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第一章 各工种通用技术
第一节 电工基础知识
1-1导体、绝缘体和半导体是怎样划的？
（1 ）导体。具有大量能够在外电场作用下自由移动的带电粒子（自由电子或正、负离子），因而能很好地传导电流的物体。如各种 金属、碳及电解液等都是导体。
（2）绝缘体。亦称“非导体”，具有良好的电绝缘或热绝缘性能的物体。如空气、木材、棉、毛、玻璃、电木、橡胶、石蜡、塑料等都是绝缘体。
（3）半导体。导电性能介于导体与绝缘体之间的物体。一般为固体，呈晶体结构。例如锗、硅以及金属的氧化物、硫化物等。它与导体（如金属）的情况不同，半导体中杂质的含量和外界条件的改变（如温度变化、受光照射等），都会使其导电性能发生显著变化。纯净的半导体，在极低温度下几乎不能导电，但随着温度升高，半导体的电阻却迅速减小。制作半导体器件常采用含有微量特定杂质的半导体，可分为N型半导体和P型半导体两大类。利用半导体的独特性能，可制成半导体二极管、半导体三极管、半导体整流元件、光敏电阻、热敏电阻、半导体光电池、半导体温差发电器和致冷器等半导体器件。
1—2 什么叫电路？构成一个电路必须具备哪些部件？
电流流通的路径称为电路。直流电流通的电路称为“直流电路”；交流电流通的电路称为“交流电路”。电路的参数（电阻、电感、电容）不随电流或电压的大小及方向改变而改变时称为“线性电路”，否则成为“非线性电路”。
电路一般包括四个主要部分，即电源、负载、联接导线与控制设备。1）电源是电路的能源，其作用是将各种形式的能量转化为电能。2）负载是用电的设备，其作用是将电能转化为所需形式的能量，如灯泡、电动机，电炉等。3）联接导线的 作用是传输电能。4）控制设备是用来执行控制任务的。
1—3试说明什么叫电源和电动势？
把其他形式的能量转变为电能的装置称为电源。如发电机、电池、温差电偶等。发电机将机械能转变为电能；干电池、蓄电池将化学能 转变为电能；光电池将光能转变为电能；温差电偶 热能转变为电能。在电子和电工设备中，有时也把变换电能形式（如交流电变换为直流电）的装置，如整流器等，作为电源。
在电源内部具有一种非静电作用（例如电池内部存在化学反应），它能推动正电荷不断地从低单位（负极）运动到高电位（正极），因而能持续保持正极电位比负极高，就能形成整个电路中连续不断的电流。电源内部这种能把正电荷从低电位推动到高电位的本领，称为电动势，用符号E表示。电动势E的大小等于单位电荷在电源内部非静电力的作用下通过电源时所获得的能量，单位是伏特。电源的电动势在数值上等于在外电路断开时电源两极间的电位差。
1—4 什么叫电流、电流强度和电流密度？
电荷的有规则的流动称为电流。例如金属中自由电子的定向流动，液体或气体中正、负离子在相反方向上的流动。电流的周围存在着磁场（电流的磁效应），电流通过电路时使电路发热（电流的热效应），通过电解质时引起电解（电流的化学效应）等，这些都可以反映出电流的存在。电流有时也作为“电流强度”的简称。
电流强度是单位时间内通过导体横截面的电量。可写成I=q/t，式中的I为电流强度，q为电量。习惯上把正电荷流动的方向规定为电流强度的方向。一般都用电流的磁效应、热效应、化学效应等来测量电流强度，其实用单位安培。
电流密度是指单位时间内通过垂直电流方向上单位面积上的电量，其单位为安/米，可写成δ＝I/s，式中S为导线的截面积（㎡），I为导线中电流（安培），δ为电流密度。
1—5什么叫电压？它与电动势有什么区别？
在电路中，由于电源中电动势的作用，使电源的一端聚集正电荷，另一端聚集负电荷，形成电源的正极和负极。人们规定，正极电位高，负极电位低，在正、负极间接上负载，构成闭合回路后，电流就会从糕点为的正极经负载流向低电位的负极。电源正极和负极之间的电位差，叫做电压，用符号U表示，单位与电动势相同，也是伏特。
电压与电动势在概念上不可混淆。电动势是指电源内部的一种非静电作用（例如电池内部存在化学反应），它能推动正电荷不断地从低电位（负极）运动大高电位（正极），因而能始终保持正、负极间的电位差。电动势的大小等于单位电荷在电源内部非静电力的作用下通过电源时所获得的能量。电动势的方向是指从负极到正极的方向，即电位升高的方向。而电压则是指电路中任意两点间的电位高低之差，它的方向是从正极指向负极，即电位降低的方向。
