學習單元三　三相交流電路

電力系統所采用的供電方式絕大多數采用三相制，即采用三個頻率相同而相位不同的電壓源（或電動勢）向用電設備供電。

三相電源一般是由3個同頻率、同幅值、初始相位依次相差120°的正弦電壓源按一定方式連接而成的對稱電源。工程中，三相電路中負載的連接主要有兩種形式：星形連接和三角形連接。本章主要介紹這兩種負載連接三相電路的分析與計算。和前面一樣，主要分析電路中電壓和電流之間的關系，討論功率的問題。

一、三相交流電源

三相交流電一般是由交流發電機產生的，圖3-21（a）為三相交流發電機的示意圖。在發電機定子中嵌有3組相同的線圈U₁U₂、V₁V₂，W₁W₂，分別為U相、V相、W相繞組，它們在空間相隔120°。當轉子磁極勻速轉動時，在各繞組中都將產生正弦感應電動勢，這些電動勢的幅值相等，頻率相同，相位互差120°，相當于3個獨立的交流電壓源，如圖3-21（b）（c）所示。這樣的三相電動勢稱為對稱三相電動勢，它們的瞬時值分別為

　　        （3-17）

若以相量形式來表示，則

　　        （3-18）

它們的波形圖和相量圖如圖3-22所示。

三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。如上述的三相電動勢e_U、e_V、e_W依次滯后120°，其相序為U→V→W。

通常把對稱的三相電源連接成星形（Y）或三角形（△）兩種形式。

1.三相電源的星形（Y）連接

通常把發電機三相繞組的末端U₂、V₂、W₂連成一點N，而把始端U₁、V₁、W₁作為與外電路相連接的端點。這種連接方式稱為電源的星形連接，如圖3-23所示。N點稱為中性點，從中性點引出的導線稱為中性線，其裸導線可涂淡藍色標志。從始端U₁、V₁、W₁引出的三根導線稱為相線或端線，俗稱火線，常用L₁、L₂、L₃表示，其裸線可分別涂黃、綠、紅三種顏色標志。

由三根相線和中性線構成的供電系統稱為三相四線制供電系統。通常低壓供電網都采用三相四線制。日常生活中見到的只有兩根導線的單相供電電路，則是其中的一相由一根相線和中線組成。

三相四線制供電系統可輸送兩種電壓：一種是相線與中性線之間的電壓u_U、u_V、u_W（開路時，分別等于e_U、e_V、e_W），稱為相電壓；另一種是相線和相線之間的電壓u_UV、u_VW、u_WU，稱為線電壓。

由圖3-23可知各線電壓與相電壓之間的相量關系為

　　        （3-19）

它們的相量如圖3-24所示。

由于三相電動勢是對稱的，故相電壓也是對稱的。作向量圖時，可先作出、、，然后根據式（3-19）分別作出、、。由向量圖可知，線電壓也是對稱的，在相位上比相應的相電壓超前30°。

線電壓的有效值用U_L表示，相電壓的有效值用U_P表示。由相量圖可知它們的關系為：

　　        （3-20）

2.三相電源的三角形（△）連接

在圖3-25中，還可以將電源的三相繞組一相的末端與相應的另一相的始端依次相連，拼成△形，并從連接點引出三條相線L₁、L₂、L₃給用戶供電。

每相的始末端（正負端）不能接錯，如果接錯，，會引起環流，損壞電源。這點要引起注意。在三角形連接中，線電壓等于電源的相電壓。

一般低壓供電的線電壓是380V，它的相電壓是。負載可根據額定電壓決定其接法。

二、三相負載的連接

各種照明燈具、家用電器一般都采用220V，而單相變壓器、電磁鐵等既有220V的也有380V的。這類電氣設備只需單相電源就能正常工作，統稱為單相負載。單相負載若額定電壓是380V，就接在兩根相線之間；若額定電壓是220V，就接在相線與中性線之間。另一類電氣設備必須接到三相電源上才能正常工作，例如三相交流電動機、大功率的三相電爐等，稱為三相負載。這些三相負載各相阻抗總是相等的，是一種對稱的三相負載。而大批量的單相負載對于三相電源來說，在總體上也可看成是三相負載，但這種三相負載一般是不對稱的。三相負載的連接方式有兩種：星形連接和三角形連接，采用哪種連接方式要根據負載的額定電壓和電源電壓來決定，下面將分別討論這兩種連接方式。

1.負載的星形連接

圖3-26是三相四線制供電系統中常見的照明電路和動力電路，包括大批量的單相負載（例如照明燈）和對稱的三相負載（例如三相電動機）。為了使三相電源的負載比較均衡，大批量的單相負載一般分成三組，分別接于電源的L₁-N、L₂-N和L₃-N之間，各稱為U相負載、V相負載和W相負載，組成不對稱的三相負載，如圖3-26（a）所示，這種連接方式屬于負載的星形（Y形）連接。

設U相負載的阻抗為Z_U，V相負載的阻抗為Z_V，W相負載的阻抗為Z_W，則負載星形連接的三相四線制電路一般可用圖3-27所示的電路表示。

負載星形連接時，電路有以下基本關系。

（1）每相負載電壓等于電源相電壓　在圖3-27所示電路中，若不計中性線阻抗，則電源中性點N與負載中性點N'等電位。如果相線阻抗也可忽略，則每相負載的電壓等于電源相電壓。即

