電氣工程師中級(jí)考試復(fù)習(xí)題匯編前言時(shí)光荏苒，歲月如梭，對(duì)于許多奮斗在電氣行業(yè)一線的工程師而言，中級(jí)職稱不僅是對(duì)個(gè)人專業(yè)能力的認(rèn)可，更是職業(yè)發(fā)展道路上的重要里程碑。電氣工程師中級(jí)考試，作為檢驗(yàn)工程師理論功底與實(shí)踐應(yīng)用能力的重要標(biāo)尺，其內(nèi)容廣泛，知識(shí)點(diǎn)密集，需要考生進(jìn)行系統(tǒng)且深入的復(fù)習(xí)。本匯編并非簡(jiǎn)單的習(xí)題堆砌，而是基于中級(jí)電氣工程師的知識(shí)結(jié)構(gòu)要求與歷年考試特點(diǎn)，精心篩選和組織的復(fù)習(xí)資料。旨在幫助考生梳理核心知識(shí)點(diǎn)，熟悉常見題型，掌握解題思路與技巧，從而高效備考，順利通過(guò)考試。匯編內(nèi)容注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，力求體現(xiàn)考試的重點(diǎn)與難點(diǎn)，希望能為廣大考生提供切實(shí)有效的幫助。一、電路理論基礎(chǔ)電路理論是電氣工程的基石，任何復(fù)雜的電氣系統(tǒng)分析都離不開電路的基本定律和分析方法。本部分重點(diǎn)考察考生對(duì)電路基本概念、基本定律、電路分析方法的掌握程度，以及對(duì)正弦穩(wěn)態(tài)電路、三相電路、暫態(tài)過(guò)程等內(nèi)容的理解與應(yīng)用能力。（一）核心考點(diǎn)與復(fù)習(xí)策略1.電路的基本概念與定律：深刻理解電壓、電流、功率、能量的定義及其參考方向；熟練掌握基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL），并能靈活應(yīng)用于各種電路的分析。此為電路分析之根本，務(wù)必爛熟于心。2.電阻電路的等效變換與分析方法：掌握電阻串并聯(lián)、星形與三角形連接的等效變換；重點(diǎn)掌握支路電流法、網(wǎng)孔電流法和節(jié)點(diǎn)電壓法，理解各種方法的適用場(chǎng)景與解題技巧，能夠快速準(zhǔn)確地求解電路參數(shù)。3.線性電路的定理：疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理、最大功率傳輸定理是分析線性電路的有力工具。不僅要記住定理內(nèi)容，更要理解其物理意義和適用條件，并能熟練應(yīng)用于電路的簡(jiǎn)化與求解。4.正弦穩(wěn)態(tài)電路分析：理解正弦量的三要素、相量表示法；掌握電路元件的相量模型、阻抗與導(dǎo)納的概念；熟練運(yùn)用相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路，計(jì)算電壓、電流和功率（有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)）。5.三相電路：了解三相電源的產(chǎn)生與連接方式；掌握三相電路的計(jì)算，包括對(duì)稱三相電路的線電壓、線電流、相電壓、相電流關(guān)系及功率計(jì)算；了解不對(duì)稱三相電路的概念及簡(jiǎn)單分析。6.電路的暫態(tài)分析：理解換路定則及初始值的確定；掌握一階RC、RL電路暫態(tài)過(guò)程的分析方法（三要素法），能夠求解暫態(tài)過(guò)程中的電壓和電流響應(yīng)。（二）典型習(xí)題示例與解析習(xí)題1：在一個(gè)由電壓源、電流源和電阻組成的復(fù)雜直流電路中，已知某條支路的電流大小和方向。若僅將該電路中所有電壓源的電壓值加倍，所有電流源的電流值減半，電阻值保持不變，則該支路的電流將如何變化？請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。解析：該題主要考察線性電路的齊次性和疊加定理的概念。線性電路具有齊次性（比例性）和可加性。當(dāng)電路中只有獨(dú)立電壓源作用時(shí)，支路電流與電壓源電壓成正比；當(dāng)只有獨(dú)立電流源作用時(shí)，支路電流與電流源電流成正比。原支路電流可視為各電壓源和電流源單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。設(shè)原電壓源電壓為U，電流源電流為I，產(chǎn)生的支路電流為i=k1*U+k2*I（k1、k2為比例系數(shù)）。當(dāng)電壓源加倍（2U），電流源減半（I/2）時(shí)，新的支路電流i'=k1*(2U)+k2*(I/2)=2k1*U+0.5k2*I。