学习单元三　三相交流电路

电力系统所采用的供电方式绝大多数采用三相制，即采用三个频率相同而相位不同的电压源（或电动势）向用电设备供电。

三相电源一般是由3个同频率、同幅值、初始相位依次相差120°的正弦电压源按一定方式连接而成的对称电源。工程中，三相电路中负载的连接主要有两种形式：星形连接和三角形连接。本章主要介绍这两种负载连接三相电路的分析与计算。和前面一样，主要分析电路中电压和电流之间的关系，讨论功率的问题。

一、三相交流电源

三相交流电一般是由交流发电机产生的，图3-21（a）为三相交流发电机的示意图。在发电机定子中嵌有3组相同的线圈U₁U₂、V₁V₂，W₁W₂，分别为U相、V相、W相绕组，它们在空间相隔120°。当转子磁极匀速转动时，在各绕组中都将产生正弦感应电动势，这些电动势的幅值相等，频率相同，相位互差120°，相当于3个独立的交流电压源，如图3-21（b）（c）所示。这样的三相电动势称为对称三相电动势，它们的瞬时值分别为

　　        （3-17）

若以相量形式来表示，则

　　        （3-18）

它们的波形图和相量图如图3-22所示。

三相交流电在相位上的先后次序称为相序。如上述的三相电动势e_U、e_V、e_W依次滞后120°，其相序为U→V→W。

通常把对称的三相电源连接成星形（Y）或三角形（△）两种形式。

1.三相电源的星形（Y）连接

通常把发电机三相绕组的末端U₂、V₂、W₂连成一点N，而把始端U₁、V₁、W₁作为与外电路相连接的端点。这种连接方式称为电源的星形连接，如图3-23所示。N点称为中性点，从中性点引出的导线称为中性线，其裸导线可涂淡蓝色标志。从始端U₁、V₁、W₁引出的三根导线称为相线或端线，俗称火线，常用L₁、L₂、L₃表示，其裸线可分别涂黄、绿、红三种颜色标志。

由三根相线和中性线构成的供电系统称为三相四线制供电系统。通常低压供电网都采用三相四线制。日常生活中见到的只有两根导线的单相供电电路，则是其中的一相由一根相线和中线组成。

三相四线制供电系统可输送两种电压：一种是相线与中性线之间的电压u_U、u_V、u_W（开路时，分别等于e_U、e_V、e_W），称为相电压；另一种是相线和相线之间的电压u_UV、u_VW、u_WU，称为线电压。

由图3-23可知各线电压与相电压之间的相量关系为

　　        （3-19）

它们的相量如图3-24所示。

由于三相电动势是对称的，故相电压也是对称的。作向量图时，可先作出、、，然后根据式（3-19）分别作出、、。由向量图可知，线电压也是对称的，在相位上比相应的相电压超前30°。

线电压的有效值用U_L表示，相电压的有效值用U_P表示。由相量图可知它们的关系为：

　　        （3-20）

2.三相电源的三角形（△）连接

在图3-25中，还可以将电源的三相绕组一相的末端与相应的另一相的始端依次相连，拼成△形，并从连接点引出三条相线L₁、L₂、L₃给用户供电。

每相的始末端（正负端）不能接错，如果接错，，会引起环流，损坏电源。这点要引起注意。在三角形连接中，线电压等于电源的相电压。

一般低压供电的线电压是380V，它的相电压是。负载可根据额定电压决定其接法。

二、三相负载的连接

各种照明灯具、家用电器一般都采用220V，而单相变压器、电磁铁等既有220V的也有380V的。这类电气设备只需单相电源就能正常工作，统称为单相负载。单相负载若额定电压是380V，就接在两根相线之间；若额定电压是220V，就接在相线与中性线之间。另一类电气设备必须接到三相电源上才能正常工作，例如三相交流电动机、大功率的三相电炉等，称为三相负载。这些三相负载各相阻抗总是相等的，是一种对称的三相负载。而大批量的单相负载对于三相电源来说，在总体上也可看成是三相负载，但这种三相负载一般是不对称的。三相负载的连接方式有两种：星形连接和三角形连接，采用哪种连接方式要根据负载的额定电压和电源电压来决定，下面将分别讨论这两种连接方式。

1.负载的星形连接

图3-26是三相四线制供电系统中常见的照明电路和动力电路，包括大批量的单相负载（例如照明灯）和对称的三相负载（例如三相电动机）。为了使三相电源的负载比较均衡，大批量的单相负载一般分成三组，分别接于电源的L₁-N、L₂-N和L₃-N之间，各称为U相负载、V相负载和W相负载，组成不对称的三相负载，如图3-26（a）所示，这种连接方式属于负载的星形（Y形）连接。

设U相负载的阻抗为Z_U，V相负载的阻抗为Z_V，W相负载的阻抗为Z_W，则负载星形连接的三相四线制电路一般可用图3-27所示的电路表示。

负载星形连接时，电路有以下基本关系。

（1）每相负载电压等于电源相电压　在图3-27所示电路中，若不计中性线阻抗，则电源中性点N与负载中性点N'等电位。如果相线阻抗也可忽略，则每相负载的电压等于电源相电压。即

