本文目录一览:
- 1、72伏50安的锂电池需要哪些配件
- 2、锂电池的工序有哪些?
- 3、原电池的相关知识
- 4、电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是 A.化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池
- 5、电池级碳酸锂流程与生产工艺
- 6、电力行业电气技能知识比赛试题
72伏50安的锂电池需要哪些配件
锰锂或铁锂、焊接或打孔工具、连接线、保护板。
首先检测电池,必须做好一致性检测。如果是大单体铝壳电芯需要用激光焊机转镍,还需要点焊机。然后并串联你所需要的电压和电容量,加装保护板。
保护板功能强大的是软件的,可以有过流,过压,过温,过温差,过压差保护,简单的保护板就便宜多了。锂电池必须要用保护板,不然压差不一致,影响寿命,有爆炸的风险。
锂电池的工序有哪些?
3C锂电池的制作工艺分为四道程序:
基础是极片制作
核心是电芯组装
关键性工序是电芯激活,包含着电池的化成、分容和测试
最后一步是电池封装,关系着电池的成品质量。
在3C锂电池的制作中,每一个步骤都直接影响着电池的质量和安全性。3C锂电池的性能测试包括基本性能、安全性能、环境性能、电化学性能几大类,弹片微针模组在测试中可通过1-50A范围内的电流,过流能力强大,还有着平均20W次的使用寿命,可有效提高3C锂电池测试效率,保障测试高效安全进行。
原电池的相关知识
一、原电池的知识梳理1、原电池是一种将化学能转变成电能的装置。
2、原电池的构成条件:活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。韵语记忆:一强一弱两块板,两极必用导线连,同时插入电解液,活动导体溶里边。
3、只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池(复分解反应永远不可能被设计成原电池)。
4、氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生,一个氧化还原反应被设计成原电池后,氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生,两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合,要求书写电极反应式时,负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。
5、无论什么样电极材料、电解质溶液(或熔融态的电解质)构成原电池,只要是原电池永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。
6、在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应,得到电子的反应(电子流入的反应)是还原反应,所以在原电池中:负极永远发生氧化反应,正极永远发生还原反应。
7、原电池作为一种化学电源,当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。
(1)在外电路:
①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。
②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。
(2)在内电路:
①电解质溶液中的阳离子向正极移动,因为:正极是电子流入的电极,正极聚集了大量的电子,而电子带负电,吸引阳离子向正极移动。
②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极,吸引阴离子向负极移动。(硝酸做电解质溶液时,在H+帮助下,NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO)
8、原电池的基本类型:
(1)只有一个电极参与反应的类型:负极溶解,质量减小;正极本身不参与反应,但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。
(2)两个电极都参与反应的类型:例如:充电电池类的:蓄电池、锂电池、银锌电池等。
(3)两个电极都不参与反应的类型:两极材料都是惰性电极,电极本身不参与反应,而是由引入到两极的物质发生反应,如:燃料电池,燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。
9、电解质溶液的作用:运载电荷或参与电极反应(产生沉淀、放出气体、改变微粒的存在形式)。
10、如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存,二者将发生反应使得各自的离子浓度减少,并可能伴有沉淀或气体的产生。
11、在特定的电解质溶液的条件下:能单独反应的金属做负极,不能单独反应的金属做正极。
例1:两极材料分别是铜片和铝片,电解质溶液是浓硝酸,虽然金属活动性铝比铜活泼,但是由于铝与浓硝酸发生钝化,不再继续反应,而铜与浓硝酸发生氧化反应,在电池中,铜作原电池的负极,铝作原电池的正极。
例2:两极材料分别是镁片和铝片,电解质溶液是氢氧化钠溶液,虽然金属活动性镁比铝活泼,但是由于铝与氢氧化钠溶液发生氧化反应产生氢气,而镁与氢氧化钠溶液不反应,在电池中,铝作原电池的负极,镁作原电池的正极。