1—6什么叫电阻率？电阻率与温度的关系如何？
电阻率又叫电阻系数，它是表征物质导电性能的物理量。电阻率越小，导电本领越强。实用上有下面两种规定：
（1） 长1厘米、截面积1平方厘米的导电体在一定温度下的电阻，单位为欧姆·厘米。如铜在20℃时电阻率约为1.7×10ˉ6欧姆·厘米。
（2） 长1米，截面积1平方毫米的导电体在一定温度下的电阻。如铜在20℃时电阻率约为0.017欧姆·毫米/米。
用后一种单位表示时，电阻率的数值是用前一种单位表示时的一万倍。电阻率的倒数称为电导率，一般只用第一种规定的倒数来表示。
金属的电阻率与温度有关。温度越高，金属的电阻率越大。对于半导体和电介质则温度越高，电阻率越小。
1—7 电阻是什么？倒替的电阻怎样计算？
电路中某两点间在一定电压作用下决定电流强度的物理量称为电阻，其定义公式为R＝U/I，R为电阻，U为电压，I为电流。电阻可理解为物体对电流通过所呈现的阻力。在相同温度下，长度和截面积都相同时，不同物质的电阻差别往往很大。金属的电阻较小，但岁温度的升高而增大。绝缘体的电阻很大。半导体的电阻的大小介于导体和绝缘体之间，并随温度的升高而显著减小。电阻的实用单位是欧姆（Ω），简称欧。
电阻定律是确定导体电阻植的定律。截面均匀的导体（如导线），在一定温度下的电阻R可表示为R＝ρl/S，其中ι为导线的长度，S为截面积、ρ一种为电阻率。ρ值可在电工手册中出、查处，只要知道导线的长度和截面积，就可计算出其电阻值。
1—8 试说明部分电路、全电路的欧姆定律。
欧姆定律是电学的基本定律之一。它反映着在有稳恒电流通过的电路中，电流、电压（或电动势）与电阻间的依存关系，可表示为两种形式：
（1） 部分电路的欧姆定律：通过部分电路的电流I，等于该部分电路两端的电压U，除以该部分电路的电阻R。电流、电压和电阻的单位分别为安培（简称安）、伏特（简称伏）和欧姆（简称欧）。即
（2） 全电路的欧姆定律：通过全（闭合）电路的电流，等于电路中电源的电动势E，除以电路中的总电阻（外电阻R和电源的内电阻r之和），即
1—9 什么叫电容器？什么叫电容？
电容器是电路中用以储积电荷的基本元件。由电介质相隔的两组金属电极片（箔、膜）组成。所用的电介质有固体的、气体的（包括真空）和液体的。按型式分，电容器有固定的、可变的和半可变的的三类。按极片间使用的介质分，则有空气电容器、真空电容器、纸介电容器、塑料薄膜电容器、云母电容器、陶瓷电容器、电解电容器等。电容器在电力系统中是提高功率因数的重要器件；在电子电路中是获得振荡、滤波、移相、旁路、耦合等作用的主要元件。
电容器储存电荷的能力叫电容量，简称电容，用符号С表示。电容的大小用电容器储存的电荷量Q与两极极间的电压U的比值表示，即
若在1伏电压作用下，电容器储存的电荷量为1库仑，电容就是1法拉。使用上常取较小的单位，即

1—10 电路元件（电源、电容器、电阻）的串联具有什么特点？
把电路元件逐个顺次联接的方法称为串联。特点是，如果有电流通过时，则各元件的电流相同。
（1）电源的串联：把一个电源的负极接到次一个电源的正极，这样顺次连联接，其整个电源组的电动势等于各电源电动势之和。即 需要高电压时可以把电源串联起来。
（2）电容器的串联：把各电容器顺次联接成无分支线路。总电容的倒数等于各个电容倒数之和，而较其中任一电容器的电容为小。即
（3）电阻的串联：把电阻顺次联接成无分支线路。总电阻等于各电阻的和。即
（4 ）在交流电路中，各元件（可能包括电感、电容和电阻）串联时，总电阻与总电抗分别等于电阻与电抗的代数和。
1—11 电路元件（电源、电容器、电阻）的并联具有什么特点？
把电路元件并列接到电路的两点间，这样的联接方法称为并联。它的特点是各并联元件两端的电压都相等。
（1）电源的并联：把几个电动势相等的电源，正极联接在一起，负极也联接在一起，然后接到电路中。这时总电动势仍等于一个电源的电动势，而通过外电路的电流，等于通过各电源的电流之和。即 需要强电流时可采用并联。
（2）电容器的并联：把电容器的一极联接在一起，另一极也联接在一起。总电容等于各电容器电容之和。即 需要大电容时可用并联。
（3）电阻的并联：把所有电阻的一端联接在一起，另一端也联接在一起，此时，总电阻的倒数等于各分电路电阻倒数之和，而较任一分路的电阻为小。即