（2）相电流等于相应的线电流　从图3-27所示电路中可以看出，U相电流等于线电流；V相电流等于线电流；W相电流等于线电流。一般可写成

I_P=I_L

（3）各相电流可分成三个单相电路分别计算　即

　　        （3-21）

式中

　　        （3-22）

其电压、电流相量图如图3-28所示。

若三相负载对称，即Z_U=Z_V=Z_W=Z时，则有

故三相电流也是对称的，这时只需算出任一相电流，便可知另外两相的电流。

（4）中性线电流等于三相电流之和　根据基尔霍夫电流定律，由图3-27电路可得

　　        （3-23）

若三相负载对称，则

　　        （3-24）

可见，在对称的三相四线制电路中，中性线电流等于零，即中性线不起作用，故可将中性线除去，成为三相三线制系统。常用的三相电动机、三相电炉等负载，在正常情况下是对称的，都可用三相三线制供电，如图3-26（b）所示。但如果三相负载不对称，中性线就会有电流通过，则中性线不能除去，否则会造成负载上三相电压不对称，使用电设备不能正常工作。

2.负载的三角形连接

如果单相负载的额定电压等于三相电源的线电压，则必须把负载接于两根相线之间。把这类负载分为三组，分别接于电源的L₁-L₂、L₂-L₃、L₃-L₁之间，就构成了负载的三角形连接，如图3-29（a）所示。这类由若干单相负载组成的三相负载一般是不对称的。另有一类对称的三相负载，通常将它们首尾相连，再将三个连接点与三相电源相线L₁、L₂、L₃相接，即构成负载的三角连接，如图3-29（b）所示。负载的三角形连接是用不到电源中性线的，只需三相三线制供电便可。

设U、V、W三相负载的复阻抗分别为Z_UV、Z_VW、Z_WU，则负载三角形连接的三相三线制电路可用图3-30所示的电路表示。若忽略相线阻抗（Z_i=0），则电路具有以下基本关系。

（1）每相负载承受电源线电压　即

　　        （3-25）

有效值关系为

U_P=U_L

（2）各相电流　可分为3个单相电路分别计算：

　　        （3-26）

式中

　　        （3-27）

其电压、电流的相量图如图3-31所示。

（3）各线电流由两相邻电流决定　在对称条件下，线电流是相电流的倍，且滞后于相应的相电流30°。

由图3-30可知，各线电流分别为

　　        （3-28）

负载对称时，由式（3-28）可作相量如图3-32所示。从图中不难得出

故

　　        （3-29）

由上述可知，在负载作三角形连接时，相电压对称，若某一相负载断开，并不影响其他两相的工作。如UV相负载断开时，VW相和WU相负载承受的电压仍为线电压，接在该两相上的单相负载仍正常工作。

综上所述，在对称的三相电路中，有如下结论：

在星形（Y）连接的情况下，，I_L=I_P，线电压超前对应的相电压30°。

在三角形（△）连接的情况下，U_L=U_P，，线电流滞后对应的相电流30°。

三、三相电路的功率

三相电流的总功率（有功功率）等于三相功率之和。当负载为星形连接时，总功率为

　　        （3-30）

式中，φ_U、φ_V、φ_W分别是所在相的相电压与相电流的相位差。在对称电路中，则有

P=3U_PI_Pcosφ　　        （3-31）

其中，φ是相电压与相电流的相位差，亦即每相负载的阻抗角或功率因数角。

由于在三相电路中，线电压和线电流的测量往往比较方便，故功率公式常用线电压和线电流来表示。星形连接时，，I_P=I_L，于是

　　        （3-32）

当负载为三角形连接时，其总功率为

　　        （3-33）

在对称电路中

P=3U_PI_Pcosφ

又因，于是

　　        （3-34）

比较式（3-32）和式（3-34）可知：在对称电路中，无论负载是星形连接还是三角形连接，三相电路的总功率均可由式来表达。

注意：式中的φ角均是相电压与相电流的相位差。

同理，三相电路的无功功率，也等于三相无功功率之和。在对称电路中，三相无功功率为

　　        （3-35）

而三相视在功率为

　　        （3-36）

一般情况下，三相负载的视在功率不等于各相视在功率之和，只有当负载对称时，三相视在功率才等于各相视在功率之和。对称三相负载的视在功率为

　　        （3-37）

计算表明，在电源电压不变时，同一负载由星形连接改为三角形连接时，功率增加到原来的3倍。若要使负载正常工作，则负载的接法必须正确。若正常工作是星形连接的负载，误接成三角形时，将因功率过大而烧毁；若正常工作是三角形连接的负载，误接成星形时，则因功率过小而不能正常工作。

四、安全用电

随着社会的发展和科学技术的进步，无论是机械制造类行业，还是工农业生产和日常生活，电与人们的关系日益密切，必须重视和掌握安全用电常识与安全用电措施，正确使用各种电气设备，始终坚持“安全第一，预防为主”的方针。

