2025年電氣的基本知識(shí)題庫(kù)及答案1.已知某直流電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=24V，內(nèi)阻r=0.8Ω，外電路由R1=6Ω和R2=10Ω的電阻串聯(lián)組成，求電路總電流I、外電路總電壓U及電源內(nèi)阻壓降Ur。答案：外電路總電阻R=R1+R2=16Ω，總電阻R總=R+r=16.8Ω，總電流I=E/R總=24/16.8≈1.429A；外電路總電壓U=I×R=1.429×16≈22.86V；內(nèi)阻壓降Ur=I×r=1.429×0.8≈1.143V。2.簡(jiǎn)述基爾霍夫電流定律（KCL）和電壓定律（KVL）的核心內(nèi)容及適用條件。答案：KCL指在任意時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)的支路電流代數(shù)和為零（ΣI=0），反映電流連續(xù)性；KVL指任意時(shí)刻，電路中任一閉合回路的各段電壓代數(shù)和為零（ΣU=0），反映能量守恒。兩者適用于線性與非線性電路，直流與交流電路（交流需用相量表示）。3.某單相交流電路中，電壓u=220√2sin(314t+30°)V，電流i=10√2sin(314t-30°)A，求電路的有功功率P、無功功率Q和視在功率S。答案：電壓有效值U=220V，電流有效值I=10A，相位差φ=30°-(-30°)=60°。有功功率P=UIcosφ=220×10×cos60°=1100W；無功功率Q=UIsinφ=220×10×sin60°≈1905var；視在功率S=UI=220×10=2200VA。4.三相異步電動(dòng)機(jī)的“轉(zhuǎn)差率”如何定義？當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載、額定負(fù)載、堵轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)差率大致處于什么范圍？答案：轉(zhuǎn)差率s=(n0-n)/n0×100%，其中n0為同步轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。空載時(shí)n接近n0，s≈0.5%~1%；額定負(fù)載時(shí)s≈2%~5%；堵轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)）時(shí)n=0，s=100%。5.一臺(tái)Y接法的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率Pn=30kW，額定電壓Un=380V，額定效率ηn=0.92，額定功率因數(shù)cosφn=0.89，求額定線電流In。答案：額定輸入功率P1=Pn/ηn=30/0.92≈32.61kW；線電流In=P1/(√3×Un×cosφn)=32610/(1.732×380×0.89)≈32610/583.6≈55.9A。6.電力系統(tǒng)中性點(diǎn)常見的接地方式有哪幾種？各自的主要特點(diǎn)是什么？答案：主要有中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地、直接接地三種。不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，線電壓仍對(duì)稱，可帶故障運(yùn)行1~2小時(shí)，但非故障相電壓升高√3倍；經(jīng)消弧線圈接地通過補(bǔ)償電容電流減少電??；直接接地系統(tǒng)單相接地時(shí)故障相電流大，需立即跳閘，過電壓水平低。7.簡(jiǎn)述電磁式繼電器與電子式繼電器的主要區(qū)別及應(yīng)用場(chǎng)景。答案：電磁式繼電器利用電磁力驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾強(qiáng)，適用于傳統(tǒng)低壓控制電路；電子式繼電器基于電子元件（如晶體管、集成電路）實(shí)現(xiàn)邏輯控制，響應(yīng)快、精度高，適用于需要精確延時(shí)、多路信號(hào)處理的自動(dòng)化系統(tǒng)。8.某220V單相照明電路中，安裝了10盞40W的白熾燈和5盞30W的LED燈（功率因數(shù)0.95），求電路總電流及總功率因數(shù)（白熾燈功率因數(shù)視為1）。答案：白熾燈總功率P1=10×40=400W，LED總功率P2=5×30=150W；白熾燈電流I1=P1/U=400/220≈1.818A，LED電流I2=P2/(U×cosφ2)=150/(220×0.95)≈0.717A；總電流I=I1+I2≈2.535A（因白熾燈與LED電壓同相位，電流直接相加）；總有功功率P=400+150=550W，總視在功率S=U×I=220×2.535≈557.7VA，總功率因數(shù)cosφ=P/S≈550/557.7≈0.986。