦量的初相位。
图2—2正弦波形图
图2—3相量图
24.什么叫感抗、容抗和阻抗？
感抗：
当交流电流通过有电感的电路时，电感具有阻碍电流通过的作用，这种作用即为感抗（XL）。
单位为欧姆（Ω）．
容抗：
当交流电流通过具有电容的电路时，电容具有阻碍交流电流通过的作用称为容抗（XC）。
其单位为欧姆（Ω）。
阻抗：
当交流电流通过具有电阻、电感和电容的电路时，它们所共同产生的阻碍交流电通过的作用称为阻抗（Z），单位为欧姆（Ω）。
25.什么是视在功率、有功功率、无功功率？
⑴视在功率；
具有电阻及电抗的电路，其电压与电流有效值的乘积，称为视在功率。
以字母S表示，单位为伏安。
S＝UI（伏安）
式中：
U----电压有效值（伏）；
I----电流有效值（安）。
⑵有功功率：
交流电路功率在一个周期内的平均值．称为平均功率，或称有功功率，以P表示，单位为瓦。
对于正弦交流电路，P＝UIcosφ（瓦）
式中：
U----电压有效值（伏），I----电流有效值（安）；
cosφ----功率因数。
⑶无功功率：
在具有电感或电容的电路中，电感或电容在半个周期的时间里把电源送来的能量储存起来．而在另半个周期里又把能量送还电源，这样周而复始，只是与电源交换能量，并不真正消耗能量，为了电工计算上的需要，将这个与电源交换能量的速率的振幅值，称为无功功率，并用字母Q表示，单位为乏。
26.什么是电压三角形、阻抗三角形和功率三角形？
在相量图中，选电流相量为参考相量，R和同相，L超前电流90°
，C滞后电流90°
，=R+L+C。
如图2—4所示。
图2—4电压三角形图2—5阻抗三角形
⑴电压三角形：
从相量图上，和R、L+C构成一个电压三角形，如图2—4所示。
总电压的有效值
⑵阻抗三角形：
总阻抗
构成与电压三角形相似的阻抗三角形。
如图2—5所示。
当φ>
0时，电路呈电感性；
φ<
0时，电路呈电容性；
φ=0时，电路呈电阻性；
⑶电功率三角形：
视在功率、有功功率和无功功率构成与电阻、电压相似的功率三角形。
如图2—6所示。
图2—6功率三角形
27.什么是谐振、串联谐振、并联谐振？
谐振是交流电路的一种特殊工作状态，在含有R、L、C的电路中，当总电流与电压同相时（电路呈电阻性）电路发生谐振。
谐振根据不同的电路形式，可分为串联谐振和并联两类。
⑴串联谐振
在R、L、C串联电路中，当电路中XL＝XC时，电路的复阻抗Z＝R+j（XL—XC）=R为纯电阻、称为串联谐振，谐振频率为：
2）并联谐振
在电感性负载与电容并联的电路中，当电路总电流和电源电压同相位时，电路呈电阻性，称为并联谐振。
并联谐振的频率：
当R<
<
2πƒ0L时
28.串联谐振有什么特点？
串联谐振的特点如下：
⑴串联谐振时，电路中的电压和电流同相。
⑵R、L、C串联谐振时其阻抗为最小值，电流为最大值，
⑶电感元件上的电压L和电容元件上的电压C，其大小相等，相位相反，相互抵消，电阻元件上的电压即为电路的总电压，=R。
⑷当XL－XC>
>
R时，则电感元件和电容元件上的电压大大高于电源电压，串联谐振为电压谐振。
谐振电路的品质因数为：
⑸电感和电容的无功功率相互补偿，电路的无功功率为零，即：
Q＝U·
Isinφ=0
电源只供给电阻消耗能量，不与电感、电容交换能量。
29.并联谐振有什么特点？
并联谐振的特点如下：
⑴并联谐振时的总阻抗
为最大值。
因此当电压一定时，电路电流将最小。
⑵电压u和电流i同相（φ=0），电路呈纯电阻性，谐振时电路的阻抗Z0相当于一个电阻。
