电气专业中级职称考试复习提纲

《电气专业基础与实务（中级）》考试大纲前言根据原北京市人事局《北京市人事局关于工程技术等系列中、初级职称试行专业技术资格制度有关问题的通知》(京人发[2005]26号)及《关于北京市中、初级专业技术资格考试、评审工作有关问题的通知》（京人发[2005]34号）文件的要求，从2005年起，我市工程技术系列中级专业技术资格试行考评结合的评价方式。为了做好考试工作，我们编写了本大纲。本大纲既是申报人参加考试的复习备考依据，也是专业技术资格考试命题的依据。在考试知识体系及知识点的知晓程度上，本大纲从对电气专业中级专业技术资格人员应具备的学识和技能要求出发，提出了“掌握”、“熟悉”和“了解”共3个层次的要求，这3个层次的具体涵义为：掌握系指在理解准确、透彻的基础上，能熟练自如地运用并分析解决实际问题；熟悉系指能说明其要点，并解决实际问题；了解系指概略知道其原理及应用范畴。在考试内容的安排上，本大纲从对电气专业中级专业技术资格人员的工作需要和综合素质要求出发，主要考核申报人的专业基础知识、专业知识和相关专业知识，以及解决实际问题的能力。命题内容在本大纲所规定的范围内。考试采取笔试、闭卷的方式。《电气专业基础与实务（中级）》考试大纲编写组二○一四年一月1第一部分专业基础知识一、电工技术专业基础知识（一）电阻的串、并联1、掌握电阻串、并联电阻阻值的计算2、掌握电阻串、并联电阻每只电阻电压、电流和功率的计算（二）电阻的混联1、掌握电阻混联总电阻阻值的计算2、熟悉电阻混联每只电阻电压、电流和功率的计算（三）电容的串、并联1、掌握电容的串、并联总电容量的计算2、熟悉电容的串、并联每只电容上的电压、电量计算（四）电容的容抗掌握电容的容抗计算（五）电感的感抗掌握电感的感抗计算（六）阻抗的概念1、掌握阻抗的计算2、掌握阻抗的幅值与相位角的计算（七）交流电1、了解交流电的定义与交流送、配电的意义2、了解交流送、配电的实现与需注意的问题（八）变压器的工作原理1、掌握变压器的变压比、变流比和阻抗变换原理2、熟悉变压器的磁路与磁路间隙3、熟悉磁路与磁阻的概念（九）电桥的工作原理1、掌握直流电桥的工作原理2、熟悉交流电桥的工作原理、常用交流电桥的种类（十）磁性材料与磁性元件1、掌握磁性材料的主要种类与有关技术指标2、熟悉常用磁性元件的种类与特点二、常用半导体器件与工作原理（一）掌握半导体二极管、三极管、场效应晶体管的主要技术参数（二）熟悉半导体二极管、三极管、场效应晶体管的典型应用电路与特点三、常用模拟电路的工作原理2（一）掌握常用模拟电路的主要技术参数（二）掌握常用模拟电路的典型应用电路1、运算放大器的放大倍数、输入、输出阻抗的计算2、开环、闭环运算放大器的放大倍数的计算3、运算放大器的单位增益带宽4、振荡电路的基本工作原理5、整形电路的基本工作原理四、常用数字电路的工作原理（一）掌握各种触发器电路的工作原理（二）掌握各种数字编码的工作原理与特点第二部分专业理论知识一、各种常用典型电路的工作原理与应用（一）掌握常用二极管整流、滤波电路的特点（二）掌握常用由半导体分立元件组成的放大电路的特点（三）掌握常用振荡电路的特点（四）掌握放大器与比较器的各自特点（五）熟悉PLC的特点二、常用数字编码与数据处理技术的工作原理（一）掌握BCD码、余3码、格雷码等数字码的特点（二）掌握奈奎斯特取样定理与在有噪声环境下的数字取样的工作原理（三）掌握奇、偶较验、行列式奇、偶较验的工作原理三、电动机的工作原理（一）掌握电动机的工作原理（二）掌握电动机的结构与分类（三）掌握电动机的常用调速方法、特点与应用（四）掌握电动机的变频调速的工作原理与主要特点（五）熟悉常用电动机的重要技术参数与含义四、常用传感器的工作原理（一）熟悉常用传感器主要的种类与它们各自的工作原理（二）熟悉常用传感器主要的主要技术指标有那些（三）熟悉在使用传感器时应注意那些问题五、建筑电气相关特点与要求（一）掌握常用照明电气的主要技术特点与技术指标3（二）掌握建筑配电的主要要求（三