9.簡(jiǎn)述晶閘管（SCR）的導(dǎo)通條件和關(guān)斷條件。答案：導(dǎo)通條件：陽(yáng)極與陰極間加正向電壓，門極與陰極間加適當(dāng)正向觸發(fā)脈沖；關(guān)斷條件：陽(yáng)極電流降至維持電流以下（可通過降低陽(yáng)極電壓、增大回路電阻或施加反向電壓實(shí)現(xiàn)）。10.低壓配電系統(tǒng)中，“保護(hù)接地”與“保護(hù)接零”的主要區(qū)別是什么？各自的適用場(chǎng)景？答案：保護(hù)接地（TT系統(tǒng)）是將設(shè)備金屬外殼與獨(dú)立接地體連接，適用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻接地的系統(tǒng)，如農(nóng)村無等電位聯(lián)結(jié)的場(chǎng)所；保護(hù)接零（TN系統(tǒng)）是將設(shè)備外殼與系統(tǒng)中性點(diǎn)引出的保護(hù)線（PE線）連接，適用于中性點(diǎn)直接接地的低壓電網(wǎng)，如城市建筑配電系統(tǒng)。11.某RL串聯(lián)電路接于50Hz、220V交流電源，測(cè)得電阻電壓UR=150V，電感電壓UL=180V，求電路的有功功率P、電感L及功率因數(shù)cosφ。答案：總電壓有效值U=√(UR2+UL2)=√(1502+1802)=√(22500+32400)=√54900≈234.3V（但題目中電源電壓為220V，說明存在計(jì)算誤差，實(shí)際應(yīng)通過阻抗三角形計(jì)算）。正確方法：阻抗Z=U/I，電阻R=UR/I，感抗XL=UL/I，故Z=√(R2+XL2)，U=I×Z=220V。設(shè)電流為I，則UR=I×R=150V→R=150/I；UL=I×XL=180V→XL=180/I；Z=√(R2+XL2)=√((150/I)2+(180/I)2)=√(54900)/I≈234.3/I。由U=I×Z=220V→I×(234.3/I)=234.3=220，矛盾，說明題目中UR+UL應(yīng)理解為矢量和，實(shí)際總電壓U=√(UR2+UL2)=220V，故√(1502+1802)=220V→驗(yàn)證1502+1802=22500+32400=54900，2202=48400，不相等，題目數(shù)據(jù)應(yīng)為UR=132V，UL=176V（1322+1762=17424+30976=48400=2202）。假設(shè)題目數(shù)據(jù)為UR=132V，UL=176V，則I=UR/R=132/R，同時(shí)UL=I×XL=132/R×XL=176→XL=176R/132=4R/3。功率因數(shù)cosφ=UR/U=132/220=0.6；有功功率P=UR×I=132×(220/220)=132×I，而I=U/Z=220/√(R2+XL2)=220/√(R2+(16R2/9))=220/(5R/3)=132/R，故P=132×(132/R)=(1322)/R。又R=UR/I=132/(132/R)=R，需補(bǔ)充條件求L。XL=2πfL=4R/3，而R=UR/I=132/(132/R)=R，實(shí)際由cosφ=0.6，sinφ=0.8，P=UIcosφ=220×I×0.6，I=P/(220×0.6)。同時(shí)Q=UIsinφ=220×I×0.8=UL×I→UL=220×0.8=176V（符合假設(shè)），故I=P/(220×0.6)，P=UR×I=132×I→132×I=220×I×0.6→等式成立。電感L=XL/(2πf)=(UL/I)/(2π×50)=(176/I)/(314)，而I=U/Z=220/(Z)，Z=U/I=220/I，又Z=R/cosφ=R/0.6，故R=0.6Z=0.6×220/I=132/I，XL=Zsinφ=220/I×0.8=176/I，故L=XL/(2πf)=(176/I)/(314)=(176/(220/Z))/314=(176Z/220)/314=(176×(220/I)/220)/314=176/(I×314)。因I=P/(220×0.6)，若P=132×I，代入得I=132×I/(220×0.6)→1=132/(132)→成立，故需給定P值或I值。假設(shè)P=1320W，則I=1320/(220×0.6)=10A，XL=176/10=17.6Ω，L=17.6/(314)≈0.056H。12.簡(jiǎn)述變壓器的“電壓調(diào)整率”定義及影響因素。答案：電壓調(diào)整率ΔU%=(U20-U2)/U20×100%，其中U20為空載二次電壓，U2為負(fù)載時(shí)二次電壓。影響因素包括負(fù)載電流大小、負(fù)載功率因數(shù)（感性負(fù)載降低電壓，容性負(fù)載可能升高電壓）、變壓器內(nèi)阻（電阻和漏抗）。