（4）在交流电路中，各元件（可能包括电感、电容和电阻）并联时，总电导与总电纳分别等于并联着的电导与电纳的总和。
并联电路的优点是各用电器可以分别控制，不影响其余用电器；各用电器具都可以按统一的额定电压进行制造。动力和照明用电，一般都采用并联。
1—12 电功和电功率的定义是什么？用什么单位计量？
功是量度转换的基本物理量。当电流通过电路时，电路把电能转换成其他形式的能量，则称电流作了功。电流所作的功叫电功。电功常用UIt表示，式中U为电压，I为电流强度，t为通电时间。电功的常用单位是焦耳、千瓦·小时等。
功率是做工快慢程度的量度，用单位时间内所做的功表示。电源在单位时间里所做的功称为电功率，表达式为P=UI，式中P代表电功率。电功率的单位为焦耳/秒，又称为瓦特，较大的单位为千瓦。
1—13焦耳-楞次定律说明什么问题？
焦耳-楞次定律亦称焦耳定律。它是确定电流通过导体时产生的热量的定律。焦耳-楞次定律说明：电流在一段导体中产生的热量Q，与电流强度I的平方、该段导体的电阻R和通电时间t成正比，通常用关系式Q=0.24IRt表示，式中Q、I、R、t各量的单位分别为卡、安培、欧姆和秒。
1—14什么是基尔霍夫定律？
基尔霍夫定律是确定任意形式的电路中各节点的电流之间与各回路的电压之间所遵循的普遍规律的电路定律。它包括两个定律。基尔霍夫第一定律：在任一时刻流入电路中某一分支点的电流强度的总和，等于从该点流出的电流强度的总和。基尔霍夫第二定律：在电路中任取一闭合回路，并规定正的绕行方向其中电动势的代数和，等于各部分的电阻（在交流电路中为阻抗）与电流强度乘积的代数和。
1—15 什么是磁体？什么是磁极？
具有磁性的物体称为磁体。天然磁体通常称为磁石。人造磁体常条形或马蹄形，称条形磁体或马蹄形磁体。
磁体上磁性最强的部分称为磁极。针形、条形和马蹄形磁体的磁极都接近于两端处。可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，在地磁场的作用下静止时的方向大致指向南北；指北的一端称北（N）极，指南的一端称南（S）极。磁体的同名磁极相斥，异名磁极相吸。在任何一个磁体上，南极和北极总是成对出现，而且它们的强度相等。
1—16 右手定则（发电机定则）应用在什么场合？
它是确定导体在磁场中运动时导体中感生电动势方向的定则。伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并都和手掌在同一平面内。
假想将右手放入磁场中，让磁力线从
手心垂直地进入，使拇指指向导体的
运动方向，这时其余四指所指的方向
就是感生电动势的方向。

1—17 左手定则（电动机定则）应用在什么场合？
它是确定通电导体在外磁场中受力方向的定则。伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并

都和手掌在同一平面内。假想将左手放入磁场中，使磁力线从手心垂直地进入，其余四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是磁场对通电导体作用力的方向。
1—18什么叫电磁感应？
通过闭合回路面的磁力线发生变化，在回路中产生电动势的现象称为电磁感应。这样产生的电动势，称为感生电动势。如果导体是闭合回路，将有电流流过，其电流称为感生电流。变压器、发电机、各种电感线圈都是根据电磁感应原理工作的。
1—19 楞次定律说明什么问题？
楞次定律是用来确定感生电流（或感生电动势）方向的定律。又物理学家楞次于1833年提出的。该定律指出，感生电流的方向是使它所产生的磁场与引起感应的原有磁场的变化相对抗。例如，当线圈中的磁通量增加时，其中感生电流的方向是使它所产生的磁场方向，而当线圈中的磁通量减少时，则感生电流的方向是使它所产生的磁场与原磁场同向。楞次定律说明电磁现象也符合能量守恒和转换定律。
1—20 自感应现象是怎样发生的？
电路中因本身电流变化而引起电动势的现象叫自感应。在具有铁心的线圈中特别显著。自感应有时也作为自感系数的简称，自感系数也叫电感量，它是用以表示线圈自身产生自感电动势固有能力的重要参数，用符号L表示。自感系数在数值上等于单位时间内电流强度变化一单位时，由自感而引起感应电动势的量值。在使用单位制中，自感系数的单位为亨利（H）相当于电流强度变化1安培/秒时引起1伏特的自感电动势。