12、在非氧化性酸的酸性条件下或中性条件下,金属活动性强的金属做负极。
二、应该对比掌握11种原电池
原电池电极反应式的书写格式:电极名称(电极材料):氧化还原反应的半反应(氧化还原类型)
1、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池(伏打电池)(电极材料:铜片和锌片,电解质溶液:稀硫酸)
(1)氧化还原反应的离子方程式:Zn+2H+ = Zn2+ + H2↑
(2)电极反应式及其意义
正极(Cu):2H+ +2e-=H2↑(还原反应);负极(Zn):Zn -2e-=Zn2+ (氧化反应)。
意义:在标准状况下,正极每析出2.24升氢气,负极质量就减小6.5克。
(3)微粒移动方向:
①在外电路:电流由铜片经用电器流向锌片,电子由锌片经用电器流向铜片。
②在内电路:SO (运载电荷)向锌片移动,H+ (参与电极反应)向铜片移动的电子放出氢气。
2、铜锌强碱溶液的原电池(电极材料:铜片和锌片,电解质溶液:氢氧化钠溶液)
(1)氧化还原反应的离子方程式:Zn +2OH- =ZnO + H2 ↑
(2)电极反应式及其意义
①正极(Cu):2H+ +2e-=H2↑(还原反应);修正为:2H2O+2e- =H2 ↑+2OH-
②负极(Zn):Zn -2e-=Zn2+ (氧化反应);修正为:Zn +4OH--2e-=ZnO +2H2O
意义:在标准状况下,正极每析出2.24升氢气,负极质量就减小6.5克。
(3)微粒移动方向:
①在外电路:电流由铜片经用电器流向锌片,电子由锌片经用电器流向铜片。
②在内电路:OH-(参与溶液反应)向锌片移动遇到Zn2+发生反应产生ZnO ,Na+(运载电荷)向正极移动。
3、铝铜非氧化性强酸溶液的原电池(电极材料:铜和铝;电解质溶液:稀硫酸。)
(1)氧化还原反应的离子方程式:2Al+6H+ = 2Al3+ + 3H2↑
(2)电极反应式及其意义
正极(Cu):6H+ +6e- =3H2↑(还原反应);负极(Al):2Al -6e-=2Al3+ (氧化反应)。
意义:在标准状况下,正极每析出6.72升氢气,负极质量就减小5.4克。
(3)微粒移动方向:
①在外电路:电流由铜片经用电器流向铝片,电子由铝片经用电器流向铜片。
②在内电路:SO (运载电荷)向铝片移动,H+ (参与电极反应)向铜片移动得电子放出氢气。
4、铜铝强碱溶液的原电池(电极材料:铜片和铝片,电解质溶液:氢氧化钠溶液)
(1)氧化还原反应的离子方程式:2Al +2OH- +2H2O=2AlO + 3H2 ↑
(2)电极反应式及其意义
①正极(Cu):6H+ +6e-=3H2↑(还原反应);修正为:6H2O+6e- =3H2 ↑+6OH-
②负极(Al):2Al -6e- =2Al3+ (氧化反应);修正为:2Al +8OH--6e-=2AlO +4H2O
意义:在标准状况下,正极每析出6.72升氢气,负极质量就减小5.4克。
(3)微粒移动方向:
①在外电路:电流由铜片经用电器流向铝片,电子由铝片经用电器流向铜片。
②在内电路:OH-(参与溶液反应)向铝片移动遇到Al3+发生反应产生AlO ,Na+(运载电荷)向正极移动。
5、铝铜电池浓硝酸原电池(电极材料:铜片和铝片,电解质溶液:浓硝酸)
(1)氧化还原反应的离子方程式:Cu+4H+ +2NO3- =Cu2+ +2NO2↑+2H2O
(2)电极反应式及其意义
①正极(Al):4H+ +2NO3- +2e- =2NO2↑+2H2O(还原反应);
②负极(Cu):Cu-2e- =Cu2+ (氧化反应);
意义:在标准状况下,正极每析出4.48升NO2,负极质量就减小6.4克。
(3)微粒移动方向:
①在外电路:电流由铝片经用电器流向铜片,电子由铜片经用电器流向铝片。
②在内电路:H+ (参与电极反应)向铝片移动与NO3-汇合,NO3-(参与电极反应)得电子产生NO2 。
6、镁铝非氧化性强酸溶液的原电池(电极材料:镁和铝;电解质溶液:稀硫酸。)
(1)氧化还原反应的离子方程式:Mg+2H+ = Mg2+ + H2↑
(2)电极反应式及其意义
正极(Al):2H+ +2e-=H2↑(还原反应);负极(Mg):Mg -2e-=Mg2+ (氧化反应)。
意义:在标准状况下,正极每析出2.24升氢气,负极质量就减小2.4克。
(3)微粒移动方向:
①在外电路:电流由铝片经用电器流向镁片,电子由镁片经用电器流向铝片。
②在内电路:SO (运载电荷)向铝片移动,H+ (参与电极反应)向镁片移动得电子放出氢气。
7、镁铝强碱溶液的原电池(电极材料:镁片和铝片,电解质溶液:氢氧化钠溶液)
(1)氧化还原反应的离子方程式:2Al +2OH- +2H2O=2AlO + 3H2 ↑
(2)电极反应式及其意义
①正极(Mg):6H+ +6e-=3H2↑(还原反应);修正为:6H2O+6e- =3H2 ↑+6OH-
②负极(Al):2Al -6e-=2Al3+ (氧化反应);修正为:2Al +8OH--6e- =2AlO +4H2O
意义:在标准状况下,正极每析出6.72升氢气,负极质量就减小5.4克。
(3)微粒移动方向:
①在外电路:电流由镁片经用电器流向铝片,电子由铝片经用电器流向镁片。
②在内电路:OH-(参与溶液反应)向铝片移动遇到Al3+发生反应产生AlO ,Na+(运载电荷)向正极移动。
8、氢气和氧气细菌燃料电池(电解质溶液是磷酸)
(1)氧化还原反应的化学方程式:2H2 +O2=2H2O