由于原i=k1*U+k2*I，無(wú)法直接得出i'與i的簡(jiǎn)單倍數(shù)關(guān)系。因此，該支路電流的變化情況無(wú)法確定，需根據(jù)具體電路結(jié)構(gòu)和電源作用情況重新計(jì)算。要點(diǎn)：疊加定理中，每個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用，其他獨(dú)立源置零（電壓源短路，電流源開路）。比例系數(shù)k1、k2與電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，并非恒定。習(xí)題2：一個(gè)RLC串聯(lián)電路，接于有效值為U的正弦交流電壓源。已知電路的諧振角頻率為ω0，當(dāng)電源角頻率ω=ω0時(shí)，電路呈現(xiàn)什么性質(zhì)？此時(shí)電路中的電流、電感電壓和電容電壓各有何特點(diǎn)？若電源頻率略高于ω0，電路又呈現(xiàn)什么性質(zhì)？解析：本題考察RLC串聯(lián)諧振的概念及特點(diǎn)。當(dāng)電源角頻率ω=ω0（諧振角頻率）時(shí)，RLC串聯(lián)電路發(fā)生串聯(lián)諧振。此時(shí)：1.電路性質(zhì)：電路總阻抗Z=R+j(ωL-1/(ωC))=R，呈純電阻性。2.電流特點(diǎn)：電路中的電流I=U/R，達(dá)到最大值，且與電源電壓同相位。3.電壓特點(diǎn)：電感電壓UL=I*ω0L，電容電壓UC=I*(1/(ω0C))。由于ω0=1/√(LC)，故UL=UC。電感電壓與電容電壓大小相等，相位相反，相互抵消，電源電壓全部降落在電阻上。UL和UC的數(shù)值可能遠(yuǎn)大于電源電壓U，這就是串聯(lián)諧振的“電壓諧振”現(xiàn)象。若電源頻率略高于ω0，則ωL>1/(ωC)，電路總阻抗Z的虛部為正，電路呈現(xiàn)感性。要點(diǎn)：串聯(lián)諧振的條件、阻抗特性、電流電壓關(guān)系是核心。需區(qū)分串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振的異同。二、模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)電子技術(shù)是現(xiàn)代電氣工程的重要組成部分，分為模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩大分支。本部分主要考察考生對(duì)基本放大電路、集成運(yùn)算放大器、邏輯門電路、組合邏輯電路及時(shí)序邏輯電路的分析與應(yīng)用能力。（一）核心考點(diǎn)與復(fù)習(xí)策略1.半導(dǎo)體器件：理解二極管、三極管（BJT）、場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）的工作原理、特性曲線和主要參數(shù)；掌握其在電路中的開關(guān)作用和放大作用。2.基本放大電路：掌握共發(fā)射極、共集電極、共基極等基本BJT放大電路的組成、工作原理、靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置與穩(wěn)定；理解放大電路的輸入電阻、輸出電阻、電壓放大倍數(shù)等性能指標(biāo)的物理意義及計(jì)算方法。對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管放大電路，也應(yīng)有所了解。3.集成運(yùn)算放大器：理解集成運(yùn)放的理想化條件和主要參數(shù)；掌握集成運(yùn)放在線性應(yīng)用時(shí)的基本電路，如比例運(yùn)算（同相、反相）、加減運(yùn)算、積分與微分運(yùn)算電路的分析與設(shè)計(jì)。了解運(yùn)放的非線性應(yīng)用，如比較器。4.濾波電路：了解RC有源濾波器的基本概念、分類（低通、高通、帶通、帶阻）及主要特性。5.邏輯代數(shù)基礎(chǔ)：掌握邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算、基本公式、常用定理和化簡(jiǎn)方法（卡諾圖法）。6.邏輯門電路：理解TTL門電路和CMOS門電路的基本工作原理、輸入輸出特性和主要參數(shù)；掌握與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門等基本邏輯門的邏輯功能。7.