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58分册 电路原理部分 1什么是直流电？什么是交流电？ 答：大小和方向不随时间变化的电流称为直流电；大小和方向都随时间做周期性变化的电流称为交流电，一般所说的交流电是指按正弦规律变化的正弦交流电。 2什么是部分电路的欧姆定律？ 答：在一段不含电动势只有电阻的电路中，流过电阻的电流I和加在电阻两端的电压U成正比，而与电路中的电阻R成反比，这一结论叫做部分电路的欧姆定律。可用公式表示为： 3什么是全电路的欧姆定律？ 答：在只有一个电源的无分支闭合电路中，电流I与电源电动势E成正比，与外电路电阻和电源内阻之和成反比，这叫做全电路的欧姆定律。可用公式表示为： 4基尔霍夫定律确定了电路中哪些量之间的关系？如何应用？ 答：基尔霍夫电流定律确定了电路中与任一节点相连的各支路电流之间的关系，即对于电路中任一节点流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即 。它是电流连续性原理在电路中的体现。 基尔霍夫电压定律确定了任一闭合回路中电动势和各部分电压之间的相互关系，即沿闭合回路任一方向统行一周，电源电动势的代数和等于各电阻电压降的代数和，EIR，绕行方向与电动势和电流方向相同时电动势和电压降取正值，反之取负值。基尔霍夫电压定律是电能守恒原理在电路中的体现。 应用基尔霍夫两个定律，可以求解复杂电路中任一回路各部分电压和各支路电流。 5什么是电磁感应？ 答：当导体相对于磁场运动而切割磁力线或穿过线圈的磁通量发生变化时，在导体或线圈中就会产生感应电动势，这种现象叫做电磁感应。 6什么是正弦交流电的周期、频率和角频率？ 答：正弦交流电是随时间按照正弦规律变化的交流电。正弦交流电完成一次循环所需要的时间叫周期。周期的单位是秒，符号为T。 正弦交流电在一秒钟内完成循环的次数叫频率，用 表示。频率的单位是赫兹，简称赫，用Hz表示。发电机转子在磁场中，一秒钟内转过的电角度叫角频率。用表示。角频率的单位是弧度秒，用rad /s表示。 周期、频率和角频率的关系，可用两个公式表示： ， 7什么是交流电的相位、初相位和相位差？举例说明同相、超前和滞后。 答：正弦交流电的相位表示产生正弦交流电的线圈在磁场中以角速度旋转时，某一瞬时值所对应的线圈平面与磁场中性面相距的角度。若某一瞬间，感应电动势为 ，那么其相位是 。 正弦交流电的初相位表示计算时间的起点，即t0时线圈平面与中性面的夹角。若t 0时，感应电势为 ，那么其初相位是 。正弦交流电的变化是连续的，没有固定的起点和终点，为了便于分析问题，起点可以任意选择，初相位与起点的选择有关。 正弦交流电的相位差是指两个正弦量的相位之差。同频率正弦量的相位差即初相之差，任何时刻，其相位差是不变的。 当两个同频率的正弦量的相位差为零时称为同相。 例如：电压u与电流i同时达到最大值或零，就说u和i同查，若U比i先达到最大值，就说U超前于i或者说i滞后于u。 8什么是正弦量的三要素？说明三要素在瞬时值表达式、波形图及相量中如何体现？ 答：正弦量的三要素，即： 最大值正弦量变化过程中正弦波形的峰值。 角频率单位时间内，转子在磁场中旋转的电角度。 初相正弦量起始时刻的相位。 在瞬时值表达中，正弦量的最大值、角频率和初相角三个要素都表示出来了，所以它体现了正弦量的特 点。 正弦波形图也表示出了正弦量的三要素，峰值为最大值，曲线变化一个循环的时间为一个周期，第一个正半波由负变正时的过零点与原点间的角度表示了初相角。 正弦量用相量表达时，相量的长度为正弦量的最大值，相量起始位置与横轴的夹角为初相角，相量绕原点逆时针旋转时的角速度 9什么是交流电的有效值？正弦交流电有效值和最大值有什么关系？ 答：如果交流电通过电阻，在一定时间内产生的热量，与某个电流在相同的时间内通过该电阻产生的热量相等，就是说，这个直流电流的效果与交流电流相当，把这个直流的数值叫做交流电的有效值。 正弦交流电的有效值等于其最大值的1 。 10什么是感抗？ 