1.触电

当电流流过人体时，对人体产生生理和病理伤害的现象称为触电。根据电流对人体的伤害分为电击和电伤。

电击是由于电流通过人体而造成的内部器官在生理上的反应和病变，绝大部分触电死亡事故都是由电击造成的。电击分为直接电击和间接电击两种。当人体直接触及正常运行的带电体所发生的电击，称为直接电击；间接电击则是指电气设备发生故障后，人体触及意外带电部分所发生的电击。

电伤是电流的热效应、化学效应、光效应或机械效应对人体外表造成的伤害，常常与电击同时发生，电伤会在人体上留下明显伤痕。最常见的有电灼伤、电烙印和皮肤金属化三种类型。

电击和电伤的特征与危害如表3-3所示。

2.影响人体触电伤害程度的因素

（1）电流的大小　通过人体的电流越大，人体的生理反应亦越大。根据人体反应，可将电流划分为三级：感知电流、摆脱电流和致命电流（表3-4）。

（2）触电时间　人体触电时间越长，对人体的伤害程度就越严重。人的心脏在每次收缩扩张周期中的时间称为易损伤期，当电流在这一瞬间通过时，引起心室颤动的可能性最大，危险性也最大。不同电流值和时间对人体的影响如表3-5所示。

（3）电流的途径　电流通过心脏、呼吸系统和中枢神经系统，危险性最大。电流通过心脏会引起心室颤动，甚至心脏停止跳动；电流通过中枢神经系统的呼吸控制中心，可使呼吸停止；电流通过大脑，会对大脑造成严重损伤。电流从人体的手到脚，是最危险的一条路径，因为通过的重要器官最多。

（4）电流的频率　资料表明，25～300Hz的交流电对人体的伤害程度最为严重。低于20Hz时，危险性相对减小；在高频情况下，人体能够承受更大的电流作用，死亡危险性降低。

（5）人体电阻　人体电阻的大小是影响触电后果的另一因素，而影响人体电阻的因素很多。当人体的皮肤处于干燥、清洁和无损的情况下，人体电阻可达4～10kΩ；当处于潮湿、受到损伤或沾有金属或其他导电粉尘时，人体电阻只有1kΩ。另外，人体电阻也随电源频率的增大而降低。从人身安全的角度考虑，人体电阻可按1～2kΩ考虑。

（6）人体状况　人体不同，对电流的敏感程度也不一样。一般来讲，儿童较成年人敏感，女性较男性敏感。患有心脏病、精神病或酗酒的人，触电后果更为严重。

3.安全电压

国家标准GB/T 3805—2008《特低电压（ELV）限值》规定，我国安全电压额定值的等级为42V、36V、24V、12V和6V，应根据作业场所、操作人员条件、使用方式、供电方式、线路状况等因素，选用相应等级的安全电压，是防止发生触电伤亡事故的根本性措施。例如，在干燥而触电危险性较大的环境下，安全电压规定为36V；对于潮湿而触电危险性较大的环境，则安全电压规定为12V。汽车电源用电为24V或12V。

4.触电形式

按照人体触及带电体的方式和电流流过人体的途径，触电形式大致分为单相触电、双相触电和跨步电压触电。

（1）单相触电　单相触电指人站在地面上，身体的某一部位触及一相带电体，电流通过人体流入大地的触电方式。这种情况出现的可能性较大。单相触电分为中性点接地系统的单相触电和中性点不接地系统的单相触电，如图3-33所示。

对于高压带电体，如果人与带电体之间的距离小于安全距离，高电压会对人体放电，也属于单相触电。

为防止发生单相触电，应穿专用的绝缘胶鞋或站在专用的绝缘橡胶垫上，普通的胶底鞋或塑料底鞋是不可靠的。

（2）双相触电　人体的不同部位同时触及两相带电体而发生的触电事故，称为双相触电。电流从一相导体通过人体流入另一相导体，人体所承受的电压是线电压，其危险性是最大的，如图3-34所示。

（3）跨步电压触电　若输电线断线落地，或运行中的电气设备因绝缘损坏漏电，则电流经过接地体向大地流散，在地面上形成电位分布，电场强度随离断线落地点距离的增加而减小。当人在接地体附近行走时，其两脚之间的电位差称为跨步电压。跨步电压触电时，电流从人的一只脚经下身通过另一只脚流入大地形成回路，如图3-35所示。跨步电压的大小与跨步大小有关，跨步大小一般按0.8m考虑。

5.触电急救

触电急救的要点是抢救迅速和救护得法。一旦发生人身触电，周围人员首先要在确保安全的情况下，迅速使触电者脱离电源，如迅速关掉电源；用绝缘良好的电工钳剪断电源线（注意一次只能剪一相）；用绝缘工具、干燥的木棒等将电线挑开。抢救者可戴上手套或手上包缠干燥的衣服等绝缘物品拖拽触电者，也可采用站在干燥的木板、橡胶垫等绝缘物品上，用一只手将触电者拖拽开来等方法。脱离电源后，应将触电者迅速抬到宽敞、空气流通的地方，使其仰开，平卧在硬板床上，松开衣服和裤带，检查瞳孔是否放大，以及呼吸和心跳是否存在，同时通知医务人员。