13.某380V三相電動(dòng)機(jī)采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)時(shí)定子繞組接成星形，運(yùn)行時(shí)接成三角形。若電動(dòng)機(jī)額定線電壓為380V，求啟動(dòng)時(shí)每相繞組承受的電壓及啟動(dòng)電流與直接啟動(dòng)電流的比值（假設(shè)繞組阻抗為Z）。答案：額定運(yùn)行時(shí)三角形接法，相電壓Up=380V，相電流Ip=380/Z，線電流IL=√3Ip=380√3/Z；啟動(dòng)時(shí)星形接法，相電壓Up'=380/√3≈220V，相電流Ip'=220/Z，線電流IL'=Ip'=220/Z。啟動(dòng)電流比值IL'/IL=(220/Z)/(380√3/Z)=220/(380×1.732)≈220/658≈1/3，即啟動(dòng)電流約為直接啟動(dòng)的1/3。14.電氣設(shè)備的“絕緣電阻”測(cè)量通常使用什么儀器？測(cè)量時(shí)需要注意哪些事項(xiàng)？答案：使用兆歐表（搖表）。注意事項(xiàng)：被測(cè)設(shè)備需停電并放電；測(cè)量前檢查兆歐表好壞（開路指針指∞，短路指針指0）；測(cè)量時(shí)L端接被測(cè)設(shè)備導(dǎo)體，E端接外殼或地，C端（屏蔽端）接表面泄漏路徑；讀數(shù)時(shí)待指針穩(wěn)定后讀取；測(cè)量后對(duì)設(shè)備再次放電。15.簡(jiǎn)述直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法及各自特點(diǎn)。答案：①電樞回路串電阻調(diào)速：簡(jiǎn)單但效率低，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差；②改變電樞電壓調(diào)速：平滑無級(jí)調(diào)速，效率高，需專用電源（如晶閘管整流裝置）；③改變勵(lì)磁磁通調(diào)速：適用于恒功率負(fù)載，調(diào)速范圍有限（轉(zhuǎn)速只能升高）。16.某220V直流接觸器線圈電阻R=500Ω，電感L=2H，接于220V直流電源，求線圈的穩(wěn)態(tài)電流及通電瞬間的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。答案：穩(wěn)態(tài)時(shí)電感阻礙消失，電流I=U/R=220/500=0.44A；通電瞬間電流變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=-L×di/dt，初始時(shí)di/dt=U/L=220/2=110A/s，故最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=-2×110=-220V（負(fù)號(hào)表示阻礙電流增加）。17.電力系統(tǒng)中，“短路”的主要危害有哪些？常見的短路類型有哪些？答案：危害：過大短路電流導(dǎo)致設(shè)備過熱燒毀；電動(dòng)力破壞設(shè)備絕緣和機(jī)械結(jié)構(gòu)；電壓驟降影響非故障設(shè)備運(yùn)行；可能引發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞。常見類型：三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路（中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)）。18.簡(jiǎn)述PLC（可編程邏輯控制器）的基本組成及各部分功能。答案：組成：CPU（中央處理器，執(zhí)行程序、處理數(shù)據(jù)）、存儲(chǔ)器（存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，分系統(tǒng)程序區(qū)和用戶程序區(qū)）、輸入/輸出（I/O）模塊（連接外部信號(hào)與內(nèi)部電路，包括數(shù)字量和模擬量模塊）、電源模塊（提供穩(wěn)定直流電源）、通信模塊（實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)或其他設(shè)備通信）。19.某正弦交流電路中，已知復(fù)阻抗Z=3+j4Ω，接于u=100√2sin(314t+60°)V的電源，求電路的電流相量、有功功率及無功功率。答案：阻抗模|Z|=√(32+42)=5Ω，阻抗角φ=arctan(4/3)≈53.13°；電壓相量U=100∠60°V；電流相量I=U/Z=100∠60°/(5∠53.13°)=20∠6.87°A；有功功率P=UIcosφ=100×20×cos53.13°=2000×0.6=1200W；無功功率Q=UIsinφ=2000×0.8=1600var。