20 道电气基础练习题及答案

1. 1. 技术员在一个电阻加热元件两端测得 240 伏，并用钳形表在给该元件供电的单根导线上测得 10 安。该元件的电阻是多少？

   • A.240 欧姆
   • B.2400 欧姆
   • C.24 欧姆✓ 答案
   • D.2.4 欧姆

   欧姆定律为 E = I x R，因此 R = E / I。用元件两端测得的 240 伏除以流过它的 10 安，得到 24 欧姆。请注意，这里的电阻是由带电读数计算得出的，而不是用欧姆表测量的，因为欧姆表自身输出电压，绝不能接到带电电路上。

   编号 QB-NR3JNP依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — Ohm's law and basic circuit analysis报告此题的问题

2. 2. 技术员需要知道一个在 240 伏下工作的 4,800 瓦电加热元件的电流，以便与钳形表读数比较。该元件应当吸取多大电流？

   • A.11.5 安
   • B.2.0 安
   • C.200 安
   • D.20 安✓ 答案

   功率关系式为 P = E x I，因此 I = P / E。用 4,800 瓦除以 240 伏得到 20 安。由于加热元件是纯电阻性负载，其功率因数为 1，瓦特等于伏安，所以这个简单的计算结果会与钳形表读数非常接近。

   编号 QB-49J2WM依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — power formulas and electrical load types报告此题的问题

3. 3. 在一台炉子的控制电路中，恒温器触点、火焰外溢（rollout）开关、高温限位开关和燃气阀全部串联在同一条支路上。火焰外溢开关已断开。设备完全不动作，也没有任何故障提示。下列哪项最好地解释了该现象和下一步操作？

   • A.安全器件与燃气阀并联，因此阀仍能在较低电压下开启。
   • B.安全器件断开必定产生故障代码，因此可排除火焰外溢开关。
   • C.一处断开即切断整条支路的电流；应逐个测量各控制器两端。✓ 答案
   • D.断开的火焰外溢开关使低压电路短路；应先更换变压器保险丝。

   安全控制器有意与其保护的负载串联，这样其中任何一个断开都会切断该负载的电流。串联电路中各处电流相同，因此单个器件断开会使整台设备完全不动作，而不是部分运行，这也是安全控制器断开常常表现为“无动作、无提示”的原因。断开的那个器件两端会测到全部电源电压，而所有闭合的器件两端接近零伏。

   编号 QB-MRQ7GN依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — schematic (ladder) diagrams and series safety controls报告此题的问题

4. 4. 两台冷凝器风扇电机并联接在同一路 240 伏电源上。其中一台电机的绕组断路。会发生什么？

   • A.剩下的电机以一半电压、一半转速运行。
   • B.剩下的电机承受两倍电压并因此过热。
   • C.剩下的电机仍在全电压下运行，总电流下降。✓ 答案
   • D.两台电机都停转，因为并联支路电流相同。

   在并联电路中，每条支路承受相同的外加电压，各支路电流相加构成总电流。因此失去一条支路只是从总电流中减去了该支路的电流，而剩余支路两端的电压毫无变化。这正是负载并联接在电源上、而开关和安全控制器与各自负载串联的原因。

   编号 QB-79M2ER依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — series and parallel circuit analysis报告此题的问题

5. 5. 在恒温器发出指令且设备通电的情况下，技术员把表笔跨接在一个压力开关的两个接线端上——按原理图，此时该开关应处于闭合状态——却读到了全部控制电压。这说明什么？

   • A.该开关断开或接触电阻过大；良好闭合触点两端接近零伏。✓ 答案
   • B.该开关闭合并正常通流；良好闭合触点两端有全部电源电压。
   • C.仪表选错了功能档；闭合开关无法在通电状态下检查。
   • D.下游负载短路，这是开关两端出现电源电压的唯一原因。