（2）相電流等于相應的線電流　從圖3-27所示電路中可以看出，U相電流等于線電流；V相電流等于線電流；W相電流等于線電流。一般可寫成

I_P=I_L

（3）各相電流可分成三個單相電路分別計算　即

　　        （3-21）

式中

　　        （3-22）

其電壓、電流相量圖如圖3-28所示。

若三相負載對稱，即Z_U=Z_V=Z_W=Z時，則有

故三相電流也是對稱的，這時只需算出任一相電流，便可知另外兩相的電流。

（4）中性線電流等于三相電流之和　根據基爾霍夫電流定律，由圖3-27電路可得

　　        （3-23）

若三相負載對稱，則

　　        （3-24）

可見，在對稱的三相四線制電路中，中性線電流等于零，即中性線不起作用，故可將中性線除去，成為三相三線制系統。常用的三相電動機、三相電爐等負載，在正常情況下是對稱的，都可用三相三線制供電，如圖3-26（b）所示。但如果三相負載不對稱，中性線就會有電流通過，則中性線不能除去，否則會造成負載上三相電壓不對稱，使用電設備不能正常工作。

2.負載的三角形連接

如果單相負載的額定電壓等于三相電源的線電壓，則必須把負載接于兩根相線之間。把這類負載分為三組，分別接于電源的L₁-L₂、L₂-L₃、L₃-L₁之間，就構成了負載的三角形連接，如圖3-29（a）所示。這類由若干單相負載組成的三相負載一般是不對稱的。另有一類對稱的三相負載，通常將它們首尾相連，再將三個連接點與三相電源相線L₁、L₂、L₃相接，即構成負載的三角連接，如圖3-29（b）所示。負載的三角形連接是用不到電源中性線的，只需三相三線制供電便可。

設U、V、W三相負載的復阻抗分別為Z_UV、Z_VW、Z_WU，則負載三角形連接的三相三線制電路可用圖3-30所示的電路表示。若忽略相線阻抗（Z_i=0），則電路具有以下基本關系。

（1）每相負載承受電源線電壓　即

　　        （3-25）

有效值關系為

U_P=U_L

（2）各相電流　可分為3個單相電路分別計算：

　　        （3-26）

式中

　　        （3-27）

其電壓、電流的相量圖如圖3-31所示。

（3）各線電流由兩相鄰電流決定　在對稱條件下，線電流是相電流的倍，且滯后于相應的相電流30°。

由圖3-30可知，各線電流分別為

　　        （3-28）

負載對稱時，由式（3-28）可作相量如圖3-32所示。從圖中不難得出

故

　　        （3-29）

由上述可知，在負載作三角形連接時，相電壓對稱，若某一相負載斷開，并不影響其他兩相的工作。如UV相負載斷開時，VW相和WU相負載承受的電壓仍為線電壓，接在該兩相上的單相負載仍正常工作。

綜上所述，在對稱的三相電路中，有如下結論：

在星形（Y）連接的情況下，，I_L=I_P，線電壓超前對應的相電壓30°。

在三角形（△）連接的情況下，U_L=U_P，，線電流滯后對應的相電流30°。

三、三相電路的功率

三相電流的總功率（有功功率）等于三相功率之和。當負載為星形連接時，總功率為

　　        （3-30）

式中，φ_U、φ_V、φ_W分別是所在相的相電壓與相電流的相位差。在對稱電路中，則有

P=3U_PI_Pcosφ　　        （3-31）

其中，φ是相電壓與相電流的相位差，亦即每相負載的阻抗角或功率因數角。

由于在三相電路中，線電壓和線電流的測量往往比較方便，故功率公式常用線電壓和線電流來表示。星形連接時，，I_P=I_L，于是

　　        （3-32）

當負載為三角形連接時，其總功率為

　　        （3-33）

在對稱電路中

P=3U_PI_Pcosφ

又因，于是

　　        （3-34）

比較式（3-32）和式（3-34）可知：在對稱電路中，無論負載是星形連接還是三角形連接，三相電路的總功率均可由式來表達。

注意：式中的φ角均是相電壓與相電流的相位差。

同理，三相電路的無功功率，也等于三相無功功率之和。在對稱電路中，三相無功功率為

　　        （3-35）

而三相視在功率為

　　        （3-36）

一般情況下，三相負載的視在功率不等于各相視在功率之和，只有當負載對稱時，三相視在功率才等于各相視在功率之和。對稱三相負載的視在功率為

　　        （3-37）

計算表明，在電源電壓不變時，同一負載由星形連接改為三角形連接時，功率增加到原來的3倍。若要使負載正常工作，則負載的接法必須正確。若正常工作是星形連接的負載，誤接成三角形時，將因功率過大而燒毀；若正常工作是三角形連接的負載，誤接成星形時，則因功率過小而不能正常工作。

四、安全用電

隨著社會的發展和科學技術的進步，無論是機械制造類行業，還是工農業生產和日常生活，電與人們的關系日益密切，必須重視和掌握安全用電常識與安全用電措施，正確使用各種電氣設備，始終堅持“安全第一，預防為主”的方針。