1—21 什么叫互感应？
由于一个电路中电流变化，而在邻近另一电路中引起感应电动势的现象。有时也作为互感系数M的简称，数值上等于单位时间内一个电路中电流强度变化一单位时，由于互感而在另一电路中引起感应电动势 的量值。在使用单位中，互感系数的单位也为亨利。变压器就是根据互感应的原理工作的。
1—22 涡流是怎么产生的？
涡流是我电流的简称。迅速变化的磁场在整快导体（包括半导体）内引起的感生电流，其流动的路线呈旋涡形，这就是涡流。磁场变化越快，感生电动势就越大，因而涡流也就越强。涡流能使导体发热。在磁场发生变化的装置中，往往把导体分成一组相互绝缘的薄片（如变压器的铁心）或一束细条（如感应圈铁心），以减低涡流强度， 从而减少能量损耗。但在需要产生高温时，又可利用涡流来取得热量，如高频电炉就是根据这一原理设计的。
1—23 试解释什么是趋肤效应？
趋肤效应亦称集肤效应。交流电通过导体时，由于感应作用引起了导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面其电流密度愈大，这种现象成为趋肤效应。趋肤效应使导体的有效导电面积减小，电阻增加。频率越高，趋肤效应愈显著。
1—24 直流电和交流电有什么区别？
直流电简称“直流”，指方向不随时间变化的电流。在恒顶电阻的电路中，加上电压恒定的电源，，便产生大小和方向都不变的直流电，称“稳恒电流”。直流电可由蓄电池、直流发电机等直流电源或交流电经过变流机或整流器来获得。
交流电简称“交流”，指大小和方向随时间作周期性变化的电流。它的最基本形式是正弦电流。
1—25 交流电的周期、频率和角频率的定义是什么？
正弦交流电变化一周所需的时间即为交流电的周期，通常用T表示，它的单位为秒
一秒钟内交流电变化的周期书成为频率，通常用f表示。它的单位为周/秒或赫兹，简称赫，用Hz表示。频率和周期互为倒数。
交流电变化的快慢除了用周期或频率表示外，还常用角频率表示它是频率f的2π倍，一般用ω表示，ω＝2πf，单位是弧度/秒。
1—26 什么是交流电的相位、初相位和相位差？
相位亦称周相或位相，简称相。某一物理量随时间（或空间位置）作正弦变化时，相位是决定该量在任一时刻（或位置）的状态的一个数值。
交流电电压u＝U 的规律发生变化时，其中 就称为相位，它确定u在时刻t的数值。φ 是t＝0的相位，成为初相位。U和ω分别表示u的振幅（最大值）和角频率。在这种情况下，相位用角度表示，故亦称相角，初相位亦称初相角。
相位差亦称相角差或相差。两个同频率的交流电的相位之差的差值，也就是它们初相的差。相位差等于零或180°的偶数倍时称同相；得便关于180°的奇数倍时成反相。当一个两的初相大于另一个量的初相时，则称前者超前于后者（相位超前），或后者落后于前者（相位落后）。例如某一交流电路中，电压为，通过的电流是，则电压和电流的相位差就是φ，电压的相位比电流的相位超前φ，或者说电流的相位比电压的相位落后φ。
1—27 交流电的瞬时值、峰值、有效值、平均值各表示什么？
正弦交流电每时每刻都在变化，交流电在某一瞬间的值称交流电的瞬时值。
当电流随时间作正弦变化时，可表达为i＝Imsinωt ，其中i为电流的瞬时值，I是电流的振幅，ω是角频率。正弦交流电的峰值就是它的振幅。
有效值是一种用以计量正弦交流电大小的值。若交流电通过一个电阻，在一周期中所发生的热量与直流电通过同一电阻在同一时间发生的热量相同，则这直流电的量值称为交流电的有效值（亦称均方根值）。电流的有效值为

正弦电压、正弦电动势的有效值也可照上式表达。
正弦交流电的平均值，一般采取从t1＝0 到 t2＝π/ω 作为时间间隔，平均值

正弦电压、真相电动势的平均值也可比照上式表达。
1—28 交流电的有功功率、无功功率和视在功率的意义各是什么？
单位时间内实际发生或消耗的交流电的电能叫电功率，它是一周期内的平均功率，简称功率。在单相电路中，有功功率P等于电压有效值、电流有效值和功率因数三者的乘积，即P＝UIcosψ。单位有瓦、千瓦。
具有纯电感或纯电容的交流电路中，电感的磁场和电容的电场在一周期的一部分时间内从电源吸收能量，另一部分时间内将能量返回电源，在整个周期内平均功率是零，也就是没有能量消耗。但能量是在电源和纯电感或纯电容之间来回交换的，能量交换的最大值叫做无功功率。在一般单相交流电路中，无功功率的计算值等于电压有效值、电流有效值和电压、电流间相位差的正弦三者的乘积，即Q＝UIsinψ。单位为乏、乏千。