）掌握建筑接地第三部分新理论知识一、了解本专业常用的一些计算机辅助设计工具二、了解交、直流电机的常用调速方法与特点，以及变频调速技术的工作原理、常用变频调速电路与控制方法三、了解有关电源管理新技术四、了解对一些嵌入式操作系统、单板机、单片机、PLC技术、总线技术、现场总线技术和DSP技术等第四部分行业法规一、熟悉有关安全生产的法律和法规，电子电路设计的有关安全要求，电气设备设计、生产过程中的有关安全要求二、熟悉在电子电路、电子控制电路、通信电路和有关电气设备的设计、生产和加工制造过程中的标准化要求第五部分知识产权相关知识一、了解知识产权的基本概念二、了解知识产权的分类三、了解知识产权法四、了解专利权的定义与分类五、了解商标的定义六、了解著作权与版权的定义七、了解专利权和商标的申报程序八、了解专利权和商标保护的时效4二、电阻计算1、基尔霍夫定律（1）基尔霍夫电流丁璐（KCL）：任一瞬间，通过电路中任一节点的各支路电流的代数和恒等于零。（2）基尔霍夫电压定律（KVL）：任一瞬间，作用于电路中任一回路各支路电压的代数和恒等于零。2、叠加定理在线性电路中，有多个激励（电压源或电流源）共同作用时，在任一支路中所产生的响应（电压或电流），等于这些激励分别单独作用时，在该支路中所产生响应的代数和。在应用叠加定理时，应保持电路的结构不变。在考虑某一激励单独作用时，要假设其他激励都不存在，即理想电压源被短路，电动势为零；理想电流源开路，电流为零。但是如果电源有内阻，则都应保留在原处。3、戴维南定理任何线性有源二端网络都可以变换为一个等效电压源。该等效电压源的电动势Us等于有源二端网络的开路电压，等效电压源的内阻R0等于相应的无源二端网络的等效电阻。三、电容和容抗、电感和感抗、阻抗1、电容和容抗（1）电容电容的单位是F。电容是绝缘导体储存电荷的能力，即C=Q𝑈流过电容的电流超前其上电压90°电容有储存电能(电场能)的能力。所储存能量为WC=12CU2（2）电容串联电容串联时：U=U1+U2+…；1𝐶=1𝐶1+1𝐶2+…；Q1=Q2=…；（3）电容并联电容并联时：Q=Q1+Q2+…；C=C1+C2+…；U1=U2=…（4）容抗容抗是电容在正弦交流电路中，其上电压有效值（或最大值）与电流有效值（或最大值）的比值。Xc=1𝜔𝐶=12𝜋𝑓C2、电感和感抗（1）电感电容的单位是H。流过电感的电流落后其上电压90°电感有储存电能（磁场能）的能力。所储存能量为WL=12LI2（2）感抗感抗是电感在正弦交流电路中，其上电压有效值（或最大值）与电流有效值（或最5大值）的比值。XL=ωL=2πfL3、阻抗（1）RLC串联电路Z=R+jX=R+j(XL-XC)所以｜Z｜=√R2+X2=√R2+(X𝐿−X𝐶)2φ=arctg𝑋𝑅=arctg𝑋𝐿−𝑋𝐶𝑅（2）RL与C并联电路（3）串联谐振在RLC串联电路中，当电感上的电压与电容上的电压相等时，它们正好相互抵消，电路中的电压与电流同相位，这时就称电路发生了谐振。在一般情况下，RLC串联电路中的电流与电压相位是不同的。但是可以用调节电路参数（L、C）或改变外加电压频率的方法，使电抗等于零。X=XL-XC=0即ωL-1𝜔𝐶=0求得ω0=1√𝐿𝐶得f0=12𝜋√𝐿𝐶串联谐振有一下特征：①电流与电压同相位，电路呈电阻性。②阻抗最小，电流最大。③电感端电压与电容端电压大小相等，相位相反。④电感和电容的端电压有可能大大超过外加电压。四、三相交流电路三相交流电可以节约导电材料和导磁材料，且三相旋转设备有较好的运行性能。对称三相交流电指三个频率相同、幅值相同、相位互差1/3周期的正弦交流电。三相电源和三相负载都有星形接法和三角形接法。星形接法是将各相负载的尾端连接在一起的接法；三角形接法是依次将一相负载的尾端与下一相负载的首端连接在一起的接法。三相电路有相电压和线电压之分。相电压是每相负载或每相电源的首尾端之间的电压。线电压是每两条相线之间的电压。三相电路有相电流和线电流之分。相电流是流经每相负载或每相电源的电流，线电流是流经相线的电流。