1.觸電

當電流流過人體時，對人體產生生理和病理傷害的現象稱為觸電。根據電流對人體的傷害分為電擊和電傷。

電擊是由于電流通過人體而造成的內部器官在生理上的反應和病變，絕大部分觸電死亡事故都是由電擊造成的。電擊分為直接電擊和間接電擊兩種。當人體直接觸及正常運行的帶電體所發生的電擊，稱為直接電擊；間接電擊則是指電氣設備發生故障后，人體觸及意外帶電部分所發生的電擊。

電傷是電流的熱效應、化學效應、光效應或機械效應對人體外表造成的傷害，常常與電擊同時發生，電傷會在人體上留下明顯傷痕。最常見的有電灼傷、電烙印和皮膚金屬化三種類型。

電擊和電傷的特征與危害如表3-3所示。

2.影響人體觸電傷害程度的因素

（1）電流的大小　通過人體的電流越大，人體的生理反應亦越大。根據人體反應，可將電流劃分為三級：感知電流、擺脫電流和致命電流（表3-4）。

（2）觸電時間　人體觸電時間越長，對人體的傷害程度就越嚴重。人的心臟在每次收縮擴張周期中的時間稱為易損傷期，當電流在這一瞬間通過時，引起心室顫動的可能性最大，危險性也最大。不同電流值和時間對人體的影響如表3-5所示。

（3）電流的途徑　電流通過心臟、呼吸系統和中樞神經系統，危險性最大。電流通過心臟會引起心室顫動，甚至心臟停止跳動；電流通過中樞神經系統的呼吸控制中心，可使呼吸停止；電流通過大腦，會對大腦造成嚴重損傷。電流從人體的手到腳，是最危險的一條路徑，因為通過的重要器官最多。

（4）電流的頻率　資料表明，25～300Hz的交流電對人體的傷害程度最為嚴重。低于20Hz時，危險性相對減小；在高頻情況下，人體能夠承受更大的電流作用，死亡危險性降低。

（5）人體電阻　人體電阻的大小是影響觸電后果的另一因素，而影響人體電阻的因素很多。當人體的皮膚處于干燥、清潔和無損的情況下，人體電阻可達4～10kΩ；當處于潮濕、受到損傷或沾有金屬或其他導電粉塵時，人體電阻只有1kΩ。另外，人體電阻也隨電源頻率的增大而降低。從人身安全的角度考慮，人體電阻可按1～2kΩ考慮。

（6）人體狀況　人體不同，對電流的敏感程度也不一樣。一般來講，兒童較成年人敏感，女性較男性敏感。患有心臟病、精神病或酗酒的人，觸電后果更為嚴重。

3.安全電壓

國家標準GB/T 3805—2008《特低電壓（ELV）限值》規定，我國安全電壓額定值的等級為42V、36V、24V、12V和6V，應根據作業場所、操作人員條件、使用方式、供電方式、線路狀況等因素，選用相應等級的安全電壓，是防止發生觸電傷亡事故的根本性措施。例如，在干燥而觸電危險性較大的環境下，安全電壓規定為36V；對于潮濕而觸電危險性較大的環境，則安全電壓規定為12V。汽車電源用電為24V或12V。

4.觸電形式

按照人體觸及帶電體的方式和電流流過人體的途徑，觸電形式大致分為單相觸電、雙相觸電和跨步電壓觸電。

（1）單相觸電　單相觸電指人站在地面上，身體的某一部位觸及一相帶電體，電流通過人體流入大地的觸電方式。這種情況出現的可能性較大。單相觸電分為中性點接地系統的單相觸電和中性點不接地系統的單相觸電，如圖3-33所示。

對于高壓帶電體，如果人與帶電體之間的距離小于安全距離，高電壓會對人體放電，也屬于單相觸電。

為防止發生單相觸電，應穿專用的絕緣膠鞋或站在專用的絕緣橡膠墊上，普通的膠底鞋或塑料底鞋是不可靠的。

（2）雙相觸電　人體的不同部位同時觸及兩相帶電體而發生的觸電事故，稱為雙相觸電。電流從一相導體通過人體流入另一相導體，人體所承受的電壓是線電壓，其危險性是最大的，如圖3-34所示。

（3）跨步電壓觸電　若輸電線斷線落地，或運行中的電氣設備因絕緣損壞漏電，則電流經過接地體向大地流散，在地面上形成電位分布，電場強度隨離斷線落地點距離的增加而減小。當人在接地體附近行走時，其兩腳之間的電位差稱為跨步電壓。跨步電壓觸電時，電流從人的一只腳經下身通過另一只腳流入大地形成回路，如圖3-35所示。跨步電壓的大小與跨步大小有關，跨步大小一般按0.8m考慮。

5.觸電急救

觸電急救的要點是搶救迅速和救護得法。一旦發生人身觸電，周圍人員首先要在確保安全的情況下，迅速使觸電者脫離電源，如迅速關掉電源；用絕緣良好的電工鉗剪斷電源線（注意一次只能剪一相）；用絕緣工具、干燥的木棒等將電線挑開。搶救者可戴上手套或手上包纏干燥的衣服等絕緣物品拖拽觸電者，也可采用站在干燥的木板、橡膠墊等絕緣物品上，用一只手將觸電者拖拽開來等方法。脫離電源后，應將觸電者迅速抬到寬敞、空氣流通的地方，使其仰開，平臥在硬板床上，松開衣服和褲帶，檢查瞳孔是否放大，以及呼吸和心跳是否存在，同時通知醫務人員。