视在功率S表示交流电气设备的容量。其值等于电压有效值和电流有效值的乘积，即S＝UI，单位用伏安、千伏安。视在功率乘以功率因数等于有功功率，即P＝Scosψ，例如，在设计一台单相变压器时，用额定电压220伏和额定电流5安，则它的视在功率是1100伏安。
1—29 什么叫功率因数？它有什么实际意义？
在正弦交流电路中，接有电感性负载时，电源的供给的电功率可以分成两种：一种叫有功功率，这部分功率是指电能在电源和电感负载之间交替往返的功率，它并不作功，但却是用电设备中建立磁场所必须的。电源（发电机、变压器）发出的总功率，叫视在功率。视在功率S、有功功率P和无功功率Q之间的关系可用图所示，

从功率三角形中不难看出，在同样视在功率S的情况下，功率因数 越低，有功功率P就越小，无功功率Q也句越大，这样使电源容量不能充分利用。此外，无功功率增大还增加了供电设备及线路中的功率损失，因此，用电时必须采取措施提高用电设备的功率因数。
1—30 单相和三相交流电有什么区别？
具有单一交流电动势的电源。对外供电时一般有两个接头。采用单相电源供电系统称单相系统。由单乡电源供电的负载称为单乡负载。在日常生活中，电灯、收音机、电熨斗、电风扇等一般都是单相负载。单相电路是由单相电源和单相负载组成的。
三相是常用的一种多相交流电系统。其基本接线方式有星形（Y形）和三角形。在具有对称电动势的三相系统中，各电动势的频率和振幅都相等，而且相邻两相的相位差等于120°（就是时间上相差1/3周期）。对称三相电流电动势的瞬时值表示为：

其波形图如下：

三相交流电系统已成为近代发电、输电、供电的基本方式，与单相系统相比有以下优点：便于获得旋转磁场，这种磁场是异步电动机和同步电动机工作的基础；对称三相电路功率的瞬时值恒定不变，而且在同一输电条件（电压、容量、长度、损耗等）下，可以节省导线材料。
1—31 什么是电源、负载的星形联接？线电压和相电压、先电流和相电流之间有什么关系？
如果把三相发电机的三个线圈的末端联接在一起，用三个首端向负载供电，这种联接就叫做电源的星形联接。如果把三个负载的末端联接在一起，用三个首端与电源相接，这种联接就叫做负载的星形联接。在图中A、B、C分别表示三相电源的首端，O点表示三相电源的中点（即三个末端X、Y、Z的联接点）。A 、B、C分别表示三相负载的手首端，O`点表示三相负载的中点（即负载末端的联接点）。若将电源中点O与负载中点O`也用导线接起来，这种供电方式称为三相四线制。eA、eB、eC 分别表示三相发电机线圈的电动势。电源与负载的首端之间的联接线叫做相线，一般也称为火线。O与O`的联接线称为中性线。简称中线（如果中线接地，也可以叫零线或地线）。

端线（火线）与中线间的电压，叫相电压，如UA、UB、UC 。如果不具体指某一相，就用 表示。端线与端线见的电压叫线电压，如UAB、UBC、UCA 。如果不具体指某两线间的线电压，就用 表示。发电机每相线圈中流过的电流叫相电流，用U线 表示。而把每根端线中通过的电流叫线电流，用I相 表示。由图可见，在三相四线制供电线路中，相电流等于线电流，即I相＝ I线 ；线电压等于相电压的 倍，即U线＝ U相 。并且U线 比U相 超前30°。
中线中通过的电流叫中线电流，用i0 表示。当三相负载对称时，即ZA＝ZB＝ZC 时则中线电流为零，往往可以取消中线，这种供电方式就是三相三线制
1—32 什么是电源、负载的三角形联接？线电压和相电压、线电流和相电流之间有什么关系？
三角形联接，就是把线圈的末端和另一个线圈的首端依次联接，例如X接B、Y接C、Z接A，新成一个闭合回路，再从三个联接点引出三根导线向外供电，如图所示。这种三相供电线路是三相三线制。由图可见，两端线间电压就是

一相负载间的电压，所以三角形联接时，线电压等于相电位，即U线＝ U相 。图中iA、iB、iC 为线电流。 IAB、IBC、iCA 分别为各相负载中的电流，叫相电流。可见，三角形联接时，线电流不等于相电流，而是I线＝ I相 关系，并且 落后I相30°。
1—33三相电路的功率如何计算？
当三相负载对称时，不论负载是星形联接还是三角形联接，各相的相电压和相电流都相等，电压与电流间的相位差也相同，所以各相负载所消耗的功率也必定相同。因此，三相电路的功率等于三倍的单相功率。其中
