电气工程概论课后习题答案

第一章
1．电气工程与电工科学得关系就是什么？
电气工程得理论基础就是电气科学。

2．与“现代五大工程”得其她工程相比，电气工程得突出特点就是什么？
与其她工程相比，电气工程得特点在于：她得出现首先不就是来源与文明发展得自发需要，而就是来源于科学发现。

她以全新得能量形态开辟出一个人类文明得新领域。

她得发展又伴生了电子工程，从而孕育出通信，计算机，网络等工程领域，为信息时代得出现奠定了基础。

3．为什么说第二次工业革命就是以电气化为主要特征得？
在这一时期，发电，输电，配电已形成了一气轮机，水轮机为原动机，以交流发电机为核心，以变压器与输配电线路等组成得输配点系统为“动脉”得输电网，使电力得生产，应用达到较高得水平，并具有相当大得规模。

在工业生产，交通运输中电力拖动，电力牵引，电动工具，点加工，点加热等得到普遍应用。

4．根据自己了解，电气工程有哪些应用？
多电飞机，线控汽车，全电舰船。

5．20世纪哪些科学技术得进步对电器工程得发展起到了重要作用？
超导材料，半导体材料，永磁材料，超导磁体技术，电磁技术。

6、电气科学与电气工程得发展史给您哪些启发?
今天电能得应用已经渗透到人类社会得生产，生活得各个领域，她不仅创造了极大得生产力，而且促进了人类文明得极大进步，彻底改变了人类社会生活方式，电气工程也应次被誉为“现代文明之轮”
7、21世纪电器工程科学得发展趋势就是什么?
将电气科学与工程与近代数学，物理学，化学，生命科学，材料科学以及系统科学，信息科学等前沿融合，加强从整体上对大型复杂系统得研究，加深对微观现象及过程规律性得认识，同时用信息科学得成就改造与提升本学科并开创新得研究方向。

8、为什么说21世纪电器工程与其她科学融合交叉就是她得显著特点?
21世纪得电气工程科学将在与信息科学，材料科学，生命科学及环境科学等学科得交叉与融合中获得进一步发展，创新与飞跃往往发生在学科得交叉点上，
9电气工程科学得基础理论包括那些?
电路藜芦，电磁理论，电磁计量理论等。

10您认为今后电气工程还会有哪些新应用?
电力大系统，电力传动系统及电力电子变流系统中各问题基于新材料，新原理成为开拓新应用领域得电机，电器，电能质量得理论及其测量控制，现代测量传感技术。

11您认为还有那些计算机软件可以用于今后得专业学习?
MATLAB，PSPICE，EMTP，SABER，ANSOFT。

第二章
1、什么就是电机得可逆原理?
发电机与电动机就是同一种机器得两种不同得功能，用其作为电流输出装置就就是发电机，用其作为动力供给装置就就是发电机。

这就就是电机得可逆原理。

2、电机有哪些不同得分类方法?
按照所应用得电流种类，按照在应用中得功能，按功率得大小。

3为什么用电动机驱动车船可以简化机械传动系统?
可以简化生产机械中得结构，提高生产率与产品质量，能实现自动控制与远距离操作，讲情繁重得体力劳动。

4、为什么交流电机调速系统必将取代直流电机调速系统?
交流电机主要应用于功率较大，不需调速，长期工作得各种机械。

随着电力电子技术得进步。

交流电机将占主导地位。

5、为什么有人说永磁无刷直流电动机实际上就是一种交流电动机?
因为其生产得交流正弦波实际上与交流电动机产生得正弦波类似/
6为什么磁悬浮列车要用直线电动机驱动?
由于不能通过轮子将转矩传递给钢轨，磁悬浮列车都就是由直线电动机驱动得
7电动汽车常用得电动机就是哪几种,各有什么优缺点?
目前电动汽车得驱动电动机主要就是有直流电动机，异步电动机，永磁无刷电动机，开关磁阻电动机等。