(2)电极反应式及其意义
①正极(惰性材料):O2 +4e-=2O2-(还原反应);修正为:O2 +4H+ +4e-=2H2O
②负极(惰性材料):2H2 -4e-=4H+ (氧化反应);
意义:在标准状况下,正极每消耗3.2升氧气,负极同时消耗0.4克氢气,电解质溶液增加3.6克水。
9、氢气和氧气燃料电池(电解质溶液是氢氧化钾溶液)
(1)氧化还原反应的化学方程式:2H2 +O2=2H2O
(2)电极反应式及其意义
①正极(惰性材料):O2 +4e-=2O2-(还原反应);修正为:O2 +2H2O +4e-=4OH-
②负极(惰性材料):2H2 -4e-=4H+ (氧化反应);修正为:2H2 +4OH--4e-=4H2O
意义:在标准状况下,正极每消耗3.2升氧气,负极同时消耗0.4克氢气,电解质溶液增加3.6克水
10、甲烷和氧气燃料电池(电解质溶液是氢氧化钾溶液)
(1)氧化还原反应的化学方程式:CH4+2O2=CO2+2H2O 。
在强碱性条件下修正为:CH4+2O2 +2NaOH=Na2CO3+3H2O;CH4+2O2 +2OH- =CO +3H2O
(2)电极反应式及其意义
①正极(惰性材料):2O2 +8e-=4O2-(还原反应);在强碱性条件下修正为:2O2 +4H2O +8e-=8OH-
②负极(惰性材料):CH4 -8e- →CO2 (氧化反应);修正为:CH4 –8e- +10 OH- =CO32- +7 H2O
意义:在标准状况下,正极每消耗4.48升氧气,负极同时消耗2.24升甲烷。
11、丙烷和氧气燃料电池(电解质溶液是氢氧化钾溶液)
(1)氧化还原反应的化学方程式:C3H8+5O2=3CO2+4H2O 。
在强碱性条件下修正离子方程式为:C3H8+5O2 +6OH-=3CO +7H2O
(2)电极反应式及其意义
①正极(惰性材料):5O2 +20e-=10O2-(还原反应);在强碱性条件下修正为:5O2 +10H2O +20e-=20OH-
②负极(惰性材料):C3H8 –20e- →3CO2 (氧化反应);修正为:C3H8 –20e- +26 OH- =3 CO + 17 H2O
意义:在标准状况下,正极每消耗11.2升氧气,负极同时消耗2.24升丙烷。
强调八点:
①书写电极反应式要注意酸碱性环境对产物存在形式的影响。
②在酸性环境中,氢元素的存在形式有:H+ 、H2O 、H2三种形式,不会出现OH-形式。
③在碱性环境中,氢元素的存在形式为:OH- 、H2O 、H2三种形式,不会出现H+形式。
④在酸性环境中,氧元素的存在形式有:H2O 一种形式,不会出现OH- 、O2-两种形式。
⑤在碱性环境中,氧元素的存在形式为:OH- 、H2O 两种形式,不会出现O2-形式。
⑥检验电极反应式的三个标准:正负极得失电子数相等,原子个数守恒,微粒存在形式符合酸碱环境。
⑦在正负极得失电子数相同的情况下,两个电极反应式叠加,会得到总反应式。
⑧用总反应式减去任何一个电极反应式会得到另一个电极反应式。
三、2007年高考原电池部分试题及其详细解答
1、(2007年高考广东理基)钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为:
2Fe+2H2O+O2 = 2Fe2++4OH-。以下说法正确的是 ( )
(A)负极发生的反应为:Fe-2e- = Fe2+
(B)正极发生的反应为:2H2O+O2+2e- = 4OH-
(C)原电池是将电能转变为化学能的装置
(D)钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
2、(2007年高考广东化学卷)科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为 ( )
(A)H2+2OH- =2H2O+2e- (B) O2+4H++4e- =2H2O
(C)H2=2H++2e- (D) O2+2H2O+4e- =4OH-
3、(2007年高考广东化学卷)为了避免青铜器生成铜绿,以下方法正确的是 ( )
(A)将青铜器放在银质托盘上 (B)将青铜器保存在干燥的环境中
(C)将青铜器保存在潮湿的空气中 (D)在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜
4、(2007年高考全国理综卷II)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是 ( )
(A)正极附近的SO42 -离子浓度逐渐增大 (B)电子通过导线由铜片流向锌片
(C)正极有O2逸出 (D)铜片上有H2逸出
5、(2007年高考理综天津卷,6分)天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6 CoO2+LiC6,下列说法正确的是( )
(A)充电时,电池的负极反应为LiC6-e- = Li++C6
(B)放电时,电池的正极反应为CoO2+Li++e- = LiCoO2
(C)羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
(D)锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