   这是电气故障排查中最核心的电压降规则。闭合触点几乎没有电阻，所以其两端几乎没有电压降；断开的触点切断了电路，只要电路中仍有负载构成通路，全部电源电压就会出现在断口两端。因此，本应闭合的触点两端能测到电压，恰恰证明它已断开或触点严重烧蚀，而不是正常工作。

   编号 QB-QRS7ZR依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — digital electrical meters and voltage-drop troubleshooting报告此题的问题

6. 6. 在梯形图（原理图）中，画在页面左右两侧的两条竖线代表什么？

   • A.必须同时通电才能使横档工作的两个负载。
   • B.设备接地导线与机壳搭接的两条路径。
   • C.电气柜的左右两壁，便于按位置找元件。
   • D.L1 与 L2，即每条横档的电源。✓ 答案

   梯形图两侧的竖线是每一条横档的电源——线电压梯形图上是 L1 和 L2，低压梯形图上是控制变压器的火线端和公共端。它们之间的每条横档都是一个完整回路，靠右侧竖线处只有一个负载，控制它的开关和安全触点串联画在负载左侧。由于横档按动作顺序排列，梯形图最适合用来追踪动作时序，而实物接线图则只表示元件的实际位置。

   编号 QB-699Q8Q依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — schematic (ladder) diagrams报告此题的问题

7. 7. 每次尝试启动时压缩机都会立即使断路器跳闸。在断开隔离开关、电容已放电、并拆下压缩机接线后，技术员测得某个电机接线端到压缩机外壳之间的电阻接近 0 欧姆。这说明什么？

   • A.没有异常，压缩机绕组本来就与外壳搭接。
   • B.绕组断路，断路绕组对外壳读数为零欧姆。
   • C.运行电容短路，它总是经外壳对地导通。
   • D.绕组对外壳绝缘击穿，必须更换压缩机。✓ 答案

   电机绕组本应与金属外壳电气隔离，因此健康的电机从任一接线端到机壳应测得极高的电阻，达到兆欧级。与外壳导通说明绝缘已击穿，电流找到了对地通路，这正是过电流保护或接地故障保护动作的原因。请注意技术员所作的区分：断路是绕组本身断开，短路是绕组之间或匝间的意外通路，而接地（碰壳）是绕组到机壳的通路。

   编号 QB-PREVTQ依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — motor testing with digital meters, opens, shorts and grounds报告此题的问题

8. 8. 来自恒温器的 24 伏信号使一个线圈励磁，该线圈吸合一组重型触点，把线电压送给压缩机。下列哪项正确描述了这一结构？

   • A.24 伏线圈回路是控制电路，其触点承载负载电流。✓ 答案
   • B.控制电路与负载电路是同一个电路，接触器只是降压。
   • C.线圈和压缩机都属于负载电路，因为都通过工作电流。
   • D.触点通过 24 伏控制电流，线圈通过压缩机线电流。

   接触器或继电器是两个电气上相互独立电路之间的桥梁：小小的控制电路给线圈励磁，线圈产生的磁场吸合触点，从而切换容量大得多的负载电路。正因为这种隔离，低压恒温器才能安全地控制线电压压缩机；也正因如此，在原理图上线圈与其触点即使画在相隔很远的横档上，也带有相同的标识字母。接触器不过是按线电流负载设计的重载继电器，而过载保护器是在电流过大时断开的保护装置，并不是由控制信号指挥的开关器件。

   编号 QB-Z8G2DH依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — control circuits versus load circuits, contactors and relays报告此题的问题

9. 9. 一台电炉的加热元件是分级、间隔数秒逐级投入的，而不是同时全部投入。是哪个器件实现的，为什么要这样做？

   • A.顺序控制器：小加热丝加热双金属触点，分级闭合以限制涌流。✓ 答案
   • B.接触器，因为其线圈需数秒才能建立足够强的磁场来吸合。
   • C.高温限位开关，它反复断开和复位以依次投入各加热元件。
   • D.电位继电器，因为它在反电动势升高时把加热元件切除。