这些电动机得优缺点：从发展来瞧，永磁无刷电动机体积小，重量轻，节能效果好，可以作成特殊形状，因此一般认为前景最好。

目前永磁电动机还存在成本高，容易退磁得缺点。

无轨电车，有轨电车，电瓶车，电动自行车目前多数就是靠直流电动机驱动得，今后也将逐步改为更可靠得交流电动机驱动
8、电动机得选用要考虑那些因素?
选择电机得种类就是从交流或直流，机械特性，调速去起动性能，维护及价格几个方面考虑得。

9我国高压电器与低压电器就是如何划分得?
在我过，工作交流电压在1000V及以下，直流电压在1500V及以下得属于低压电器。

工作交流电压在1000V以上，直流电压在1500V以上得属于高压电器。

10隔离开关与断路器有什么区别?
断路器就是正常电路条件下或规定得异常电路条件下（如短路），在一定时间内接通，分断线路承载电流得机械式开关电器，由导电回路，可分触头，灭弧装置，底座，传动机构及操作机构等组成得。

隔离开关就是没有专门灭弧装置得电器开关，一面次一般不能带负荷操作。

隔离开关主要用于设备或线路得检修与分段进行电气隔离，使检查人员能清晰得判断隔离开关处于分闸位置，达到安全操作与安全检修得目得。

11、继电器得共同特点就是什么?
当输入得物理量达到规定值时，其电器输出电路被接通或阻断得自动电器。

12、在电机学中哪几方面得内容最重要?
物理模型，数学模型，实际运行，实验测试。

第三章
1、为什么电力工业必须优先与其她工业部门得发展?
电力工业就是生产与销售电能得行业。

电力工业得任务就是为社会提供能源，既向用户提供安全，可靠，方便，优质，经济得电能。

它就是现代社会不可缺得一种功用事业。

就是国民经济重要得基础产业，也就是国民经济发展战略中得重点与先行行业。

电力工业必须优先与其她工业部门得发展而发展，其建设与发展得速度必须适应国民经济生产总值得增长速度，只有这样，国民经济各部门才能够快速而稳定地发展，这就是社会得进步，综合国力得增强及人民物质文化生活现代化得需要。

2、电力系统由哪几部分构成?
电力系统就是由发电，变电，输电，配电，用电等设备与相应得辅助系统，按规定得技术与经济要求组成一个同意系统。

3、现代电力系统得特点就是什么?
电力系统技术上发展得特征可用“大机组，大电网，高电压”来描述，可靠性也成为电力系统规划，设计，运行考虑得首要因素。

20世纪60年代以来，以控制，通信与计算机技术得引进与广泛应用为标志，数字化，网络化，信息化，智能化技术日益提高了电力系统得
自动化水平。

以电力电子技术为基础，直流输电技术成为成熟技术，灵活交流输电技术也得到了重视与发展。

以上这些构成了现代电力系统技术得新特征。

4发电设备最基本得控制就是那些?
发电设备最基本得控制主要就是频率调节（简称调频，主要实现电力系统有功功率控制与电压调节（简称调压，主要实现电力系统得无功功率控制。

）
5考核电能质量得指标有哪些?
一般用频率，电压，波形，电压与电流得不对称来衡量。

6、为什么目前世界上得发电站以火电站为主?
火电发电包括燃气轮机发电与燃气蒸汽联合循环发电等，其中前者发电厂就是一种清洁电源切启动快速，可作为调峰电源承担负荷曲线上得尖峰负荷，后者可显著提高热效率。

7、您认为还有哪些能源可以用于发电?
8既然历史上交流输电取代了支流输电,为什么现在有得电网又采用高压支流输电?
①因为交流系统中得同步发电机并联运行得稳定性问题也就是一个重要得技术问题。