20.低壓斷路器的“過載保護(hù)”和“短路保護(hù)”分別由什么元件實(shí)現(xiàn)？動(dòng)作特性有何區(qū)別？答案：過載保護(hù)由熱脫扣器（雙金屬片）實(shí)現(xiàn)，利用電流熱效應(yīng)，動(dòng)作延遲（反時(shí)限特性，電流越大動(dòng)作越快）；短路保護(hù)由電磁脫扣器（電磁鐵）實(shí)現(xiàn)，利用電磁力驅(qū)動(dòng)，動(dòng)作瞬時(shí)（電流超過整定值立即跳閘）。21.簡(jiǎn)述異步電動(dòng)機(jī)“氣隙”的作用及氣隙大小對(duì)電機(jī)性能的影響。答案：氣隙是定子與轉(zhuǎn)子間的空氣間隙，用于傳遞電磁能量。氣隙過小會(huì)導(dǎo)致裝配困難，可能因振動(dòng)摩擦損壞；氣隙過大則磁阻增大，勵(lì)磁電流增加，功率因數(shù)降低，效率下降。22.某三相電力變壓器的額定容量Sn=1000kVA，額定電壓U1n/U2n=10kV/0.4kV，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為Yyn0，求高壓側(cè)額定線電流I1n和低壓側(cè)額定線電流I2n。答案：高壓側(cè)線電流I1n=Sn/(√3×U1n)=1000/(1.732×10)=57.7A；低壓側(cè)線電流I2n=Sn/(√3×U2n)=1000/(1.732×0.4)≈1443.4A。23.電氣原理圖中，“自鎖”和“互鎖”的作用分別是什么？舉例說明如何實(shí)現(xiàn)。答案：自鎖：通過接觸器輔助常開觸點(diǎn)并聯(lián)在啟動(dòng)按鈕兩端，使松開按鈕后接觸器保持吸合，實(shí)現(xiàn)持續(xù)運(yùn)行（如電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制）；互鎖：通過接觸器輔助常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在對(duì)方控制回路中，防止兩個(gè)接觸器同時(shí)吸合（如正反轉(zhuǎn)控制中，正轉(zhuǎn)接觸器常閉觸點(diǎn)串入反轉(zhuǎn)回路，反之亦然）。24.簡(jiǎn)述雷電過電壓的兩種形式及防護(hù)措施。答案：形式：直擊雷（雷電直接擊中設(shè)備）、感應(yīng)雷（雷電電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)在導(dǎo)體上產(chǎn)生過電壓）。防護(hù)措施：直擊雷用避雷針、避雷線、避雷帶；感應(yīng)雷用避雷器（如氧化鋅避雷器）、電磁屏蔽、等電位聯(lián)結(jié)；低壓側(cè)用浪涌保護(hù)器（SPD）。25.某直流電路中，有兩個(gè)并聯(lián)的支路，支路1電阻R1=10Ω，支路2電阻R2=15Ω，總電流I=5A，求各支路電流I1、I2及電路總功率P。答案：并聯(lián)電阻R=R1×R2/(R1+R2)=6Ω，總電壓U=I×R=5×6=30V；I1=U/R1=30/10=3A，I2=U/R2=30/15=2A；總功率P=U×I=30×5=150W（或P=I12R1+I22R2=9×10+4×15=90+60=150W）。26.簡(jiǎn)述同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別（至少三點(diǎn)）。答案：①同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有直流勵(lì)磁或永磁體，轉(zhuǎn)速嚴(yán)格等于同步轉(zhuǎn)速（n=n0）；異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靠感應(yīng)電流勵(lì)磁，轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速（n<n0）。②同步電動(dòng)機(jī)可通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流改善電網(wǎng)功率因數(shù)（過勵(lì)時(shí)發(fā)出無功）；異步電動(dòng)機(jī)始終從電網(wǎng)吸收無功。③同步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)需輔助措施（如異步啟動(dòng)法）；異步電動(dòng)機(jī)可直接啟動(dòng)。27.某220V單相電機(jī)銘牌標(biāo)注“額定電流In=5A，功率因數(shù)cosφ=0.75”，求電機(jī)的額定有功功率Pn和額定效率ηn（假設(shè)電機(jī)輸入功率等于視在功率×cosφ，輸出功率