急救人員應采取相應的措施。對“有心跳而呼吸停止”的觸電者，應采用“口對口人工呼吸法”進行急救，每5s吹氣一次；對“有呼吸而心跳停止”的觸電者，應采用“胸外心臟按壓法”進行急救，以每分鐘80次左右為宜；對“呼吸和心跳都停止”的觸電者，應同時采用“口對口人工呼吸法”和“胸外心臟按壓法”進行急救。切忌隨意注射腎上腺素等強心針或用冷水澆淋。

即使在送醫院的途中或車內，仍要耐心搶救，直到觸電者蘇醒，或經過醫生確定停止搶救為止。據統計，觸電1min后開始急救，90%能得到良好的效果，因為低壓觸電通常都是假死，采用科學的方法急救是必要的。

6.安全用電措施

安全第一、預防為主、綜合治理，是我國安全生產的基本方針。觸電場合不同，引起觸電的原因不同，但組織措施與技術措施配合不當是造成事故的根本原因。所以應盡量做到以下兩點：

第一，建立健全各種安全操作規程，配備管理機構和管理人員，加強員工安全教育，定期進行安全檢查，組織事故分析，吸取教訓等；

第二，為防止電氣設備的金屬外殼帶電，常用的保護措施是保護接地和保護接零。

（1）保護接地　將電氣設備不帶電的金屬外殼或構架，通過接地裝置與大地連接起來，稱為保護接地，如圖3-36所示。

若圖3-36所示電動機機殼沒有接地，某一相電源線絕緣皮老化使機殼帶電，由于線路和大地之間存在分布電容，人體一旦觸及機殼，就會形成回路，造成觸電事故。當電動機有了接地保護時，便形成人體電阻R_r和接地電阻R_b兩條并聯支路，接地電阻按規定要小于4Ω，所以，R_r?R_b，單相接地電流流經人體的電流很小，絕大部分通過接地體流入大地。

保護接地適用于中性點不接地的低壓配電網絡中。但通常在低壓電網中，單相接地電流并不是一個很大的電流值，一般不會引起斷路器迅速跳閘，所以設備外殼繼續帶電。保護接地只是通過接地體的小阻值與人體阻值形成并聯電路，減小流過人體的電流，所以保護接地只能有效地降低觸電傷害而不能完全避免觸電傷害。

（2）保護接零　將電氣設備不帶電的金屬外殼或構架與零線連接起來，稱為保護接零，如圖3-37所示。

當發生某一相線碰殼事故時，該相線通過機殼與零線相連，會產生很大的相零短路電流，使保護裝置迅速動作，切斷故障設備的電源，防止觸電事故發生。為保證保護接零系統的正常運行，要求當相線截面積不大于16mm²時，零線截面積與相線截面積相等；當相線截面積不小于25mm²時，零線截面積為相線截面積的一半。

保護接零適用于三相四線制低壓配電網，其線既是零線又是保護線，所以只適合用在三相負載平衡的電路中。當三相負載嚴重不平衡時，N線將有較大電流流過，就會產生壓降，形成電位漂移，接到零線的其他設備外殼也會帶電，所以可將保護線與零線分開單獨敷設，形成三相五線制中性點接地低壓配電網，即TN-S系統，如圖3-38所示。

（3）重復接地　在中性點接地系統中，除電源中性點進行工作接地外，在其他處再把PE線進行接地（圖3-39），是為防止斷線或短路點距離電源太遠造成線路電阻過大。重復接地在保證接零系統的安全運行中有著重要作用。

（4）安裝漏電保護器　電氣設備（或線路）發生漏電或接地故障時，漏電保護器能在人尚未觸及之前就把電源切斷。如當人體觸及帶電體時，能在0.1s內切斷電源，從而保護人身安全。還可以防止漏電引起的火災事故。

7.防雷保護

雷擊引起的電力系統事故也比較多。雷電對地放電的電流值可達到數百千安，電壓值可達幾千到上萬千伏甚至更高。雷電的“過電壓”危害主要通過直擊雷或感應雷兩種形式實現。為避免輸電線路、變壓器等電氣設備遭受雷擊侵害，常用的防雷措施有裝設避雷針、避雷線、避雷器、避雷網等。

8.電氣火災

電氣事故引起的火災爆炸所造成的后果與損失不堪設想。引起電氣火災和爆炸的主要原因：電氣裝置的過度發熱，造成過度發熱的原因有設備過載、線路短路、開關接觸不良、設備散熱不良、漏電等；電火花及電弧引起的火災或爆炸，電弧溫度可達6000℃；正常發熱設備因不正確使用引起的火災或爆炸，如目前比較流行的小太陽加熱器等。電氣火災或爆炸的防護必須采用綜合性措施，合理選用和正確安裝電氣設備及電氣線路，保持電氣設備和線路的正常運行，保證必要的防火間距，保持良好的通風，裝設良好的保護裝置等。

為了防范電氣火災的發生，在制造和安裝電氣設備、電氣線路時，應減少易燃物，選用具有一定阻燃能力的材料，減少電氣火源。一定要按防火要求設計和選用電氣產品，嚴格按照額定值規定條件使用電氣產品，按防火的要求提高電氣安裝和維修水平，主要從減少明火、降低溫度、減少易燃物三個方面入手。另外還要配備滅火器具。

