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注册电气工程师考试
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2012年注册电气工程师《基础知识》考试辅导(2)

考试吧特别推荐“2012年注册电气工程师《基础知识》考试辅导”,希望对各位考友有所帮助。

  1. 什么是交流电的相位,初相角和相位差?

  答:交流电动势的波形是按正弦曲线变化的,其数学表达式为:e=EmSinωt。

  上式表明在计时开始瞬间导体位于水平面时的情况。如果计时开始时导体不在水平面上,而是与中性面相差一个角,那么在t=0时,线圈中产生的感应电势为E=Emsinψ。

  若转子以ω角度旋转,经过时间t后,转过ωt角度,此时线圈与中性面的夹角为:(ωt+ψ)

  上式为正弦电势的一般表达式,也称作瞬时值表达式。式中:

  ωT+ψ -----------------相位角,即相位;

  ψ ---------------初相角,即初相。表示t=0时的相位。

  在一台发电机中,常有几个线圈,由于线圈在磁场中的位置不同,因此它们的初相就不同,但是它们的频率是相同的。另外,在同一电路中,电压与电流的频率相同,但往往初相也是不同的,通常将两个同频率正弦量相位之差叫相位差。

  2. 简述感抗、容抗、电抗和阻抗的意义。

  答:交流电路的感抗,表示电感对正弦电流的限制作用。在纯电感交流电路中,电压有效值与电流有效值的比值称作感抗。用符号X表示。XL=U/I=ωL=2πfL。

  上式表明,感抗的大小与交流电的频率有关,与线圈的电感有关。当f一定时,感抗XL与电感L成正比,当电感一定时,感抗与频率成正比。感抗的单位是欧姆。

  纯电容交流电路中,电压与电流有效值的比值称做容抗,用符号XC表示。即:XC=U/I=1/2πfC。

  在同样的电压作用下,容抗XC越大,则电流越小,说明容抗对电流有限制作用。容抗和电压频率、电容器的电容量均成反比。因频率越高,电压变化越快,电容器极板上的电荷变化速度越大,所以电流就越大;而电容越大,极板上储存的电荷就越多,当电压变化时,电路中移动的电荷就越多,故电流越大。

  容抗的单位是欧姆。

  应当注意,容抗只有在正弦交流电路中才有意义。另外需要指出,容抗不等于电压与电流的瞬时值之比。

  3. 交流电的有功功率、无功功率和视在功率的意义是什么?

  答:电流在电阻电路中,一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率,用P表示,单位为瓦。

  储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换,时而大,时而小,为了衡量它们能量交换的大小,用瞬时功率的最大值来表示,也就是交换能量的最大速率,称作无功功率,用Q表示,电感性无功功率用QL表示,电容性无功功率用QC表示,单位为乏。

  在电感、电容同时存在的电路中,感性和容性无功互相补偿,电源供给的无功功率为二者之差,即电路的无功功率为:Q=QL-QC=UISinφ。

  4. 什么叫有功?什么叫无功?

  答:在交流电能的发、输、用过程中,用于转换成非电、磁形式的那部分能量叫有功。用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功。

  5. 什么是功率因数?提高功率因数的意义是什么?提高功率因数的措施有哪些?

  答:功率因数COSφ,也叫力率,是有功功率和视在功率的比值,即COS=P/S。在一定的额定电压和额定电流下,功率因数越高,有功所占的比重越大,反之越低。

  发电机的额定电压,电流是一定的,发电机的容量即为它的视在功率,如果发电机在额定容量下运行,其输出的有功功率的大小取决于负载的功率因数,功率因数低时,发电机的输出功率低,其容量得不到充分利用。

  功率因数低,在输电线路上将引起较大的电压降和功率损耗。因当输电线输送功率一定时,线路中电流与功率因数成反比即I=P/COSφ,当功率因数降低时,电流增大,在输电线电阻电抗上压降增大,使负载端电压过低,严重时,影响设备正常运行,用户无法用电。此外,电阻上消耗的功率与电流平方成反比,电流增大要引起线损增加。

  提高功率因数的措施有:

  合理地选择和使用电气设备,用户的同步电动机可以提高功率因数,甚至可以使功率因数为负值,即进相运行。而感应电动机功率因数很低,尢其是空载和轻载运行时 ,所以应该避免感应电动机空载或轻载运行。

  安装并联补偿电容器或静止补偿等设备,使电路中总的无功功率减少。

  6. 什么是三相交流电源?它和单相交流电比有何优点?

  答:由三个频率相同,振幅相等,相位依次互差120度电角度的交流电势组成的电源称为三相交流电源。它是由三相交流发电机产生的。日常生活中所用的单相交流电,实际上是由三相交流电的一相提供的,由单相发电机发出的单相交流电源现在已经很少采用。

  三相交流电较单相交流电有很多优点,它在发电、输配电以及电能转换成机械能等方面都有明显的优越性。例如:制造三相发电机、变压器都较制造容量相同的单相发电机、变压器节省材料,而且构造简单,性能优良,又如,由同样材料所制造的三相电机,其容量比单相电机大50%,在输送同样功率的情况下,三相输电线较单相输电线可节省有色金属25%,而且电能损耗较单相输电时少。由于三相交流电有上述优点所以获得了广泛的应用。

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