2013年電氣工程師電氣基礎(chǔ)理論考點(diǎn)

 　　2012年電氣工程師試題分享丨成績(jī)查詢

　　1. 渦流是怎樣產(chǎn)生的?有何利弊?

　　答：置于變化磁場(chǎng)中的導(dǎo)電物體內(nèi)部將產(chǎn)生感應(yīng)電流，以反抗磁通的變化，這種電流以磁通的軸線為中心呈渦旋形態(tài)，故稱渦流。

　　在電機(jī)中和變壓器中，由于渦流存在，將使鐵芯產(chǎn)生熱損耗，同時(shí)，使磁場(chǎng)減弱，造成電氣設(shè)備效率降低，容量不能充分利用，所以，多數(shù)交流電氣設(shè)備的鐵芯，都是用0.35或0.5毫米厚的硅鋼片迭成，渦流在硅鋼片間不能穿過，從而減少渦流的損耗。

　　渦流的熱效應(yīng)也有有利一面，如可以利用它制成感應(yīng)爐冶煉金屬，可制成磁電式、感應(yīng)式電工儀表，還有電度表中的阻尼器，也是利用磁場(chǎng)對(duì)渦流的力效應(yīng)制成的。

　　2. 什么是趨表效應(yīng)?趨表效應(yīng)可否利用?

　　答：當(dāng)直流電流通過導(dǎo)線時(shí)，電流在導(dǎo)線截面分布是均勻的，導(dǎo)線通過交流電流時(shí)，電流在導(dǎo)線截面的分布是不均勻的，中心處電流密度小，而靠近表面電流密度大，這種交流電流通過導(dǎo)線時(shí)趨于表面的現(xiàn)象叫趨表效應(yīng)，也叫集膚效應(yīng)。

　　考慮到交流電的趨表效應(yīng)，為了有效地節(jié)約有色金屬和便于散熱，發(fā)電廠的大電流母線常用空心的槽形或菱形截面母線。高壓輸配電線路中，利用鋼芯鋁線代替鋁絞線，這樣既節(jié)約了鋁導(dǎo)線，又增加了導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度。

　　趨表效應(yīng)可以利用，如對(duì)金屬進(jìn)行表面淬火，對(duì)待處理的金屬放在空心導(dǎo)線繞成的線圈中，線圈中通過高頻電流，金屬中就產(chǎn)生趨于表面的渦流，使金屬表面溫度急劇升高，達(dá)到表面淬火的目的。

　　3. 什么是正弦交流電?為什么普遍采用正弦交流電?

　　答：正弦交流電是指電路中的電流、電壓及電勢(shì)的大小都隨著時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律變化，這種大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流稱交變電流，簡(jiǎn)稱交流。

　　交流電可以通過變壓器變換電壓，在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，通過升高電壓可以減少線路損耗。而當(dāng)使用時(shí)又可以通過降壓變壓器把高壓變?yōu)榈蛪?，這既有利安全，又能降低對(duì)設(shè)備的絕緣要求。此外，交流電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)比較，則具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。在有些地方需要使用直流電，交流電又可通過整流設(shè)備將交流電變換為直流電，所以交流電目前獲得了廣泛地應(yīng)用。

　　4. 什么是交流電的周期、頻率和角頻率?

　　答：交流電在變化過程中，它的瞬時(shí)值經(jīng)過一次循環(huán)又變化到原來瞬時(shí)值所需要的時(shí)間，即交流電變化一個(gè)循環(huán)所需的時(shí)間，稱為交流電的周期。

　　周期用符號(hào)T表示，單位為秒。周期越長(zhǎng)交流電變化越慢，周期愈短，表明愈快。

　　交流電每秒種周期性變化的次數(shù)叫頻率。用字母F表示，它的單位是周/秒，或者赫茲，用符號(hào)Hz表示。它的單位有赫茲，千赫、兆赫。

　　角頻率與頻率的區(qū)別在于它不用每秒鐘變化的周數(shù)來表示交流電變化的快慢，而是用每秒種所變化的電氣角度來表示。交流電變化一周其電角變化為360，360等于2π弧度，所以角頻率與同期及頻率的關(guān)系為。

　　5. 什么是交流電的相位，初相角和相位差?

　　答：交流電動(dòng)勢(shì)的波形是按正弦曲線變化的，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：e=EmSinωt。

　　上式表明在計(jì)時(shí)開始瞬間導(dǎo)體位于水平面時(shí)的情況。如果計(jì)時(shí)開始時(shí)導(dǎo)體不在水平面上，而是與中性面相差一個(gè)角，那么在t=0時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)為E=Emsinψ。

　　若轉(zhuǎn)子以ω角度旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過時(shí)間t后，轉(zhuǎn)過ωt角度，此時(shí)線圈與中性面的夾角為：(ωt+ψ)

　　上式為正弦電勢(shì)的一般表達(dá)式，也稱作瞬時(shí)值表達(dá)式。式中：

　　ωT+ψ -----------------相位角，即相位;

　　ψ ---------------初相角，即初相。表示t=0時(shí)的相位。

　　在一臺(tái)發(fā)電機(jī)中，常有幾個(gè)線圈，由于線圈在磁場(chǎng)中的位置不同，因此它們的初相就不同，但是它們的頻率是相同的。另外，在同一電路中，電壓與電流的頻率相同，但往往初相也是不同的，通常將兩個(gè)同頻率正弦量相位之差叫相位差。

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