急救人员应采取相应的措施。对“有心跳而呼吸停止”的触电者，应采用“口对口人工呼吸法”进行急救，每5s吹气一次；对“有呼吸而心跳停止”的触电者，应采用“胸外心脏按压法”进行急救，以每分钟80次左右为宜；对“呼吸和心跳都停止”的触电者，应同时采用“口对口人工呼吸法”和“胸外心脏按压法”进行急救。切忌随意注射肾上腺素等强心针或用冷水浇淋。

即使在送医院的途中或车内，仍要耐心抢救，直到触电者苏醒，或经过医生确定停止抢救为止。据统计，触电1min后开始急救，90%能得到良好的效果，因为低压触电通常都是假死，采用科学的方法急救是必要的。

6.安全用电措施

安全第一、预防为主、综合治理，是我国安全生产的基本方针。触电场合不同，引起触电的原因不同，但组织措施与技术措施配合不当是造成事故的根本原因。所以应尽量做到以下两点：

第一，建立健全各种安全操作规程，配备管理机构和管理人员，加强员工安全教育，定期进行安全检查，组织事故分析，吸取教训等；

第二，为防止电气设备的金属外壳带电，常用的保护措施是保护接地和保护接零。

（1）保护接地　将电气设备不带电的金属外壳或构架，通过接地装置与大地连接起来，称为保护接地，如图3-36所示。

若图3-36所示电动机机壳没有接地，某一相电源线绝缘皮老化使机壳带电，由于线路和大地之间存在分布电容，人体一旦触及机壳，就会形成回路，造成触电事故。当电动机有了接地保护时，便形成人体电阻R_r和接地电阻R_b两条并联支路，接地电阻按规定要小于4Ω，所以，R_r≫R_b，单相接地电流流经人体的电流很小，绝大部分通过接地体流入大地。

保护接地适用于中性点不接地的低压配电网络中。但通常在低压电网中，单相接地电流并不是一个很大的电流值，一般不会引起断路器迅速跳闸，所以设备外壳继续带电。保护接地只是通过接地体的小阻值与人体阻值形成并联电路，减小流过人体的电流，所以保护接地只能有效地降低触电伤害而不能完全避免触电伤害。

（2）保护接零　将电气设备不带电的金属外壳或构架与零线连接起来，称为保护接零，如图3-37所示。

当发生某一相线碰壳事故时，该相线通过机壳与零线相连，会产生很大的相零短路电流，使保护装置迅速动作，切断故障设备的电源，防止触电事故发生。为保证保护接零系统的正常运行，要求当相线截面积不大于16mm²时，零线截面积与相线截面积相等；当相线截面积不小于25mm²时，零线截面积为相线截面积的一半。

保护接零适用于三相四线制低压配电网，其线既是零线又是保护线，所以只适合用在三相负载平衡的电路中。当三相负载严重不平衡时，N线将有较大电流流过，就会产生压降，形成电位漂移，接到零线的其他设备外壳也会带电，所以可将保护线与零线分开单独敷设，形成三相五线制中性点接地低压配电网，即TN-S系统，如图3-38所示。

（3）重复接地　在中性点接地系统中，除电源中性点进行工作接地外，在其他处再把PE线进行接地（图3-39），是为防止断线或短路点距离电源太远造成线路电阻过大。重复接地在保证接零系统的安全运行中有着重要作用。

（4）安装漏电保护器　电气设备（或线路）发生漏电或接地故障时，漏电保护器能在人尚未触及之前就把电源切断。如当人体触及带电体时，能在0.1s内切断电源，从而保护人身安全。还可以防止漏电引起的火灾事故。

7.防雷保护

雷击引起的电力系统事故也比较多。雷电对地放电的电流值可达到数百千安，电压值可达几千到上万千伏甚至更高。雷电的“过电压”危害主要通过直击雷或感应雷两种形式实现。为避免输电线路、变压器等电气设备遭受雷击侵害，常用的防雷措施有装设避雷针、避雷线、避雷器、避雷网等。

8.电气火灾

电气事故引起的火灾爆炸所造成的后果与损失不堪设想。引起电气火灾和爆炸的主要原因：电气装置的过度发热，造成过度发热的原因有设备过载、线路短路、开关接触不良、设备散热不良、漏电等；电火花及电弧引起的火灾或爆炸，电弧温度可达6000℃；正常发热设备因不正确使用引起的火灾或爆炸，如目前比较流行的小太阳加热器等。电气火灾或爆炸的防护必须采用综合性措施，合理选用和正确安装电气设备及电气线路，保持电气设备和线路的正常运行，保证必要的防火间距，保持良好的通风，装设良好的保护装置等。

为了防范电气火灾的发生，在制造和安装电气设备、电气线路时，应减少易燃物，选用具有一定阻燃能力的材料，减少电气火源。一定要按防火要求设计和选用电气产品，严格按照额定值规定条件使用电气产品，按防火的要求提高电气安装和维修水平，主要从减少明火、降低温度、减少易燃物三个方面入手。另外还要配备灭火器具。