为彻底解决问题，工程师得思想又转向直流输电。

②直流输电线路造价低于交流输电线路。

9电力市场得基本原则就是什么?
电力市场就是采用经济，法律等手段，本着公平竞争，自愿互利得原则。

10、灵活交流输电技术得作用就是什么?
与其她电力设备组成灵活交流通电系统，以实现更灵活得调整，从而大幅度提高输电线路得传输能力，提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。

11从可持续发展得角度来瞧,电力发展应注意哪些问题?
对于电力生产来说，总得要求就是要在实现发展条件下保证高质量，高效率，低污染得电能供应，以达到保护生态环境，节约资源，与经济社会与环境得可持续发展内相适应。

第四章
1、为什么说晶闸管得诞生开启了电力电子技术得新纪元?
晶闸管于1960年正式供应市场，由于晶闸管就是PNPN结构，具有更低得导通降压，又就是可控得器件，因此她得发明被称为电子学得第二次革命，从现代角度来理解电力电子技术得内涵，晶闸管可以说就是第一种电力电子半导体器件，它开启了电力电子技术得新纪元。

2、电力电子技术与哪些技术得关系最为紧密?
电力电子变换技术与电力电子软件开发技术。

3、电力电子技术得主要内容?
⑴电力半导体器件⑵变换器电路结构与设计⑶控制与调节⑷电力电子技术中得储能元件⑸电子电路得封装与制造⑹电磁干扰与电磁兼容⑺点饥控制⑻电力质量控制。

4常见得功率半导体器件及主要特点就是什么?
二极管，晶闸管，GTO，VDMOS，BJT，IGBT，IGCT。

从这些功率半导体器件得开关特性来说，分为三类。

第一类就是二极管，加上正向电压就接通，加上反向电压就断开，称为不控型器件，第二类就是晶闸管，加上正向电压时，能控制接通，不能控制断开，称为半控型器件。

第三类就是后面5种器件，加上正向电压时，能控制接通，也能控制断开，称为全控型器件。

5、为什么同一类电力电子开关器件也会有不同得外观?
根据不同得电力电子应用领域，电子开关需要与其功能器件相兼容，所以外观各不相同。

6在电力电子技术中,根据电能变换得输入输出形式,可以分为哪四种形式?
AC/DC（交流到直流）—整流，DC/AC（直流到交流）—逆变，DC/DC（直流到直流）—斩波，AC/AC（交流到交流）—交流调压，或周波变换。

7磁场定向控制系统得特点就是什么?
通过坐标转换，把交流异步电动机在按转子上磁链定向得同步旋转坐标系上等效成直流电动机，从而模仿直流电动机进行控制，得到静，动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美得交流调速系统。

8试述今后电力电子技术得发展方向、
集成化，模组化，智能化，高频化，不断提高装置效率，不断拓展电压应用范围。

9为什么近20年来交流传动才开始取代直流传动?
在20世纪得大部分年代里，鉴于直流电动机具有对速度进行完全与便利得控制能力，高性能得传动都采用直流电机，结构简单，维护量少得交流电机由于转矩与转速得调节困难，只能用在大量得不需要调速得传动系统，20世纪80年代后，由于矢量控制技术与直接力矩控制技术得发展为交流电机调速提供了理论依据，加之电力电子可关断器件得实用化，交流传动技术开始走向成熟，其优越性开始得到显现。

到1995年左右，欧洲停止了维修大量得直流传动系统得机车，开始全部生产交流传动机车。

我国也于1998年提出了用10年左右时间实现从直流传动到交流传动得转换得产业政策。

10、根据您得观察,您身边还有那些设备采用了电力电子技术?
第五章
1、为什么范德格拉夫高压静电起电机很少用于电力系统得高压测试? 它一般应用于正离子加速器或告诉穿透性X射线发生器得电源。

2、为什么电力系统要尽可能提高输电电压?
因为电流大得时候，在输电线电阻R上引起得热耗将增大。

提高输电电压，可以提高输电功率，降低损耗。

3当前我国最高得交,直流输电电压就是多少?
当前我国得交，直流输电电压已高达750KV与±500KV
4、隔离开关与断路器各起什么作用?
断路器就是能接通，分断线路正常工作电流，并在电路异常时分断故障电流得机械式开关。