   顺序控制器是一种延时开关器件：通过一个小加热丝的电流加热双金属片，双金属片受热弯曲，延时后闭合触点；用若干组这样的触点即可实现分级错开。分步投入电阻性加热负载可限制瞬时电流冲击，以及一次性投入整个负载会造成的机械冲击和电压波动。这个延时来自热效应而非磁场，这正是顺序控制器与普通继电器或接触器的关键区别。

   编号 QB-HRN7YH依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — electric heat sequencers, relays and contactors报告此题的问题

10. 10. 一台控制变压器标注为二次侧 24 伏、40 VA。其二次侧能提供的最大电流是多少？

    • A.约 0.6 安
    • B.约 960 安
    • C.约 1.67 安✓ 答案
    • D.约 40 安

    VA 即伏安，是变压器能够提供的视在功率，因此二次侧电流上限等于 VA 除以二次侧电压：40 除以 24 约等于 1.67 安。若加装低压附件使线圈和控制板的总电流超过这个数值，就会使绕组过热或使其保护保险丝熔断，所以在现有控制电路上增加继电器、电磁阀或风门执行器之前必须先核对 VA 值。

    编号 QB-H5TQSR依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — transformers and control voltage报告此题的问题

11. 11. 技术员询问，在台架测试时能否用直流电源接到控制变压器的一次侧。正确答案是什么？

    • A.可以，变压器在交流和直流下的工作效果相同。
    • B.可以，只要直流电压与铭牌上的交流一次电压相同。
    • C.不可以，恒定直流会使二次侧输出极性反过来。
    • D.不可以，互感需要不断变化的电流，而直流是恒定的。✓ 答案

    互感依赖于不断增强和衰减的磁场，而只有交流电才能产生这种磁场。若使用恒定直流，磁场在最初一瞬之后就变为静止，二次侧不会感应出电压；同时一次侧只剩下绕组本身很小的电阻来限制电流，因而会过热。这也是为什么降压控制变压器（其匝数比决定电压比）严格来说只能用于交流。

    编号 QB-ZMMJ7R依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — magnetism and mutual induction in transformers报告此题的问题

12. 12. 在一路单相电源上，技术员测得两根火线之间为 240 伏，而任一火线对中性线为 120 伏。是什么造成了这两个不同的读数？

    • A.中性线有部分对地短路，使其中一个读数减半。
    • B.供电变压器二次绕组是中心抽头，抽头即中性线。✓ 答案
    • C.两根火线是由两个频率不同的电源供电的。
    • D.其中一根火线是交流电，另一根是直流电。

    电压是两点之间的电位差，因此绝不是某一根导线本身的属性——必须说明是在哪两根指定的导体之间测得的。中心抽头的单相二次绕组在两端之间提供全绕组电压，而任一端对中心抽头只有一半；该中心抽头接地并用作中性线。同样的原理也适用于三相系统：技术员必须先说明读数是线对线还是线对中性，读数才有意义。

    编号 QB-J563YS依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — electricity generation and distribution报告此题的问题

13. 13. 技术员用钳形表在一台工作电压为 240 伏的电机上测得 8 安，但接在同一台电机上的功率表显示的瓦数却小于 240 乘以 8。原因是什么？

    • A.电机是感性负载，电流滞后于电压，瓦数低于伏安数。✓ 答案
    • B.该电机是电阻性负载，而电阻性负载的瓦数总小于伏安数。
    • C.钳形表已损坏，因为伏特乘安培必定等于瓦特数。
    • D.缺少的伏安在供电导线上变成热量，功率表未计入。

    功率因数等于以瓦为单位的有功功率除以以伏安为单位的视在功率。在纯电阻负载（如电加热带）中，电流和电压同步升降，功率因数为 1，瓦特等于伏安。而在感性负载（如电机绕组、变压器或电磁阀线圈）中，磁场的建立与衰减使电流滞后于电压，两者不同步，因此把两个表读数相乘会高估实际做的功。电容的作用正好相反，使电流超前，所以用电容来补偿电机滞后的功率因数。