电气火灾一旦发生，首先要切断电源，进行扑救。带电灭火时，切忌用水和泡沫灭火剂，应使用不导电的灭火剂，如二氧化碳灭火器、干粉灭火器、四氯化碳灭火器、卤代烷灭火器、1211（二氟一氯一溴甲烷）灭火器等。

实验九　三相负载的连接及测量

实验目的

①掌握三相负载作星形连接、三角形连接的方法，验证在这两种接法下线电压和相电压、线电流和相电流之间的关系。

②比较三相供电方式中三线制和四线制的特点。

③进一步提高分析、判断和查找故障的能力。

实验设备

①电路实验箱。

②万用表。

③交流电流表。

实验内容

（1）三相负载星形连接（三相四线制）

按图3-40电路图接线，三相电源接线电压380V，负载电阻R=1800Ω。在做不对称负载实验时，在W相并一个电阻，如图中虚线所示。分别测量接入对称负载和不对称负载时电路的线电压、相电压、线电流，填入表3-6中。

（2）负载三角形连接（三相三线制）

按图3-41电路图接线。三相电源接线电压220V，负载电阻R=1800Ω。在做不对称负载实验时，在W相并一个电阻，如图中虚线所示。分别测量接入对称负载和不对称负载时电路的线电压、相电压、线电流，填入表3-7中。

实验报告

①用实验测得的数据验证对称三相电路中的关系。

②不对称三角形连接的负载能否正常工作？实验是否能证明这一点？

［模块总结］

①设正弦电流为i=I_msin（ωt+φ_i），把I_m、ω、φ_i称为正弦量的三要素。

因为正弦电流还可以表示为，式中。同样，把I、f、φ_i称为正弦量的三要素。

②相位差φ是两个同频率正弦量的初相之差，经常表示为电压和电流之间的初相之差，φ=φ_u-φ_i。

③正弦量与相量之间是相互对应的关系，不是相等的关系。正弦量的运算可转换成相应的相量代数运算。在相量的运算中，可借助相量图分析，以简化计算。

④R、L、C元件伏安关系的相量总结见表3-8（电压与电流取关联参考方向）。

⑤串联电路谐振条件、特征

谐振条件（谐振时复阻抗虚部为零）

谐振频率

特征：谐振时电路阻抗最小，Z=R，如果外加电压不变，电流最大，，电压、电流同相位，φ=0。电容及电感的电压在Q≫1的条件下可能远大于电源电压。

⑥正弦交流电的功率

有功功率

有功功率是指电路实际消耗的功率，即电路中所有电阻消耗的功率之和。

无功功率

视在功率

有功功率、无功功率、视在功率的关系：

⑦由对称三相电源、对称三相负载、相等端线阻抗组成的三相电路，称为对称三相电路。

⑧由于在日常生活中经常遇到三相负载不对称的情况，为了保证负载能正常工作，在低压配电系统中，通常采用三相四线制（3根相线，1根中性线，共4根输电线）。为了保证每相负载正常工作，中性线不能断开，所以中性线是不允许接入开关或熔断器的。

⑨对称三相电源连接的特点

星形（Y）连接　　　，线电压超前对应的相电压30°。

三角形（△）连接　　U_L=U_P

⑩对称三相负载连接的特点

星形（Y）连接　 　

三角形△连接　　　U_L=U_P　，线电流滞后对应的相电流30°。

常见的触电方式有单相触电、双相触电和跨步电压触电三种。

防止触电的方法有接地保护和接零保护。

触电急救方法有人工呼吸法和胸外挤压法。

生产过程中一定要防范电气火灾的发生，要具备一定的火灾扑救常识。

［模块检测］

1.填空题

（1）随时间按　　　　　规律做周期性变化的电动势、电压和电流称为　　　　　。 

（2）正弦交流电路是含有正弦交流电源的　　　　电路。 

（3）把表示　　　　　量的复数称为相量。 

（4）由于电压三角形是　　　　三角形，所以作图时三角形的三个边必须带　　　　　的有向线段且方向要正确。 

（5）某正弦交流电流（314t+20°）A，则最大值I_m是　　　　，有效值I是　　　　，频率f是　　　　，周期T是　　　　，角频率ω是　　　　，初相φ是　　　　　。 

（6）RLC串联谐振的条件是　　　　，此时阻抗最　　　　　，电流最　　　　　。 

（7）某正弦交流电压u=110sin（314t+750）V，u=110sin（314t+70°）V，则最大值U_m是　　　　，有效值U是　　　　，频率f是　　　　，周期T是　　　　　，角频率ω是　　　　　，初相φ是　　　　　。 

（8）电感的特性是通　　流阻　　流，通　　频阻　　　　频。 

（9）电容的特性是通　　流阻　　流，通　　频阻　　　　频。 

（10）在图3-42所示电路中，已知V₁、V₂的读数都是100V，则电压表V的读数是　　。 

（11）三相对称电源具有　　　　、　　　　　和　　　　　三大特点。 

（12）在对称的三相电路中，若负载采用三角（△）形连接，线电压是相电压的　　　　倍，线电流是相电流的　　　　倍；线电流　　　　（填“超前”或“滞后”）对应的相电流　　　　。 