電氣火災一旦發生，首先要切斷電源，進行撲救。帶電滅火時，切忌用水和泡沫滅火劑，應使用不導電的滅火劑，如二氧化碳滅火器、干粉滅火器、四氯化碳滅火器、鹵代烷滅火器、1211（二氟一氯一溴甲烷）滅火器等。

實驗九　三相負載的連接及測量

實驗目的

①掌握三相負載作星形連接、三角形連接的方法，驗證在這兩種接法下線電壓和相電壓、線電流和相電流之間的關系。

②比較三相供電方式中三線制和四線制的特點。

③進一步提高分析、判斷和查找故障的能力。

實驗設備

①電路實驗箱。

②萬用表。

③交流電流表。

實驗內容

（1）三相負載星形連接（三相四線制）

按圖3-40電路圖接線，三相電源接線電壓380V，負載電阻R=1800Ω。在做不對稱負載實驗時，在W相并一個電阻，如圖中虛線所示。分別測量接入對稱負載和不對稱負載時電路的線電壓、相電壓、線電流，填入表3-6中。

（2）負載三角形連接（三相三線制）

按圖3-41電路圖接線。三相電源接線電壓220V，負載電阻R=1800Ω。在做不對稱負載實驗時，在W相并一個電阻，如圖中虛線所示。分別測量接入對稱負載和不對稱負載時電路的線電壓、相電壓、線電流，填入表3-7中。

實驗報告

①用實驗測得的數據驗證對稱三相電路中的關系。

②不對稱三角形連接的負載能否正常工作？實驗是否能證明這一點？

［模塊總結］

①設正弦電流為i=I_msin（ωt+φ_i），把I_m、ω、φ_i稱為正弦量的三要素。

因為正弦電流還可以表示為，式中。同樣，把I、f、φ_i稱為正弦量的三要素。

②相位差φ是兩個同頻率正弦量的初相之差，經常表示為電壓和電流之間的初相之差，φ=φ_u-φ_i。

③正弦量與相量之間是相互對應的關系，不是相等的關系。正弦量的運算可轉換成相應的相量代數運算。在相量的運算中，可借助相量圖分析，以簡化計算。

④R、L、C元件伏安關系的相量總結見表3-8（電壓與電流取關聯參考方向）。

⑤串聯電路諧振條件、特征

諧振條件（諧振時復阻抗虛部為零）

諧振頻率

特征：諧振時電路阻抗最小，Z=R，如果外加電壓不變，電流最大，，電壓、電流同相位，φ=0。電容及電感的電壓在Q?1的條件下可能遠大于電源電壓。

⑥正弦交流電的功率

有功功率

有功功率是指電路實際消耗的功率，即電路中所有電阻消耗的功率之和。

無功功率

視在功率

有功功率、無功功率、視在功率的關系：

⑦由對稱三相電源、對稱三相負載、相等端線阻抗組成的三相電路，稱為對稱三相電路。

⑧由于在日常生活中經常遇到三相負載不對稱的情況，為了保證負載能正常工作，在低壓配電系統中，通常采用三相四線制（3根相線，1根中性線，共4根輸電線）。為了保證每相負載正常工作，中性線不能斷開，所以中性線是不允許接入開關或熔斷器的。

⑨對稱三相電源連接的特點

星形（Y）連接　　　，線電壓超前對應的相電壓30°。

三角形（△）連接　　U_L=U_P

⑩對稱三相負載連接的特點

星形（Y）連接　 　

三角形△連接　　　U_L=U_P　，線電流滯后對應的相電流30°。

常見的觸電方式有單相觸電、雙相觸電和跨步電壓觸電三種。

防止觸電的方法有接地保護和接零保護。

觸電急救方法有人工呼吸法和胸外擠壓法。

生產過程中一定要防范電氣火災的發生，要具備一定的火災撲救常識。

［模塊檢測］

1.填空題

（1）隨時間按　　　　　規律做周期性變化的電動勢、電壓和電流稱為　　　　　。 

（2）正弦交流電路是含有正弦交流電源的　　　　電路。 

（3）把表示　　　　　量的復數稱為相量。 

（4）由于電壓三角形是　　　　三角形，所以作圖時三角形的三個邊必須帶　　　　　的有向線段且方向要正確。 

（5）某正弦交流電流（314t+20°）A，則最大值I_m是　　　　，有效值I是　　　　，頻率f是　　　　，周期T是　　　　，角頻率ω是　　　　，初相φ是　　　　　。 

（6）RLC串聯諧振的條件是　　　　，此時阻抗最　　　　　，電流最　　　　　。 

（7）某正弦交流電壓u=110sin（314t+750）V，u=110sin（314t+70°）V，則最大值U_m是　　　　，有效值U是　　　　，頻率f是　　　　，周期T是　　　　　，角頻率ω是　　　　　，初相φ是　　　　　。 

（8）電感的特性是通　　流阻　　流，通　　頻阻　　　　頻。 

（9）電容的特性是通　　流阻　　流，通　　頻阻　　　　頻。 

（10）在圖3-42所示電路中，已知V₁、V₂的讀數都是100V，則電壓表V的讀數是　　。 

（11）三相對稱電源具有　　　　、　　　　　和　　　　　三大特點。 

（12）在對稱的三相電路中，若負載采用三角（△）形連接，線電壓是相電壓的　　　　倍，線電流是相電流的　　　　倍；線電流　　　　（填“超前”或“滯后”）對應的相電流　　　　。 