    编号 QB-2NYVCS依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — electrical load types and power factor报告此题的问题

14. 14. 更换压缩机之后，一台三相冷凝器风扇电机反转了。正确的处理方法是什么？

    • A.把给电机供电的三根相线中的任意两根对调。✓ 答案
    • B.像 PSC 电机那样对调启动与运行绕组引线。
    • C.对调两根低压恒温器导线，使接触器反相吸合。
    • D.在第三相上加一个运行电容以改变旋转方向。

    三相电机依靠三相之间固定的 120 度相位差产生旋转磁场，旋转方向由各相到达的先后顺序决定。对调三根相线中的任意两根即可改变相序，从而使旋转方向反过来。三相电机没有启动绕组、启动电容、离心开关或启动继电器可供调换，所以单相电机的换向方法在这里并不适用。在改动前后都应在隔离开关上锁挂牌的状态下确认接线，改动完成后还要复测三相电流。

    编号 QB-K5HD5U依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — three phase motors报告此题的问题

15. 15. 一台三相压缩机原本运行正常，此时一相的熔断器熔断了。技术员应当预料到什么现象？

    • A.电机照常运行，转矩下降但电流没有可测变化。
    • B.电机仍在转动，但其余两相的电流急剧升高。✓ 答案
    • C.电机立即停转，其余两相的电流读数为零。
    • D.电机转速升高，因为现在施加的负载减小了。

    失去一相称为“断相运行”。已经在转的电机凭惯性和剩余磁场还能继续转动，但现在必须用两根导线而不是三根来输出同样的功，因此这两相的电流急剧上升，绕组很快过热。已停转的电机则根本无法启动，因为仅靠两相无法形成旋转磁场。这也说明电压不平衡为何重要：很小百分比的电压不平衡会造成大得多百分比的电流不平衡，所以技术员应测量三相的电压和电流，而不是只测那一相看起来可疑的。

    编号 QB-3NB8JT依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — three phase motors and phase loss报告此题的问题

16. 16. 一台 PSC 冷凝器风扇电机发出嗡嗡声但不转动。断电后用手转动轴，轴转动自如。技术员将电容放电并断开后测得电容开路。恢复供电后，电机吸取堵转电流直到过载保护器动作。最可能的原因是什么？

    • A.接触器线圈的恒温器短路，使线圈持续带电。
    • B.轴承卡死，因为嗡嗡响的电机一定是机械故障。
    • C.两根相线接反了，这会使单相电机无法启动。
    • D.运行电容开路：没有相移，就没有启动转矩。✓ 答案

    永久分相电容（PSC）电机的运行电容始终与启动绕组串联，正是这个电容使启动绕组电流与运行绕组电流之间产生相位差，从而形成旋转磁场。电容失效后，电机只剩下一个脉动磁场，会产生振动和噪声却没有启动转矩，因而堵转并吸取堵转电流。轴能自由转动排除了机械卡死；测量电容前必须先经电阻放电并断开接线，绝不可用螺丝刀短接放电。

    编号 QB-M5VQAV依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — single phase motors and run capacitors报告此题的问题

17. 17. 一台封闭式压缩机同时使用启动电容和运行电容。下列哪项正确描述了启动电容及其退出电路的方式？

    • A.密封压缩机内部的离心开关在达到转速时将其切除。
    • B.电位继电器感知升高的反电动势，断开触点将其切除。✓ 答案
    • C.启动电容持续接在电路中，而运行电容达到转速后退出。
    • D.两个电容都持续接在电路中，电位继电器只防过电压。

    启动电容容量大，用来提供强大的启动转矩，但它只按每次数秒的短时工作设计，长时间带电就会损坏。转子加速时，启动绕组会产生不断升高的反电动势；电位继电器的线圈感知这个升高的电压并断开其常闭触点，把启动电容从电路中切除。运行电容则容量小得多，为连续工作、充油结构，在电机运行期间始终与启动绕组串联。封闭式压缩机是密封的，内部无法使用离心开关——离心开关是敞开式分相电机的部件。