有功功率P＝ U线I相cosφ，
无功功率Q＝ U线I线sinφ
视在功率S＝ U线I线
式中φ角是相电压U相与电流I相的相位差。
当三相负载不对称时，不能使用上述三个公式，而应分别计算出各相功率，三相的总功率等于三个单相功率之和。
第二节 电工测量仪表
2—1 电工仪表的误差可 分成几类？有集中表达方式？
任何一种仪表测量时都会有误差，它说明仪表指示值和被测量的实际值之间存在差异。平时所指的仪表准确度是说明指示值和被测量实际值相符合的程度。误差越小，准确度就越高。
按照仪表误差发生的原因，可分为两类：
（1） 基本误差。指仪表在规定的正常条件下，进行测量所造成的误差。它是由于仪表本身结构上和制作上的局限性所导致的。
（2） 附加误差。当仪表在非正常条件测量，除基本误差之外所出现的误差，称为“附加误差”。
误差的表达形式有三种：
（1） 绝对误差。测量值与被测量之间的差值称为测量的绝对误差。
（2） 相对误差。相对误差是指绝对误差和被测量实际值之比的百分值。
（3） 引用误差。这是一种能表示仪器本身性能优劣的误差表示法，定义为绝对误差与仪器测量上限比值的百分数。
2—2仪表准确等级是如何规定的？
当仪表在规定工作条件下测量时，在它标尺的工作部分的全部愤怒度线上，可能出现的最大基本误差的百分数值，称为仪表的准确度等级。仪表的准确度越高，则其基本误差越小。
根据我国国家标准（GB776-65）规定，电气测量指示仪表准确度可分为七级，即0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。目前已经出现准确度为0.05级的指示仪表。知道仪器准确度等级就知道仪表的基本误差。例如，普通2.5级万用表，其测量时的基本误差在 范围内。
2—3为满足一定的测量精度要求，选择和使用测量仪表时应注意哪些问题？
测量精度的要求，是根据对被侧对象的技术要求和客观环境条件等具体状况确定的。选择仪表时，应根据所要求的准确度，适合于被测量的灵敏度，允许仪表本身消耗的功率，适合于使用者的读数装置、绝缘电阻、耐压及耐过载能力、量程范围等方面考虑选用合适的仪表。
从使用电工仪表的角度，首先必须使仪表处于正确的工作条件。例如，按规定的位置装置，远离外磁场，使用前应使指针处于零位等。读取仪表指示值时，应使视线和标尺平面垂直，标尺表面带有镜子时，则应使指针盖住镜子中的影子再读数。读数时若指示位置在两条分度线 之间，可以估计一位数字。
2—4 电气测量仪表和较量仪器有什么区别？
电气测量指示仪表和较量 仪器是两种不同系列的仪表。从它的测量方式、使用范围、指示精度等各方面都有很大的差别。
电气测量指示仪表虽然种类繁多（如电压表、电流表等），但它们的主要作用都是将被测电量变成仪表活动部分的偏转角位移。为此目的，电气测量指示仪表通常由测量机构和测量线路两部分组成。线路将被测量（电压、电流、功率等）变换成测量机构直接测量的电磁量。如电压表中串联降压电阻、电流表中并联分流电阻、万用表中的各种测量线路等，都属于仪表的测量线路。测量机构是实现角位移的部件，它是仪表的核心，对测量精度影响较大。
电气测量指示仪器使用方便，，对测量环境要求较低、制造简单、成本低、稳定性和可靠性高，获得广泛的使用，但它的准确度不高，不能满足某些高精度的测量要求。
较量仪器分电桥和电位差计两类，它和指示仪表不同，是根据比较法来实现测量目的的。利用这种仪器测量时，是将被测量和已知标准量进行比较，从而确定被测量的大小。
这种仪器的特点是准确度很高，如我国生产的直流电桥，测量准确度已达到2×10-4 ，直流电位差计达到5×10-5 ，交流电桥采用变压比率臂型式达到1×10-4 。另一方面，这种仪表具有较大的灵活性，既有手动平衡，也有自动平衡。既可用来测定各种电量，也可以用来测定各种非电量，如温度、压力、位移等。广泛应用于电磁测量和工业自动检测技术中。
2—5 常用电工测量指示仪表，依其测量原理来区分有几种主要类型？各有什么特点？
按照测量原理和用途可分为：磁电系仪表、整流系仪表、电磁系仪表、电动系仪表、感应系仪表等。
磁电系仪表是利用永久磁铁的磁场与载流线圈（即通用电流的线圈）相互作用的原理而制成的，结构特点是具有固定的永久磁铁和活动的线圈。这种仪表使用十分广泛，可用来测定直流电压、电流，加装适当整流器和变换装置也可以测量交流及非电量。