（13）在對稱的三相電路中，若負載采用星形（Y）形連接，線電壓是相電壓的　　　　倍，線電壓　　　　（填“超前”或“滯后”）對應的相電壓　　　　。線電流是相電流的　　　　倍。 

（14）我國安全用電額定值的等級為　　　　、　　　　、　　　　　、　　　　　和　　　　。 

（15）按防火的要求提高電氣安裝和維修水平，主要從　　　　　、　　　　　、　　　　　三個方面入手。 

2.判斷題

（1）在純電阻電路中，電壓和電流瞬時值符合歐姆定律。（　　）

（2）在純電感電路中，對于直流電路因f=0，純電感線圈相當于開路。（　　）

（3）在純電容電路中，對于直流電路因f=0，純電容相當于開路。（　　）

（4）在純電容電路中，f越高，X_C越小，電流越小。（　　）

（5）三相電動勢或電流最大值出現的次序稱為相序。（　　）

（6）把三相繞組的末端連到一起，從首端引出連續負載的導線，稱為星形連接。（　　）

（7）一相繞組的末端與相鄰一相繞組的首端依次連接，再從三首端引出三根端線，稱為三角形連接。（　　）

（8）當三相負載阻抗的大小和性質相同時，也不可省去中線。（　　）

（9）對三相四線制供電系統，規程規定在中性干線上不允許安裝熔斷器和開關設備。（　　）

（10）在相同的線電壓下，負載作三角形連接時的有功功率是星形連接時有功功率的3倍。（　　）

（11）正弦交流電的三要素是指頻率、初相和幅值。（　　）

（12）正弦交流電的表示方法包括交流電的瞬時值表達式、正弦交流電波形圖和相量圖。（　　）

（13）由于正弦交流電路是線性電路，所以線性電路的分析方法、定律、定理都適用于正弦交流電路。（　　）

（14）兩個同頻率的正弦交流電相位之差為180°，這兩個正弦交流電的相位關系稱為反相。（　　）

（15）串聯諧振時，電路中的電流最大。（　　）

（16）人體觸及帶電體遭受電擊，稱間接電擊。（　　）

（17）兩相觸電危險性較單相觸電大。（　　）

（18）由對地電壓分布曲線可知，離接地點越近，跨步電壓越高。（　　）

（19）距接地點20m以外地電位不為零。（　　）

（20）電烙印的形狀與所接觸的帶電體形狀無關。（　　）

（21）對人體傷害程度主要與電流大小有關，與通電時間無關。（　　）

（22）人體內電阻基本不受外界影響。（　　）

（23）工頻電壓220V作用下的人體電阻只有50V時的一半。（　　）

（24）電流從左手到雙腳會引起心室顫動的機會減小。（　　）

（25）觸電時間大于一個心跳周期，則發生心室顫動的機會減小。（　　）

（26）工頻50～60Hz的電流危險性最大。（　　）

（27）夏季從事電氣工作，更容易造成人身觸電。（　　）

（28）違章作業造成的事故多。（　　）

（29）人觸電后，心跳和呼吸停止了，則可以判定觸電者已經死亡。（　　）

（30）統計資料表明，觸電6min后才開始搶救，則80%救活不了。（　　）

（31）斷開電源開關，應將發生觸電后的回路上的雙刀電源開關斷開。（　　）

（32）斷線時應逐根切斷，斷口應錯開，以防止端口接觸發生短路。（　　）

（33）防止切斷電源時觸電者可能的摔傷，應先做好防摔措施。（　　）

（34）高壓觸電時，可以用干燥木棍、竹竿去撥開高壓線。（　　）

（35）觸電者神志不清，則將其平放側臥在干燥的地上。（　　）

（36）測頸動脈脈搏時，應用力壓迫動脈測試。（　　）

（37）發現有人觸電后，應立即通知醫院派車來搶救。（　　）

（38）觸電者神志不清，有呼吸，應立即進行人工胸外心臟的按壓。（　　）

（39）如心跳、呼吸均停止，應立即進行心肺復蘇急救。（　　）

（40）人工呼吸是傷員不能自主呼吸時，人為地幫助其進行主動呼吸。（　　）

（41）吹入傷員肺內的氣量要達到800～1200mL（成年人）。（　　）

（42）人工胸外心臟按壓是按壓胸骨上半部。（　　）

（43）胸外心臟按壓壓下深度不足，則效果不好，成年人壓陷至少5cm。（　　）

（44）胸外心臟按壓以每分鐘至少100次的頻率節奏均勻地反復按壓，按壓與放松的時間相等。（　　）

（45）心肺復蘇雙人搶救時，一個人進行人工呼吸，另一個人進行心臟按壓，吹氣的同時按壓。（　　）

（46）在醫務人員接替搶救前，現場人員不得放棄搶救，也不得隨意中斷搶救。（　　）

3.選擇題

（1）確定交流電有（　　）要素。

A.1

B.2

C.3

（2）頻率是反映交流電變化的（　　）。

A.位置

B.快慢

C.大小

（3）相位是反映交流電變化的（　　）

A.位置

B.快慢

C.大小

（4）幅度是反映交流電變化的（　　　）

A.位置

B.快慢

C.大小

（5）相量只能表示交流電的有效值（或最大值）和（　　）。

A.相位

B.頻率

C.初相位

（6）大小和方向隨時間按正弦曲線的規律發生周期變化的電路稱為（　　）。

A.穩態電路

B.脈動電路

C.直流電路

D.交流電路

（7）正弦交流電的三要素是：（　　）角頻率、初相位。

A.瞬時值

B.有效值

C.額定值

D.幅值

（8）正弦交流電的有效值等于交流的幅值的（　　）。

A.