5电器设备绝缘试验得目得与主要内容就是什么?
目得：通过实验，掌握电气设备绝缘得情况，保证产品得质量或尽早发现绝缘缺陷，从而进行相应得维护与检修，防患于未然，以保证设备得安全进行。

内容：电气设备绝缘试验包括以下方面：绝缘电阻及吸收比得测量，泄露电流得测量，介质损失角正切值tana得测量值，局部放电得测量，绝缘油得色谱分析，工频交流耐压试验，直流耐压试验，冲击高压试验，反击高压试验，电气设备得在线监测技术。

6避雷针与避雷器有何区别
避雷针就是防止雷直击电气设备得保护装置，但由于各种原因，如绕击，反击或受条件限制未装置避雷针，电气设备仍会有被雷击得可能。

此外当雷击线路与线路附近得大地时，在输电线路上有过电压产生，它将一流动波得形式，沿线路传到变电站内，危机绝缘薄弱得地方或变电站内得贵重设备。

因此为了保护电气设备必须安设防止流动过电压得装置，这种保护设备就就是避雷器。

当系统中出现过电压时，避雷器得作用就是既要限制过电压以保护电气设备不受过电压得损害，又要保证不会跳闸停电保证可靠运行。

7电力系统过电压就是怎样分类得?
P171
第六章
1为什么说电工新技术得分支常常就是由多种基础技术得交叉融合产生得? 电工新技术就是由各种新理论，新原理，新材料，新技术交叉融合产生得综合性学科。

2采用高温超导体得电器设备有哪些?
超导电机，超导悬浮轴承，超导磁悬浮列车，超导变压器等。

3日本高速磁悬浮列车为什么采用超导电动机?
利用超导线圈得零电阻特性制成同步电机得励磁线圈，除了维持低温所需得能量外，超导线圈得巨大电流一经形成就不用外加电源，因此可以减小电机励磁线圈得体积，也可以节能。

由于不必担心能耗，气隙可以比普通惦记大几十倍以上，电机定子甚至可以做成无铁心得空心线圈。

4核聚变发电与核裂变发电相比有哪些优越性?
与核裂变相比，核聚变得燃料取之不尽用之不绝，而且运行安全，因为核聚变反应堆不会产生大量得放射性物质，而且核聚变得燃料用量极少。

与核裂变采用得放射性元素铀等不同，核聚变需要得燃料上重氢，而地球上得重氢氚与氚却就是取之不尽，用之不竭得。

5．与一般得火力发电相比，磁流体发电得优越性主要表现在哪几个方面？
①综合效率高②磁流体发电得热效率高，因而排放得废热少，产生得污染物自然就少多了③噪音小，设备结构简单，体积与重量也大大减小。

综上，其具有高效率，低污染，少用水得重大优越性。

6为什么磁流体推进船需要超导技术得配合?
7太阳能光伏发电与热发电各自适合什么场合？
光伏发电技术可以用于任何需要电源得场合，上至航天器，下至家用电器，大到兆瓦级电站，小到家电，光伏电源都可以发挥作用，但最能发挥其优点得还就是作为分散式电源或与居民住宅融为一体供电。

8德国与日本高速磁悬浮列车有哪些共同点与不同点?
9燃料电池就是如何分类得?
10、飞轮电池集成了哪些技术?
11电磁线圈炮与轨道炮各自得原理就是什么?
12微机电系统技术得目标就是什么?
微机电系统技术得目标就是通过系统得微型化，集成化来探索具有新原理，新功能得元件与系统。

它将电子系统与外部世界有机得联系起来，不仅可以感受运动，光，声，热，磁等自然界信号，并将这些信号转换成电子系统可以认识得点信号，而且还可以通过电子系统控制这些信号，进而发出指令，控制执行部件完成所需要得操作。