（13）在对称的三相电路中，若负载采用星形（Y）形连接，线电压是相电压的　　　　倍，线电压　　　　（填“超前”或“滞后”）对应的相电压　　　　。线电流是相电流的　　　　倍。 

（14）我国安全用电额定值的等级为　　　　、　　　　、　　　　　、　　　　　和　　　　。 

（15）按防火的要求提高电气安装和维修水平，主要从　　　　　、　　　　　、　　　　　三个方面入手。 

2.判断题

（1）在纯电阻电路中，电压和电流瞬时值符合欧姆定律。（　　）

（2）在纯电感电路中，对于直流电路因f=0，纯电感线圈相当于开路。（　　）

（3）在纯电容电路中，对于直流电路因f=0，纯电容相当于开路。（　　）

（4）在纯电容电路中，f越高，X_C越小，电流越小。（　　）

（5）三相电动势或电流最大值出现的次序称为相序。（　　）

（6）把三相绕组的末端连到一起，从首端引出连续负载的导线，称为星形连接。（　　）

（7）一相绕组的末端与相邻一相绕组的首端依次连接，再从三首端引出三根端线，称为三角形连接。（　　）

（8）当三相负载阻抗的大小和性质相同时，也不可省去中线。（　　）

（9）对三相四线制供电系统，规程规定在中性干线上不允许安装熔断器和开关设备。（　　）

（10）在相同的线电压下，负载作三角形连接时的有功功率是星形连接时有功功率的3倍。（　　）

（11）正弦交流电的三要素是指频率、初相和幅值。（　　）

（12）正弦交流电的表示方法包括交流电的瞬时值表达式、正弦交流电波形图和相量图。（　　）

（13）由于正弦交流电路是线性电路，所以线性电路的分析方法、定律、定理都适用于正弦交流电路。（　　）

（14）两个同频率的正弦交流电相位之差为180°，这两个正弦交流电的相位关系称为反相。（　　）

（15）串联谐振时，电路中的电流最大。（　　）

（16）人体触及带电体遭受电击，称间接电击。（　　）

（17）两相触电危险性较单相触电大。（　　）

（18）由对地电压分布曲线可知，离接地点越近，跨步电压越高。（　　）

（19）距接地点20m以外地电位不为零。（　　）

（20）电烙印的形状与所接触的带电体形状无关。（　　）

（21）对人体伤害程度主要与电流大小有关，与通电时间无关。（　　）

（22）人体内电阻基本不受外界影响。（　　）

（23）工频电压220V作用下的人体电阻只有50V时的一半。（　　）

（24）电流从左手到双脚会引起心室颤动的机会减小。（　　）

（25）触电时间大于一个心跳周期，则发生心室颤动的机会减小。（　　）

（26）工频50～60Hz的电流危险性最大。（　　）

（27）夏季从事电气工作，更容易造成人身触电。（　　）

（28）违章作业造成的事故多。（　　）

（29）人触电后，心跳和呼吸停止了，则可以判定触电者已经死亡。（　　）

（30）统计资料表明，触电6min后才开始抢救，则80%救活不了。（　　）

（31）断开电源开关，应将发生触电后的回路上的双刀电源开关断开。（　　）

（32）断线时应逐根切断，断口应错开，以防止端口接触发生短路。（　　）

（33）防止切断电源时触电者可能的摔伤，应先做好防摔措施。（　　）

（34）高压触电时，可以用干燥木棍、竹竿去拨开高压线。（　　）

（35）触电者神志不清，则将其平放侧卧在干燥的地上。（　　）

（36）测颈动脉脉搏时，应用力压迫动脉测试。（　　）

（37）发现有人触电后，应立即通知医院派车来抢救。（　　）

（38）触电者神志不清，有呼吸，应立即进行人工胸外心脏的按压。（　　）

（39）如心跳、呼吸均停止，应立即进行心肺复苏急救。（　　）

（40）人工呼吸是伤员不能自主呼吸时，人为地帮助其进行主动呼吸。（　　）

（41）吹入伤员肺内的气量要达到800～1200mL（成年人）。（　　）

（42）人工胸外心脏按压是按压胸骨上半部。（　　）

（43）胸外心脏按压压下深度不足，则效果不好，成年人压陷至少5cm。（　　）

（44）胸外心脏按压以每分钟至少100次的频率节奏均匀地反复按压，按压与放松的时间相等。（　　）

（45）心肺复苏双人抢救时，一个人进行人工呼吸，另一个人进行心脏按压，吹气的同时按压。（　　）

（46）在医务人员接替抢救前，现场人员不得放弃抢救，也不得随意中断抢救。（　　）

3.选择题

（1）确定交流电有（　　）要素。

A.1

B.2

C.3

（2）频率是反映交流电变化的（　　）。

A.位置

B.快慢

C.大小

（3）相位是反映交流电变化的（　　）

A.位置

B.快慢

C.大小

（4）幅度是反映交流电变化的（　　　）

A.位置

B.快慢

C.大小

（5）相量只能表示交流电的有效值（或最大值）和（　　）。

A.相位

B.频率

C.初相位

（6）大小和方向随时间按正弦曲线的规律发生周期变化的电路称为（　　）。

A.稳态电路

B.脉动电路

C.直流电路

D.交流电路

（7）正弦交流电的三要素是：（　　）角频率、初相位。

A.瞬时值

B.有效值

C.额定值

D.幅值

（8）正弦交流电的有效值等于交流的幅值的（　　）。

A.