B.

C.

D.

（9）用三角函數式來表達交流電隨時間變化的關系的方法又稱（　　）。

A.復數法

B.解析法

C.曲線法

D.旋轉矢量法

（10）利用繞原點以角速度逆時針旋轉的矢量來表示正弦的方法稱（　　）。

A.解析法

B.曲線圖法

C.旋轉矢量法

D.復數法

（11）線電壓是相電壓的（　　）倍。

A.

B.

C.

D.

（12）在相同的線電壓下，負載作三角形連接時的有功功率是星形連接時有功功率的（　　）倍。

A.1

B.2

C.3

D.

（13）（　　）、角頻率和初相角是確定正弦量的三大要素。

A.瞬間值

B.有效值

C.額定值

D.最大值

（14）正弦交流電的有效值是最大值的（　　）倍。

A.

B.

C.

D.

（15）正弦交流電的最大值等于交流電有效值的（　　）倍。

A.

B.

C.

D.

（16）純電阻消耗的有功功率與（　　）成正比。

A.兩阻兩端的電壓

B.通過電阻的電流

C.電阻兩端電壓的平方

D.通電時間

（17）純電感電路的感抗X_L等于（　　）。

A.ωL

B.

C.3πfL

D.

（18）電阻與電感串聯的交流電路中，當電阻與電感相等時，電源電壓與電源電流的相位差（　　）。

A.電壓超前

B.電壓超前

C.電壓超前

D.電壓滯后

（19）純電容電路兩端電壓超前電流（　　）。

A.90°

B.-90°

C.45°

D.180°

（20）純電容電路的容抗X_C等于（　　）。

A.ωL

B.

C.3πfL

D.

（21）純電容電路的功率是（　　）。

A.視在功率

B.無功功率

C.有功功率

D.額定功率

（22）無功功率的單位是（　　）。

A.var

B.W

C.VA

D.J

（23）（　　）相等、角頻率相同、相位互差120°的三個電動勢稱為三相對稱電動勢。

A.瞬時值

B.有效值

C.幅值

D.額定值

（24）三相四線供電系統中，線電壓指的是（　　）。

A.兩相線間的電壓

B.中性線對地的電壓

C.相線與中性線的電壓

D.相線對地電壓

（25）三相電源作三角形連接時，能輸出（　　）。

A.相電壓

B.線電壓和相電壓

C.線電壓

D.相線對地電壓

（26）當三相交流電的負載作星形連接時，線電壓等于（　　）相電壓。

A.1

B.

C.

D.

（27）當三相交流電的負載作星形連接時，線電流等于（　　）相電流。

A.1

B.

C.

D.

（28）當三相交流電的負載作星形連接時，線電流等于（　　）倍相電流。

A.1

B.

C.

D.