答：电感线圈对交流电流的阻碍作用，称为电感电抗，简称感抗。感抗用XL表示,其计算公式为： 式中：XL感抗，欧。 角速度 频率，赫 L电感，亨 11什么是容抗？ 答：电容器对交流的阻碍作用，称为电容电抗，简称容抗。容抗用Xc表示，其计算公式为 式中：Xc容抗，欧 C电容量，法拉 12什么是阻抗？ 答：当交变电流流过含有电阻、电感线圈和电容器的电路时，三者都具有阻碍电流流过的作用，这种作用称为阻抗。阻抗用Z表示，单位是欧姆。阻抗值等于电压有效值和电流有效值的比，即ZUI 在RLC串联电路中，阻抗的计算公式为 13在纯电阻、纯电感和纯电容电路中，电流和电压的相位关系如何？ 答：在纯电阻电路中，电流和电压同相；在纯电感电路中，电流滞后电压900；在纯电容电路中，电流超前电压900。 14什么是电压三角形？什么是阻抗三角形？什么是功率三角形？ 答：在电阻、电抗串联的交流电路中，电阻电压UR、电抗电压UX及端电压U三个相量组成的直角三角形，叫做电压三角形。如图1所示，图中UXULUc。 图1 电压三角形 把电压三角形的三边分别除以电流I则可得一个和电压三角形相似的直角三角形，这个三角形称为阻抗三角形。如图2所示，图中XXLXc。 图3 阻坑三角形 把电压三角形的三边分别乘以电流I，所得的三角形即功率三角形，它的斜边为视在功率S，两个直角边分别代表有功功率P和无功功率Q。如图3所示，图中QQLQc 。 15什么是功率因数？ 答：在交流电路中，电压有效值与电流有效值的乘积是视在功率，而真正起到作功作用的一部分功率，即有功功率将小于视在功率。有功功率和视在功率之比，叫做功率因数。功率因数用cos 表示，其计算公式为：cos =P/S 式中，P、S分别为有功功率和视在功率。 16为什么说电感线圈在直流电路中相当于短路，而电容器在直流电路中相当于开路。 答：因为线圈的电感L是一定的，感抗 ，频率 越低，感抗XL越小。在直流电路中电源频率 0，即XL0，所以说电感线圈在直流电路中不起作用，相当于短路。 电容器的电容量C是一定的，容抗 ，在直流电路中， 0，容抗Xc是无穷大，所以电容器在直流电路中相当于开路。 17什么叫谐振？谐振频率如何计算？ 答：在一个有电阻、电感和电容的交流电路中，当感抗和容抗相等时，从电路的输入端看进去，该电路就只有电阻，这时，回路电流就和外加电源电压同相，回路中电容器的电场能和电感线圈的磁场能互相交换，这种现象叫做谐振。 由谐振的条件 即 ，可以推导出谐振频率为： 式中：L为电感，亨；C为电容，法拉。 18对称三相交流电路有哪些特点？ 答：对称三相交流电路的特点有： 对称三相电路中，各个相电压、线电压、相电流、线电流的大小分别相等，相应互差1200，它们的相量和以及任意时刻的瞬时值之和为零； 三相负载阻抗大小相等、性质相同； 在星形接线中，线电流等于相电流，线电压等于相电压的 倍； 在三角形接线中，线电压等于相电压，线电流等于相电流的 倍； 不论是星形接线还是三角形接线，三相总的有功功率都等于一相功率的3倍，并且等于线电压、线电流的有效值以及功率因数三者乘积的 倍。 19感性负荷并联电容器为什么能提高功率因数？ 答：当把电容器并联于感性负荷回路中时，由于容性电流Ic与感性电流分量IL的相位恰好相反，从而可以抵消一部分电感性电流，或者说补偿一部分感性无功电流。 由上图可以看出，并联电容器后、功率因数角 较补偿前的缩小了，功率因数 提高了。如果补偿得当，功率因数可以提高到10。从图中还可以看出，并联电容器后，负荷电流的大小没有改变，但电源所提供的输入电流I'较补偿前的电流I减少了。 接线图 相量图 20什么叫门电路？在晶体管和集成电路保护中常用的门电路有哪几种？ 答：门电路是一种具有多个输入端和一个输出端的开关电路。门电路能控制信号的通过与不通过，当输入信号之间满足某一特定关系时，门电路有信号输出，否则就没有信号输出，就好像满足一定条件时才会自动打开的门一样，故称为门电路。门电路在晶体管和集成电路保护中常被用来判断是否满足动作条件，以决定装置动作与否。保护装置中常用的门电路有或门、与门、与非门，或非门等。