組合邏輯電路：掌握組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法；熟悉編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器、比較器等典型組合邏輯電路的功能及應(yīng)用。8.時(shí)序邏輯電路：理解觸發(fā)器（RS、JK、D、T觸發(fā)器）的邏輯功能、觸發(fā)方式及時(shí)序圖；掌握時(shí)序邏輯電路的分析方法；了解寄存器、計(jì)數(shù)器等典型時(shí)序邏輯電路的功能及應(yīng)用。（二）典型習(xí)題示例與解析習(xí)題1：如圖所示為一個(gè)由理想運(yùn)算放大器組成的電路，已知電阻R1、R2、R3、R4的阻值。試推導(dǎo)輸出電壓Uo與輸入電壓Ui1、Ui2之間的關(guān)系式。（*此處假設(shè)有一個(gè)反相求和運(yùn)算電路，運(yùn)放反相輸入端通過(guò)R1接Ui1，通過(guò)R2接Ui2，通過(guò)R3接地；同相輸入端接地；輸出端通過(guò)反饋電阻R4接反相輸入端。*）解析：該電路為理想運(yùn)放組成的反相求和運(yùn)算電路。對(duì)于理想運(yùn)放，有“虛短”（Up=Un）和“虛斷”（Ip=In=0）的特性。由于同相輸入端接地，Up=0，故Un=Up=0（虛地）。根據(jù)KCL，流入反相輸入端的電流代數(shù)和為零：I1+I2=I4其中，I1=(Ui1-Un)/R1=Ui1/R1(因?yàn)閁n=0)I2=(Ui2-Un)/R2=Ui2/R2I4=(Un-Uo)/R4=-Uo/R4(因?yàn)閁n=0)因此：Ui1/R1+Ui2/R2=-Uo/R4整理可得輸出電壓：Uo=-(R4/R1*Ui1+R4/R2*Ui2)要點(diǎn)：熟練運(yùn)用“虛短”和“虛斷”是分析運(yùn)放線性應(yīng)用電路的關(guān)鍵。反相輸入電路存在“虛地”現(xiàn)象，同相輸入電路則利用“虛短”（Up=Un）和“虛斷”（Ip=In=0）列方程。習(xí)題2：試用最少的邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，該電路有三個(gè)輸入變量A、B、C和一個(gè)輸出變量Y。當(dāng)輸入變量中有奇數(shù)個(gè)1時(shí)，輸出Y為1；否則Y為0。要求寫出真值表、邏輯表達(dá)式（最簡(jiǎn)與或式），并畫出邏輯圖。解析：本題要求設(shè)計(jì)一個(gè)3輸入奇偶校驗(yàn)電路，即判奇電路。1.真值表：ABCY------------000000110101011010011010110011112.邏輯表達(dá)式：根據(jù)真值表中Y=1的項(xiàng)，寫出標(biāo)準(zhǔn)與或式：Y=A'B'C+A'BC'+AB'C'+ABC觀察可知，此式即為3變量的異或表達(dá)式：Y=A⊕B⊕C異或運(yùn)算的特點(diǎn)是：輸入有奇數(shù)個(gè)1時(shí)輸出為1。3.邏輯圖：可以用兩個(gè)異或門實(shí)現(xiàn)。先用一個(gè)異或門實(shí)現(xiàn)A⊕B，其輸出再與C通過(guò)另一個(gè)異或門，即得Y。（*此處可文字描述：第一個(gè)異或門的輸入端接A和B，輸出端接至第二個(gè)異或門的一個(gè)輸入端，第二個(gè)異或門的另一個(gè)輸入端接C，其輸出即為Y。*）要點(diǎn)：卡諾圖化簡(jiǎn)是得到最簡(jiǎn)與或式的有效方法。對(duì)于奇偶校驗(yàn)，異或運(yùn)算是天然的選擇。三、電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析是中級(jí)電氣工程師必備的核心專業(yè)知識(shí)，主要研究電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、故障分析和穩(wěn)定問(wèn)題。本部分要求考生掌握電力系統(tǒng)的基本概念、等值電路、潮流計(jì)算、短路計(jì)算、穩(wěn)定分析及繼電保護(hù)的基本原理。（一）核心考點(diǎn)與復(fù)習(xí)策略1.電力系統(tǒng)基本概念：理解電力系統(tǒng)的組成、額定電壓等級(jí)及意義、中性點(diǎn)運(yùn)行方式及其特點(diǎn)。2.電力系統(tǒng)等值電路：掌握電力線路、變壓器、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)計(jì)算和等值電路模型；理解標(biāo)幺值的概念及應(yīng)用，掌握不同基準(zhǔn)值下標(biāo)幺值的換算。3.