在对称的星形连接的电路中，线电压超前相应的相电压30°在对称的星形连接的电路中，线电流落后相应的相电流30°五、供配电6六、磁性材料和磁性元件1、磁路的主要物理量（1）磁感应强度B磁感应强度B是表示磁场内某点的磁场强弱及方向的物理量。其方向与该点磁力线切线方向一致，与产生该磁场的电流之间的方向关系符合右手螺旋法则。其大小为单位长度的单位直线电流在均匀磁场中所受到的作用力。磁感应强度的单位是特斯拉（T）。若磁场内各点的磁感应强度大小相等、方向相同，则为均匀磁场。（2）磁通φ在均匀磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通φ，即Ф=BS或B=∅𝑆磁感应强度B在数值上等于与磁场方向垂直的单位面积上通过的磁通，故B又称为磁通密度。磁通的单位是韦伯（Wb）。（3）磁导率μ和磁阻Rm磁导率μ是表示物质导磁性能的物理量，单位是亨/米（H/m）。真空磁导率μ0=4π*10-7Hm。任意一种物质的磁导率与真空磁导率之比称为相对磁导率，用μr表示，即μr=𝜇μ0磁阻是磁路中磁通遇到的阻力。磁阻的表达式是Rm=𝑙μS，单位是1/亨（1/H）,𝑙和S分别为导磁体的长度和截面积。（亨利：如果电路中电流每秒变化1安培，则会产生1伏特的感应电动势，此时电路的电感定义为1亨利。）（4）磁场强度H磁场强度H是进行磁场分析时引用的一个辅助物理量，为了从磁感应强度B中除去磁介质的因素，故定义为H=𝐵𝜇或B=μH单位是安/米（A/m）。磁场强度是矢量，只与产生磁场的电流以及这些电流的分布情况有关，而与磁介质的磁导率无关。2、磁性材料（1）磁性能的主要表现为高导磁性、磁饱和性和磁滞性。在一定强度的外磁场作用下，磁性材料内部的磁畴将顺这外磁场的方向趋向规则排列，产生一个附加磁场，使磁性材料内的磁感应强度大大增强，这种现象称为磁化。在磁性材料的磁化过程中，随着励磁电流的增大，外磁场和附加磁场都将增大，但当励磁电流增大到一定值时，几乎所有磁畴都与外磁场的方向一致，附加磁场就不再随励磁电流的增大而继续增强，这种现象称为磁饱和现象。如果励磁电流是大小和方向都随时间变化的交变电流，则磁性材料将受到交变磁化。在磁性材料反复磁化的过程中，磁感应强度的变化总是落后于磁场强度的变化，这种现象称为磁滞现象，其封闭曲线称为磁滞回线。（2）磁性材料的分类磁性材料按其磁性能又可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料三类。软磁材料的剩磁和矫顽力较小，磁滞回线形状较窄，但磁化曲线较陡，即磁导率较高，所包围的面积较小。它既容易磁化，又容易退磁，一般用于又交变磁场的场合，如7用来制造镇流器、变压器、电动机以及各种中、高频电磁元件的铁心等。常见的软磁材料有纯铁、硅钢以及非金属软磁铁氧体等。硬磁材料的剩磁和矫顽力较大，磁滞回线形状较宽，所包围的面积较大，适用于制作永久磁铁，如扬声器、耳机、电话机、录音机以及仪表的永久磁铁都是硬磁材料制成的。常见的硬磁材料有碳钢、钴钢及铁镍铝钴合金等。矩磁材料的磁滞回线近似于矩形，剩磁很大，接近饱和磁感应强度，但矫顽力较小，易于翻转，常在计算机和控制系统中用作记忆元件和开关元件。矩磁材料有镁锰铁氧体及某些铁镍合金等。（矫顽力是指磁性材料在饱和磁化后，当外磁场退回到零时其磁感应强度B并不退到零，只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到零，该磁场称为矫顽磁场，又称矫顽力。当外磁场退回导零，剩磁是剩下多少，矫顽力是要加多大反向磁场才能退磁。)七、变压器的工作原理1、交流铁心线圈电路（1）电磁关系直流铁心线圈由直流电来励磁，产生的磁通是恒定的，线圈中的电流由外加电压和线圈本身的电阻R来决定，功率损耗也只有线圈电阻R上的损耗，分析比较简单。交流铁心线圈电路，由于线圈电阻上的电压降iR和漏磁电动势eσ都很小，可与主磁通电动势e比较，均可忽略不计。所以U=iR-e-