（29）正弦交流電的功率如果用功率三角形表示，則斜邊表示（　　）。

A.W

B.S

C.Q

D.P

（30）作為正弦交流電的負載，它的功率因數是（　　）。

A.越低越好

B.0.5最好

C.越接近于1越好

D.0.75最好

（31）對稱三相交流負載作三角形連接時，（　　）。

A.線電流等于相電流

B.線電壓等于相電壓

C.每一相的有功功率等于該相無功功率

D.中性線電流等于0

（32）一般來說，電擊比電傷的傷害程度要（　　）。

A.輕

B.嚴重得多

C.輕微一些

D.好一些

（33）一般來說，直接電擊比間接電擊的傷害（　　）。

A.輕

B.重

C.一樣

D.更隱蔽

（34）電弧灼傷是電流的（　　）造成的傷害。

A.熱效應

B.電弧高溫

C.化學效應

D.機械效應

（35）電烙印是由于電流的（　　）而造成的。

A.電流的熱效應

B.電流的化學效應

C.機械效應

D.金屬微粒滲入人皮膚

（36）成年男性的平均感知電流值約為（　　）mA。

A.0.5

B.0.7

C.1.1

D.2

（37）擺脫電流是手握帶電體的人能自行擺脫帶電體的（　　）電流。

A.最大

B.額定

C.負荷

D.最小

（38）成年男性和成年女性的擺脫電流約為9mA和（　　）mA。

A.10.5

B.9

C.8

D.6

（39）通常把因其心室顫動的（　　）電流值作為致命電流界限。

A.最大

B.額定

C.平均

D.最小

（40）通過人體電流的大小取決于外加電壓和（　　）。

A.接觸面積

B.電流峰值

C.人體電阻

D.皮膚電容

（41）一般情況下，220V工頻電壓作用下人體的電阻為（　　）Ω。

A.1000

B.1000～2000

C.2000～2500

D.2500以上

（42）通電時間與電流的乘積大于（　　）mA·s時就有生命危險。

A.50

B.40

C.30

D.15

（43）觸電時間大于（　　）個心跳周期，則發生心室顫動的機會加大，電擊的危害加大。

A.四

B.三

C.二

D.一

（44）交流電的擺脫電流比直流電的擺脫電流（　　）。

A.大

B.小

C.一樣

D.強

（45）當交流電頻率增加時，人體的感知電流（　　）。

A.相應增加

B.相應減小

C.不確定

D.不變

（46）一般來說，男性的擺脫電流比女性擺脫電流為（　　）。

A.大

B.小

C.一樣

D.有時大有時小

（47）觸電事故季節明顯，事故多發生在（　　）月。

A.3～4

B.5～6

C.6～9

D.9～10

（48）造成觸電的主要原因是（　　）。

A.設備安裝不合格

B.設備絕緣不合格

C.違章作業

D.管理混亂

（49）統計資料表明，心跳呼吸停止，在1min內進行搶救，約（　　）可以救活。

A.50%

B.60%

C.70%

D.80%

（50）觸電者未脫離電源前，救護人員不準直接用（　　）觸及傷員，因為有觸電危險。

A.干燥的木棒

B.金屬物體

C.手

D.腳

（51）觸電者處于高處，電源切斷后觸電者有高處墜落的可能，因此要采取（　　）。

A.預防措施

B.保護措施

C.搶救措施

D.救護措施

（52）觸電者觸及斷落在地上的帶電高壓導線，救護人員在未做好安全措施前，不能接近斷線點（　　）m范圍內，以防止跨步電壓。

A.4～6

B.6～8

C.8～10

D.10～12

（53）觸電者脫離電源后，如神志清醒，應使其就地躺平，嚴密觀察，暫時不要（　　）。

A.說話

B.站立

C.走動

D.站立或走去

（54）觸電者神志不清，意識喪失，應在（　　）s內用看、聽、試的方法，判定傷員呼吸心跳情況。

A.3

B.5

C.7

D.10

（55）觸電者神志不清，有呼吸但心跳停止，應立即進行（　　）。

A.人工呼吸

B.胸外心臟按壓

C.心肺復蘇

D.電話聯系醫生

（56）觸電者心跳停止，同時呼吸也停止或呼吸微弱，應立即進行（　　）。

A.人工呼吸

B.胸外心臟按壓

C.心肺復蘇

D.電話聯系醫生

（57）吹氣要均勻，將吸入的氣全部吹出，時間約（　　）s。

A.0.5～1

B.1～1.5

C.2

D.3

（58）進行心肺復蘇，應將傷員平放（　　）在硬地上。

A.仰臥

B.俯臥

C.側臥

D.無要求

（59）胸外按壓法要以均勻速度進行，每分鐘至少（　　）次，按壓和放松時間相等。

A.60

B.80

C.90

D.100

（60）單人施行人工呼吸和心臟按壓時應交替進行，按壓次數和吹氣次數的比例為（　　）。

A.5∶1

B.15∶2

C.15∶3

D.20∶2

（61）雙人施行人工呼吸和胸外按壓時，按壓次數和吹氣次數的比例為（　　）。

A.5∶1

B.15∶2

C.15∶3

D.20∶2

4.綜合題

（1）一個正弦交流電電流的最大值I_m=15A，頻率f=50Hz，初相位為42°，試求當t=0.001s時電流的相位及瞬時值。

（2）已知正弦交流電壓的有效值U=220V，初相位φ=-30°，正弦交流電的有效值I=2.2A，并且電流的相位超前于電壓60°，請寫出它們的三角函數表達式。

（3）已知i₁=20sin（314t-30°）A，i₂=20sin314tA。①試求兩正弦交流電的幅值、有效值、初相位、角頻率、周期及它們的相位差；②畫出它們的相量圖，并寫出其相量式。

（4）已知i₁=20sinωtA，i₂=20sin（ωt+90°）A，求：①總電流i=i₁+i₂；②各電流相量；③畫出各電流的相量圖。

（5）在電壓為220V、工頻為50Hz的電力網內，接入電感L=0.127H的電感線圈，求電感線圈的感抗、電感線圈中電流的有效及無功功率。

（6）電路中只有電容X_C=2Ω，正弦電壓u=10sin（314t-60°）V。求：①寫出通過電容的電流的瞬時值表達式；②有功功率和無功功率。

（7）在RLC串聯電路中，已知R=30Ω，X_L=10Ω，X_C=40Ω。電源電壓u=60sin（314t-30°）V。求此電路的電流和各元件電壓的相量，并畫出相量圖。

（8）在RLC串聯電路中，已知R=30Ω，X_L=80Ω，X_C=40Ω。電路中電流i=5sin（314+30°）A。求此電路的總電壓和各元件電壓的相量，并畫出相量圖。

（9）一星形連接的三相電路如圖3-43所示，電源電壓對稱。設電源線電壓u₁₂=380sin（314t+30°）V。負載為電燈組，若R₁=R₂=R₃=5Ω，求線電流及中性線電流I_N；若R₁=5Ω，R₂=10Ω，R₃=20Ω，求線電流及中性線電流I_N。

（10）電路如圖3-44所示，①中性線未斷時，L₁相短路，求各相負載電壓；中性線斷開時，L₂相短路，求各相負載電壓。②L₁相短路，中性線未斷時，求各相負載電壓；L₁相斷路，中性線斷開時，求各相負載電壓。