    编号 QB-4NPJQU依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — single phase motors, start capacitors and potential relays报告此题的问题

18. 18. 在断电、电容已放电、所有引线均已拆除的情况下，技术员测量一台封闭式压缩机三个接线端之间的电阻：端子 1 到 2 为 2 欧姆，端子 1 到 3 为 5 欧姆，端子 2 到 3 为 7 欧姆。哪一个端子是启动端（Start）？

    • A.端子 2，因为运行绕组的电阻比启动绕组的更大。
    • B.端子 3；最大读数是启动对运行，公共端为端子 1。✓ 答案
    • C.端子 1，因为公共端总是那个单项读数最大的端子编号。
    • D.如果不通电并逐个端子测量电流就无法作出判断。

    在三端封闭式压缩机上，三个读数分别是公共端到运行端、公共端到启动端、启动端到运行端，其中最后一个等于前两个之和——本题 2 加 5 等于 7，说明读数彼此一致。最大的读数一定是启动端到运行端，因此没有参与这个读数的端子就是公共端，即端子 1。从公共端出发，较小的读数对应运行绕组，较大的对应启动绕组，因为启动绕组用更细的导线绕更多匝，电阻更高。这一点在质量较差的复习资料中经常被说反。

    编号 QB-N583GW依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — single phase motors and hermetic winding identification报告此题的问题

19. 19. 一台恒风量 ECM（电子换向电机）风机的功耗明显高于系统调试时，转速也更快。这最可能说明什么？

    • A.该电机的控制模块正在失效，应先更换它再做其他检查。
    • B.系统静压升高；恒风量 ECM 靠提高转速和功耗维持风量。✓ 答案
    • C.电源电压下降了，而电压偏低总是使 ECM 转得更快。
    • D.该电机的永磁体已经退磁，而退磁必然会导致转速升高。

    ECM 是一种无刷永磁电机，其自带模块以电子方式对绕组换向，因此由低压信号指挥，而不是靠线电压调速抽头。恒风量型号被设定为输送目标风量，当系统阻力增大时，它会提高转速、转矩和功耗以维持风量，所以功耗上升是关于系统状况的诊断线索，而不是电机损坏的证据。由于绕组由模块以电子方式驱动，绝不可把线电压直接加到 ECM 电机绕组上做台架测试。

    编号 QB-5N2WVV依据： NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — variable speed motors (ECM)报告此题的问题

20. 20. 一台单相电机处于堵转状态，吸取的电流是正常运行电流的数倍。为什么电流会这么高？

    • A.电机堵转时电源电压会升高，电压升高电流就变大。
    • B.堵转绕组发热后电阻急剧升高，电阻大电流就更大。
    • C.转子停转时运行电容会持续向绕组放电，从而增大电流。
    • D.转子停转就不再产生反电动势来抵消电压、限制电流。✓ 答案

    运行中的电机并非仅靠绕组电阻限流。转子在定子磁场中转动时会感应出一个与外加电压方向相反的电压，称为反电动势，正是这个反向电压把运行电流压低。转速为零时没有反电动势，唯一的限流因素只剩铜绕组极低的电阻，电流于是跃升到堵转值，为运行电流的数倍。堵转电流在启动的瞬间是正常的，但绝不能持续，这正是过载保护器要动作的原因；同样，电源电压偏低会使电机转速下降、电流上升，本身就是过热的成因。

    编号 QB-PVR7YK依据： NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — counter-EMF, locked rotor and running current报告此题的问题

练习题依据 NATE 公布的知识领域大纲及暖通空调制冷行业的标准理论与服务实践编写。NATE 是 North American Technician Excellence 的商标；本网站与 NATE 无关联，也未获其认可。NATE 认证并不等于执业执照——暖通空调的执照要求由你所在的州和地方政府规定。报考前请向 NATE 确认当前考试要求，并向当地主管部门确认现行规范要求。 关于 NATE 认证 →