B.

C.

D.

（9）用三角函数式来表达交流电随时间变化的关系的方法又称（　　）。

A.复数法

B.解析法

C.曲线法

D.旋转矢量法

（10）利用绕原点以角速度逆时针旋转的矢量来表示正弦的方法称（　　）。

A.解析法

B.曲线图法

C.旋转矢量法

D.复数法

（11）线电压是相电压的（　　）倍。

A.

B.

C.

D.

（12）在相同的线电压下，负载作三角形连接时的有功功率是星形连接时有功功率的（　　）倍。

A.1

B.2

C.3

D.

（13）（　　）、角频率和初相角是确定正弦量的三大要素。

A.瞬间值

B.有效值

C.额定值

D.最大值

（14）正弦交流电的有效值是最大值的（　　）倍。

A.

B.

C.

D.

（15）正弦交流电的最大值等于交流电有效值的（　　）倍。

A.

B.

C.

D.

（16）纯电阻消耗的有功功率与（　　）成正比。

A.两阻两端的电压

B.通过电阻的电流

C.电阻两端电压的平方

D.通电时间

（17）纯电感电路的感抗X_L等于（　　）。

A.ωL

B.

C.3πfL

D.

（18）电阻与电感串联的交流电路中，当电阻与电感相等时，电源电压与电源电流的相位差（　　）。

A.电压超前

B.电压超前

C.电压超前

D.电压滞后

（19）纯电容电路两端电压超前电流（　　）。

A.90°

B.-90°

C.45°

D.180°

（20）纯电容电路的容抗X_C等于（　　）。

A.ωL

B.

C.3πfL

D.

（21）纯电容电路的功率是（　　）。

A.视在功率

B.无功功率

C.有功功率

D.额定功率

（22）无功功率的单位是（　　）。

A.var

B.W

C.VA

D.J

（23）（　　）相等、角频率相同、相位互差120°的三个电动势称为三相对称电动势。

A.瞬时值

B.有效值

C.幅值

D.额定值

（24）三相四线供电系统中，线电压指的是（　　）。

A.两相线间的电压

B.中性线对地的电压

C.相线与中性线的电压

D.相线对地电压

（25）三相电源作三角形连接时，能输出（　　）。

A.相电压

B.线电压和相电压

C.线电压

D.相线对地电压

（26）当三相交流电的负载作星形连接时，线电压等于（　　）相电压。

A.1

B.

C.

D.

（27）当三相交流电的负载作星形连接时，线电流等于（　　）相电流。

A.1

B.

C.

D.

（28）当三相交流电的负载作星形连接时，线电流等于（　　）倍相电流。

A.1

B.

C.

D.