⑶并联谐振时，电容支路的容抗和电感支路的阻抗远小于等效电阻时，则
，说明在电容中和电感线圈中的电流将大大超过总电流，出现过电流。
共并联谐振的品质因数为：
⑷并联谐振时，电路的无功功率等于零。
在电容和电感之间进行能量相互交换，电源只供给电阻消耗的能量。
30.什么叫功率因数（cosφ）？
怎样提高功率因数？
功率因数：
有功功率与视在功率的比值，称为功率因数，通常以cosφ表示。
φ角称为功率因数角。
由于有功功率是小于或等于视在功率的，所以功率因数（cosφ）的数值在0～1之间。
在感性负载上并联一个适当的电容可提高整个电路的功率因数。
由于并联电容C，而使电路的总电流I减小，和之间的相位差减小，整个电路的功率因数提高。
这样提高电源设备的利用率，减少线路电能的损失，但必须注意，这里所讲的提高功率因数，是指提高电源或电网的功率因数，而不是指提高某个电感性负载的功率因数。
负载电流I不变，电路的平均功率P不变，负载的功率因数不变，即负载的阻抗角φ1不变。
功率因数由cosφ1，提高到cosφ所需的电容C值可由下式决定：
其中C为所需的电容值，P为负载的额定功率，ω为电源的角频率，U为负载的额定电压。
φ1是负载的阻抗角，由cosφ1确定。
φ是整个电路的阻抗角，电压和总电流的相位差，由cosφ确定。
31.什么是三相电路?
采用三相电路的原因是什么？
三相电路是目前电力系统主要的供电方式，它是由三组相位不同的电源和三组负载共同组成的电路系统。
采用三相电路的原因主要有：
（1）三相发电机和输电线比单相同容量的发电机和输电线省材料；
（2）三相电动机比单相同容量的电动机省材料、性能好、工作可靠，是生产机械的主要动力。
32.什么叫端线、中点、中线线电压、相电压、相电流、线电流？
⑴端线：
连接电源和负载各相端点的导线；
⑵中点：
三相电源中三个绕组末端或前端的连接点称为三相电源中点。
三相负载星形联结点称为负载的中点。
⑶中线：
连接电源中点和负载中点的导线。
⑷线电压：
三相电源中，任意两根相线间的电压称为线电压。
⑸相电压：
在三相电源中，任意一根相线与零线之间的电压称为相电压。
⑹相电流：
在三相负载之中，每相负载中通过的电流称为相电流。
⑺线电流：
三相电源线各相线中流过的电流，称做线电流。
33.三相功率如何计算？
不论负载是星形连接或是三角形连接，总的有功功率必等于各相功率之和。
当负载对称时的三相总功率为：
式中、φ角是相电压Up与相电流Ip之间的相位差。
当负载不对称时总有功功率为各相功率之和，即
P＝PA+PB+PC
式中PA、PB、PC分别为A、B、C各相的有功功率。
34.什么是换路与换路定律？
⑴换路：
在分析含有动态元件（L、C）的动态网络问题时，对接通、断开、电路接线的改变或是电路参数、电源的突然变化等都称为“换路”。
⑵电路在换路瞬间（t＝0），电感元件中的电流和电容元件两端的电压都应保持原值而不能突变，这称为换路定律。
即设t=0时刻换路，则有
iL（0+）=iL（0－）ｕＣ（0+）=ｕＣ（0－）
式中，t=0－换路前的终了瞬间；
t=0+换路后的初始瞬间。
换路定律的实质是能量不能跃变，能量的积累或衰减都要有一个过程。
因为磁场能量
表示换路瞬间电感中电流iL不能突变，电容两端电压uC不能突变。
利用换路定律可以确定换路后电流初始值iL（0+）和电压初始值uC（0+）
35.什么是微分电路与积分电路？
它们有什么不同？