整流系仪表，如万用表是利用磁电系测量机构（表头）配合测量电路的一种多用途表，是工矿电工最常用的仪表，它的特点是多用途、多量程。
电磁系仪表是利用动铁片与通有电流的固定线圈之间或与被此线圈磁化的静铁片之间的作用力而制成的仪表。这种仪表结构简单，可以直接测量交流电量，从而在电工测量中得到广泛应用。
感应系仪表，如交流电度表是一种“功率积算表”，它既不是简单地放映电压、电流，也不是指示瞬时功率，而是要放映电能随时间增长积累的总和。因此，在结构上采取所谓“感应式”特殊结构。它将负荷电功率的大小变成表内转盘的随时间转动快慢的转数，再通过计数装置将转数累积，指示出用电量。
2—6 为什么磁电式仪表不能直接用语交流测量，而电磁式和电动式仪表可以交直流两用？
磁电系仪表是经永久磁铁磁场和通电线圈产生转距的。由于磁场固定，指针的偏转方向就决定于动线圈中电流的方向，电流方向改变则指针偏转方向也改变。交流电电流的方向是随时间变化的，当动线圈同交流电流时，指针要在一个周内从零位向正、反两个方向偏转运动，若交流电频率远超过指针的摆动频率，由于惯性，则指针根本不会产生明显运动。
电磁系和电动系仪表是利用固定线圈产生的磁场和动铁片或动线圈之间的吸引力来形成转距的。当固定线圈通有一定方向的电流时，被磁化的动铁片极性（或通电可动线圈的极性）和固定线圈产生的磁场互相吸引，带动指针偏转。当固定线圈电流方向改变时，被磁化动铁片（或通电可动线圈）的极行随之也改变，两者之间能保持吸引，使活动部分的转距方向保持不变。所以，这两种系列仪表可以交直流两用。
2—7 电流表和电压表的主要区别是什么？在电路联接时注意些什么？
电流表和电压表测量机构完全相同，只是测量线路上有着根本区别。电压表是并联在被册线路两端，要分流掉一部分电流，为了减小测量误差，希望分流的电流占被册电流的比例尽可能小。因此，采用将表头串联一个大电阻的形式构成电压表。电流表是串联在被测电路中。由于表头允许流过的电流较小，而被测电路的电流可能超出表头量程，所以长采取在表头两端并联分流（即小电阻）的形式。
使用电流表和电压表时要注意被测量的数值必须在表的量程范围内。同时绝对避免电流表并接在被测线路两端，否则，将会有很大的电流流过表头而将其烧毁。
2—8 磁电式电流表怎样扩大量程？
在实际使用中，常需要将一个磁电式电流表头的量程扩大，通常可以采取下列两种方法：
（1） 测量表头内阻，计算出扩大量程所需要的分流电阻大小。可利用图的方法测量表头内阻。
调整电位器使表头指针指满刻度，表头指示的电流值为流过表头线圈的电流。用高电阻抗万用表的电压档测量表头两端的电压降。将测得的电压除以表头满量程的电流值，即为表头内阻。然后，呆板、按照电工原理中并联支路计算公式算出分馏电阻值。提醒注意的是，禁止使用万用表电阻档去测量表头内阻，这样会有较大电流流过表头而将表头烧毁或指针打坏。

另一种方法是，利用一个已知量程表（要求不高时可用万用表）按图线路扩大表头量程。

图中W2 是一个小电阻值电位器，先将W2 短接，调整W1 使已知量程表“I”指示一个数值，然后调整W2 ，使表头“Ⅱ” 指示位置所表示的扩大量程后的读书和表“Ⅰ”的实际读书相等，W2 的阻值即为所要并联的分馏电阻值。如果量程扩大范围大，而且找补到合适的小电位器， W2 可以用裸康铜丝代替，滑臂用铜线代替。
改变量程的方法通常采用波段开关切换分流电阻的方式。
2—9 万用表由哪几部分组成？一般能进行哪些测量？
万用表由三大部分组成。
（1） 表头：通常采用磁电系测量机构作为万用表头。它的满刻度偏转电流一般为几个微安到百微安。满刻度偏转电流越小，则灵敏度越高，表头特性就越好。
（2） 测量线路：一般万用表的测量线路由多量程直流电流表、多量程支流电压表、多量程交流电压表及多量程欧姆表组成。个别型号万用表还没有多量程交流电流档。
（3） 转换开关：万用表各种测量种类及量程的选择是靠转换开关来实现的。转换开关里有固定接触点和活动接触点，当活动接触点和固定接触点闭合时可以接通电路。
万用表可以测量直流电流、电压，交流电压，电阻，交流电平（分贝）。有些万用表还没有测量电容刻度及测量晶体三极管特性的线路和刻度。
2—10 使用万用表应注意哪些问题？
万用表具有多用途的特点，在电工测量中十分方便，然后也往往因使用不当或疏忽大意造成测量错误或损坏事故。因此，必须学会正确的使用万用表。一般应注意下列几点：