（29）正弦交流电的功率如果用功率三角形表示，则斜边表示（　　）。

A.W

B.S

C.Q

D.P

（30）作为正弦交流电的负载，它的功率因数是（　　）。

A.越低越好

B.0.5最好

C.越接近于1越好

D.0.75最好

（31）对称三相交流负载作三角形连接时，（　　）。

A.线电流等于相电流

B.线电压等于相电压

C.每一相的有功功率等于该相无功功率

D.中性线电流等于0

（32）一般来说，电击比电伤的伤害程度要（　　）。

A.轻

B.严重得多

C.轻微一些

D.好一些

（33）一般来说，直接电击比间接电击的伤害（　　）。

A.轻

B.重

C.一样

D.更隐蔽

（34）电弧灼伤是电流的（　　）造成的伤害。

A.热效应

B.电弧高温

C.化学效应

D.机械效应

（35）电烙印是由于电流的（　　）而造成的。

A.电流的热效应

B.电流的化学效应

C.机械效应

D.金属微粒渗入人皮肤

（36）成年男性的平均感知电流值约为（　　）mA。

A.0.5

B.0.7

C.1.1

D.2

（37）摆脱电流是手握带电体的人能自行摆脱带电体的（　　）电流。

A.最大

B.额定

C.负荷

D.最小

（38）成年男性和成年女性的摆脱电流约为9mA和（　　）mA。

A.10.5

B.9

C.8

D.6

（39）通常把因其心室颤动的（　　）电流值作为致命电流界限。

A.最大

B.额定

C.平均

D.最小

（40）通过人体电流的大小取决于外加电压和（　　）。

A.接触面积

B.电流峰值

C.人体电阻

D.皮肤电容

（41）一般情况下，220V工频电压作用下人体的电阻为（　　）Ω。

A.1000

B.1000～2000

C.2000～2500

D.2500以上

（42）通电时间与电流的乘积大于（　　）mA·s时就有生命危险。

A.50

B.40

C.30

D.15

（43）触电时间大于（　　）个心跳周期，则发生心室颤动的机会加大，电击的危害加大。

A.四

B.三

C.二

D.一

（44）交流电的摆脱电流比直流电的摆脱电流（　　）。

A.大

B.小

C.一样

D.强

（45）当交流电频率增加时，人体的感知电流（　　）。

A.相应增加

B.相应减小

C.不确定

D.不变

（46）一般来说，男性的摆脱电流比女性摆脱电流为（　　）。

A.大

B.小

C.一样

D.有时大有时小

（47）触电事故季节明显，事故多发生在（　　）月。

A.3～4

B.5～6

C.6～9

D.9～10

（48）造成触电的主要原因是（　　）。

A.设备安装不合格

B.设备绝缘不合格

C.违章作业

D.管理混乱

（49）统计资料表明，心跳呼吸停止，在1min内进行抢救，约（　　）可以救活。

A.50%

B.60%

C.70%

D.80%

（50）触电者未脱离电源前，救护人员不准直接用（　　）触及伤员，因为有触电危险。

A.干燥的木棒

B.金属物体

C.手

D.脚

（51）触电者处于高处，电源切断后触电者有高处坠落的可能，因此要采取（　　）。

A.预防措施

B.保护措施

C.抢救措施

D.救护措施

（52）触电者触及断落在地上的带电高压导线，救护人员在未做好安全措施前，不能接近断线点（　　）m范围内，以防止跨步电压。

A.4～6

B.6～8

C.8～10

D.10～12

（53）触电者脱离电源后，如神志清醒，应使其就地躺平，严密观察，暂时不要（　　）。

A.说话

B.站立

C.走动

D.站立或走去

（54）触电者神志不清，意识丧失，应在（　　）s内用看、听、试的方法，判定伤员呼吸心跳情况。

A.3

B.5

C.7

D.10

（55）触电者神志不清，有呼吸但心跳停止，应立即进行（　　）。

A.人工呼吸

B.胸外心脏按压

C.心肺复苏

D.电话联系医生

（56）触电者心跳停止，同时呼吸也停止或呼吸微弱，应立即进行（　　）。

A.人工呼吸

B.胸外心脏按压

C.心肺复苏

D.电话联系医生

（57）吹气要均匀，将吸入的气全部吹出，时间约（　　）s。

A.0.5～1

B.1～1.5

C.2

D.3

（58）进行心肺复苏，应将伤员平放（　　）在硬地上。

A.仰卧

B.俯卧

C.侧卧

D.无要求

（59）胸外按压法要以均匀速度进行，每分钟至少（　　）次，按压和放松时间相等。

A.60

B.80

C.90

D.100

（60）单人施行人工呼吸和心脏按压时应交替进行，按压次数和吹气次数的比例为（　　）。

A.5∶1

B.15∶2

C.15∶3

D.20∶2

（61）双人施行人工呼吸和胸外按压时，按压次数和吹气次数的比例为（　　）。

A.5∶1

B.15∶2

C.15∶3

D.20∶2

4.综合题

（1）一个正弦交流电电流的最大值I_m=15A，频率f=50Hz，初相位为42°，试求当t=0.001s时电流的相位及瞬时值。

（2）已知正弦交流电压的有效值U=220V，初相位φ=-30°，正弦交流电的有效值I=2.2A，并且电流的相位超前于电压60°，请写出它们的三角函数表达式。

（3）已知i₁=20sin（314t-30°）A，i₂=20sin314tA。①试求两正弦交流电的幅值、有效值、初相位、角频率、周期及它们的相位差；②画出它们的相量图，并写出其相量式。

（4）已知i₁=20sinωtA，i₂=20sin（ωt+90°）A，求：①总电流i=i₁+i₂；②各电流相量；③画出各电流的相量图。

（5）在电压为220V、工频为50Hz的电力网内，接入电感L=0.127H的电感线圈，求电感线圈的感抗、电感线圈中电流的有效及无功功率。

（6）电路中只有电容X_C=2Ω，正弦电压u=10sin（314t-60°）V。求：①写出通过电容的电流的瞬时值表达式；②有功功率和无功功率。

（7）在RLC串联电路中，已知R=30Ω，X_L=10Ω，X_C=40Ω。电源电压u=60sin（314t-30°）V。求此电路的电流和各元件电压的相量，并画出相量图。

（8）在RLC串联电路中，已知R=30Ω，X_L=80Ω，X_C=40Ω。电路中电流i=5sin（314+30°）A。求此电路的总电压和各元件电压的相量，并画出相量图。

（9）一星形连接的三相电路如图3-43所示，电源电压对称。设电源线电压u₁₂=380sin（314t+30°）V。负载为电灯组，若R₁=R₂=R₃=5Ω，求线电流及中性线电流I_N；若R₁=5Ω，R₂=10Ω，R₃=20Ω，求线电流及中性线电流I_N。

（10）电路如图3-44所示，①中性线未断时，L₁相短路，求各相负载电压；中性线断开时，L₂相短路，求各相负载电压。②L₁相短路，中性线未断时，求各相负载电压；L₁相断路，中性线断开时，求各相负载电压。