微分电路和积分电路都是由电阻R、电容C组成的脉冲电路。
它们输出的电压波形与输入电压近似微分或积分关系，因此称为微分电路或积分电路。
积分电路和微分电路输入电压的波形虽为周期性的矩形脉冲波，但要注意它们有两点不同。
微分电路：
⑴输出信号u。
取自电阻R两端；
⑵电路的时间常数很小τ＝RC<
tp，tp是输入信号的脉冲宽度，很快。
如图2—7（a）
积分电路：
取自电容C两端；
⑵时间常数很大，τ＝RC>
tp，所以充、放电过程很缓慢。
如图2—7（b）
参考文献与网址：
图1-5购物是对消费环境的要求分布
（2）缺乏经营经验
１９９６年“碧芝自制饰品店”在迪美购物中心开张，这里地理位置十分优越，交通四通八达，由于位于市中心，汇集了来自各地的游客和时尚人群，不用担心客流量的问题。
迪美有３００多家商铺，不包括柜台，现在这个商铺的位置还是比较合适的，位于中心地带，左边出口的自动扶梯直接通向地面，从正对着的旋转式楼梯阶而上就是人民广场中央，周边４、５条地下通道都交汇于此，从自家店铺门口经过的９０％的顾客会因为好奇而进去看一下。
图2—7（a）图2—7（b）
36.什么叫磁路？
磁路：
将磁通量约束在其中的区域。
在电工设备中，为了得到较强的磁场，广泛地采用铁磁性材料做成各种形式的铁心。
一方面铁心磁化可以大大加强原有的磁场；
另—方面，可以人为地造成磁通的通路。
这种主要由铁心所规定的磁通的路径就叫做磁路。
37.
38.附件
（一）：
变压器为什么不能使直流电变压？
变压器能够改变电压的条件是，原边施以交流电势产生交变磁通，交变磁通将在副边产生感应电势，感应电势的大小与磁通的变化率成正比。
当变压器以直流电通入时，因电流大小和方向均不变，铁芯中无交变磁通，即磁通恒定，磁通变化率为零，故感应电势也为零。
这时，全部直流电压加在具有很小电阻的绕组内，使电流非常之大，造成近似短路的现象。
而交流电是交替变化的，当初级绕组通入交流电时，铁芯内产生的磁通也随着变化，于是次级圈数大于初级时，就能升高电压；
反之，次级圈数小于初级时就能降压。
因直流电的大小和方向不随时间变化，所以恒定直流电通入初级绕组，其铁芯内产生的磁通也是恒定不变的，就不能在次级绕组内感应出电势，所以不起变压作用。
39.三相异步电动机的工作原理是怎样的？
把对称三相交流电流通入定子三相绕组后，三相定子绕组所产生的旋转磁场与转子之间有相对运动，旋转磁场切割转子导体时便在其中感应出电动势和电流，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，在电磁转矩的作用下驱使转子随磁场而旋转。
转子和旋转磁场之间存在着转速差，是异步电动机转动的必要条件。
40.
41.大学生对手工艺制作兴趣的调研何为转差率？
怎样改变异步电动机的转速？
在调查中我们注意到大多数同学都比较注重工艺品的价格，点面氛围及服务。
⑴转子转速n恒小于旋转磁场的转速n0，表征转子转速比同步转速落后程度的物理量，称为转差率。
转差率是表明异步电动机运行速度的一个重要参数．也是分析异步电功机特性的—个重要数据，它的大小为：
S=（n0－n）/n0×
100%
2、消费者分析其中n0=60ƒ/Pƒ为电源频率；
P为磁极对数。
—般三相异步电动机的额定转差率SN在2%到6%之间
上述所示的上海经济发展的数据说明：
人们收入水平的增加，生活水平的提高，给上海
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