電力系統(tǒng)潮流計(jì)算：理解潮流計(jì)算的目的和基本方程；掌握簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)（如輻射網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)）的潮流分布計(jì)算方法，包括已知首末端功率或電壓時(shí)的功率分布和電壓降落計(jì)算；了解節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的概念。4.電力系統(tǒng)的有功功率平衡與頻率調(diào)整：理解有功功率平衡的概念；掌握各類發(fā)電廠的運(yùn)行特性；理解頻率調(diào)整的必要性，掌握一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的基本原理。5.電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡與電壓調(diào)整：理解無(wú)功功率平衡的概念及影響電壓的因素；掌握電壓調(diào)整的基本措施，如改變變壓器分接頭、并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器等。6.電力系統(tǒng)三相短路計(jì)算：理解短路的類型和危害；掌握無(wú)窮大電源供電系統(tǒng)三相短路電流的暫態(tài)過(guò)程（周期分量、非周期分量、沖擊電流、短路電流有效值）；掌握運(yùn)用對(duì)稱分量法分析不對(duì)稱短路的基本原理（正序、負(fù)序、零序網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成）。7.電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析：理解靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定的基本概念；掌握靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)的概念；了解影響暫態(tài)穩(wěn)定的主要因素及提高穩(wěn)定的措施。8.繼電保護(hù)基本原理：理解繼電保護(hù)的任務(wù)、基本要求（選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性）；掌握單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的階段式電流保護(hù)（電流速斷、限時(shí)電流速斷、過(guò)電流保護(hù)）的構(gòu)成原理和整定計(jì)算思路；了解變壓器、發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)類型。（二）典型習(xí)題示例與解析習(xí)題1：某110kV架空輸電線路，長(zhǎng)度為L(zhǎng)km，采用某型號(hào)導(dǎo)線，電阻為rΩ/km，電抗為xΩ/km，電納為bS/km。線路末端接一負(fù)荷，已知末端負(fù)荷功率為P+jQ(MVA)，末端電壓為U(kV)。忽略線路的分布電容影響（即認(rèn)為b=0），試推導(dǎo)線末端向首端看的等值電路中，串聯(lián)阻抗上的功率損耗ΔS和電壓降落ΔU的近似計(jì)算公式（有功損耗ΔP，無(wú)功損耗ΔQ，電壓降落的縱分量ΔU縱和橫分量ΔU橫）。若考慮線路的分布電容，會(huì)對(duì)線路的功率和電壓產(chǎn)生哪些影響？解析：本題考察輸電線路的功率損耗和電壓降落計(jì)算，以及分布電容的影響。忽略線路分布電容（b=0）時(shí)，線路可等值為一個(gè)串聯(lián)阻抗Z=R+jX=L*(r+jx)(Ω)。設(shè)末端電壓為U∠0°(kV，線電壓有效值)，末端負(fù)荷功率為S2=P+jQ(MVA)。則末端電流I=S2*10^3/(√3*U)(A)，其共軛值I*=(P-jQ)*10^3/(√3*U)。1.功率損耗ΔS：ΔS=3*I^2*(R+jX)/10^6(MVA)又I^2=(S2^2*10^6)/(3U^2)，代入得：ΔS=3*[(P^2+Q^2)*10^6/(3U^2)]*(R+jX)/10^6化簡(jiǎn)得：ΔP=(P^2+Q^2)*R/U^2(MW)ΔQ=(P^2+Q^2)*X/U^2(Mvar)所以，ΔS=ΔP+jΔQ。2.電壓降落ΔU：電壓降落是指線路首端電壓與末端電壓的相量差。工程上常用近似計(jì)算，將其分解為縱分量（與末端電壓同方向）ΔU縱和橫分量（與末端電壓垂直方向）ΔU橫。近似計(jì)算公式（以kV為單位）：ΔU縱≈(PR+QX)/U(kV)ΔU橫≈(PX-QR)/U(kV)首端電壓的有效值U1≈√[(U+ΔU縱)^2+