（1） 插孔（或接线柱）选择要正确。一般红笔插在表上标有“+”号的插孔内，黑笔插在“-”插孔内。测量时注意极性。
（2） 种类选择要正确。如测量电压时应将转换开关放在相应的电流档等。尤其在作几种不同的测量时要特别细心，稍一不慎有可能造成严重后果。例如误用电流档测电压，轻则表针损坏，重则烧毁。
（3） 量程选择要适合。例如测量的电压是交流220伏，量程开关应置于交流250伏档或500伏档。测量电流时，最好借助于换档开关，使指针在刻度二分之一到三分之二的位置上，读数才能较为准确。
（4） 使用欧姆档量侧时，应注意倍率档选择，并不要忘记进行调整，测量中应尽量使指针指在刻度较稀的部分，其指针越接近中心位置，读数越准。应特别注意，欧姆档决不能带电测量。否则外加电压不仅使测量结果错误，而且可能烧坏表头。
（5） 正确进行读数。万用表上有多条刻度线，它们分别适用于不同的被测对象。所以，测量时应该在对应的刻度尺上读数，同时也应注意刻度尺都市和量档的配合，避免出错。
（6） 应注意操作安全。在进行较高电压测量或测量点附近有高电压时，千万注意人身、仪表和被测设备的安全。在做较高电压及大电流测量设计，不能带电切换量程开关，否则有可能使开关烧坏。万用表用完以后，最好将量程开关置于交流电压最高档，此档对表最安全，以防下次测量时疏忽而损坏万用表。
总之，应在平时测量中养成正确使用的习惯，每当表笔接触被测线路前，应习惯对表再作一次全面检查，看一看各部分位置是否有限。
2—11 如果被测交流电流较小时，如何使钳形电流表有明显的读数？
如果被测交流电流较小，读数不明显，可以采取在卡口上多绕几匝再测。此时，测得的读数必须除以所绕的匝数才是电力实际电流值。
2—12 摇表为什么有三个测量端子？
一般摇表有三个接线柱：线（或火线）接线柱“L”，测量时与大地绝缘的被测导体联接；地接线柱“E”，测量时与被测物的外壳或其他部分联接；保护（或屏）接线柱“G”，测量时与被测物上保护遮蔽环或其他不须测量的部分想相接。一般测量时，只用“线”和“地”两个接线柱。“保护”接线柱只有当被测物表面漏电严重，对测量结果影响很大且不易消除时才采用。例如，空气太潮湿，绝缘材料表面受到侵蚀而不能擦干净时，若要判明是内部绝缘不好还是表面影响，这就需要将表面和内部的绝缘电阻分开，以便比较判别，这时，就要使用此接线柱按一定方式联接。
第三节 电工工具与材料
3—1试电笔的结构和原理是什么？使用试电笔应注意哪些问题？
试电笔是电工常用的一种辅助安全工具。用于检查500伏以下导体或各种用电设备外壳是否带电（即是否和大地之间有电位差）。试电笔外型是钢笔式结构，前端有金属探头，后端有金属挂勾，使用时手必须接触金属挂勾。内部结构有一个发光氖泡、降压电阻及弹簧。
试电笔的作用原理是当手拿着它测试带电体，带电体经试电笔、人体到大地心房成回路（即使是穿了绝缘鞋或站在绝缘物上，也认为是形成了回路，因为绝缘物的漏电足以使氖泡起辉）。只要带电体和大地之间存在电位差超过一定数值（通常60伏以上），试电笔就发出辉光，低于这个数值就不发光。若是交流电压，氖泡两极均发光，若是支流电则一极发光。
使用试电笔时应注意下列几点：
（1） 测试前试电笔应先在确认的带电导体上试验，以证明电笔是否良好。以防因氖泡损坏而得出错误的判断。
（2） 使用试电笔一般应穿绝缘鞋。
（3） 在明亮光线下测试时，往往不易看清氖泡的辉光，此时应注意避光仔细测试。
（4） 有些设备特别是测试仪表，工作时外壳往往因感应带电，用试电笔测试有电，但不一定会造成触电危险。这种情况下，必须用其他方法（如万用表测量）判断是真正带电还是感应带电。
（5） 对于36伏以下安全电压带电体，试电笔往往无效。
3—2 使用手电钻应注意哪些问题？
使用手电钻应注意下列几点：
（1） 不同的孔径应该选用相应规格的电钻，避免过载而烧毁电动机。
（2） 电钻的外壳是接零的，橡胶软线中心黑线是接零保护线。初次使用时，不要手握电钻插电源，应将其放在绝缘物上插上电源，用试电笔检查外壳是否带电，然后再使用。
（3） 电钻使用前先让其空转片刻，以检查转动是否正常。
（4） 使用钻头必须锋利，钻孔时不宜用力过猛，以免过载。凡遇转速突然降低时应立即放松压力，钻孔时突然刹停，应迅速放松开关切断电源，当孔快钻通时应当减少压