6、(2007年高考海南化学卷) (9分)依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s) = Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
盐桥
X
Y
A
电解质溶液
电流计
Ag
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是___________;
(2)银电极为电池的________极,发生的电极反应为______________________________;
X电极上发生的电极反应为____________________________;
(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。
7、(2007年高考理综宁夏卷)(14分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应:_____________________________________;
银片上发生的电极反应:______________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:
①产生氢气的体积(标准状况);
②通过导线的电量。(已知NA = 6.02×1023 /mol,电子电荷为1.60×10-19 C)
1、[答案]A。
解析:金属的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀,析氢腐蚀主要发生在酸性环境中,而大多数环境是中性环境,金属的大多数腐蚀是吸氧腐蚀。钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的是吸氧腐蚀,负极材料是铁,正极材料是碳,其原电池反应为:2Fe+2H2O+O2 = 2Fe2++4OH- ,继续发生的反应为4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3 ,2Fe(OH)3=Fe2O3 ·3H2O(铁锈成分)。 (A)负极发生的反应为:Fe-2e- = Fe2+,(B)正极发生的反应为:2H2O+O2+4e- = 4OH-;(C)原电池是将化学能转变为电能的装置;(D)钢柱在水下部分比在空气与水交界处不易腐蚀,因为水下氧气少。
2、[答案]C。
解析:这种新型细菌燃料电池,燃料是氢气,电解质溶液是磷酸,氢气失电子氧化后以H+形式存在,氧气的电子还原后,以H2O形式存在;电池负极反应为:2H2-4e-=4H+ ;电池正极反应为:O2+4H++4e- =2 H2O 。
3、[答案]BD。
解析:青铜器分为两种:锡青铜和铅青铜,锡和铅的金属活泼性都比铜强;形成原电池腐蚀时,铜被保护起来,被腐蚀的是锡或铅。为了防止产生铜绿,应该避免青铜器与那些金属活泼性不如铜的金属接触,以防止在形成原电池时因为铜比较活泼而成为电池的负极被腐蚀,将青铜器放在银质托盘上或在潮湿的空气中会产生铜绿。青铜器保存在潮湿的空气中,铜会发生化学腐蚀:2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3 ,为了避免青铜器生成铜绿,将青铜器保存在干燥的环境中或在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜。
4、[答案]D。
解析:在该原电池中,锌比铜活泼,锌与稀硫酸反应:Zn+2H+ =Zn2+ +H2 ↑,锌失去电子变成锌离子,电子由锌片经导线流向铜片,铜片聚集大量的电子,吸引溶液中的阳离子(Zn2+ 、H+)向铜片移动,H+的氧化性比Zn2+强,H+优先得电子变成H原子,H原子再变成H2 。电子流出的一极规定为电池的负极,所以锌片为负极;电子流入的一极为正极,所以铜片为正极。锌失去电子变成锌离子,在负极源源不断的产生阳离子(Zn2+),阳离子吸引阴离子向电源的负极移动,负极附近的SO42 -离子浓度逐渐增大。
5、[答案]B。
解析:分析原电池反应:CoO2+LiC6 LiCoO2+C6 ;电池负极反应:C -e- = C6 ,推导电池的正极反应式为:CoO2+Li++e- = LiCoO2 ;分析电解池反应:LiCoO2+C6 CoO2+LiC6 ,充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示,说明整个反应中钴元素和氧元素的化合价都没有发生变化,电解池的阳极发生氧化反应:LiCoO2 –e- = CoO2+Li+ ,电解池的阴极发生还原反应:C6 + e- = C ;醇类不是电解质,不可以做锂电池的电解质;锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)高,否则不可能作为新型电池推广。
6、[答案](1)铜(或Cu);AgNO3溶液。
(2)正, Ag++e- = Ag; Cu-2e- = Cu2+。
(3)负(Cu);正(Ag)。
解析:将氧化还原反应拆成两个半反应:一个是在负极发生的氧化反应,一个是在正极发生的还原反应;在氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s) = Cu2+(aq)+2Ag中,氧化反应为:Cu(s) -2e- = Cu2+(aq) ;还原反应为:
2Ag+(aq)+2e- = 2Ag ;铜片失去电子被氧化,而失去电子即流出电子的一极为负极,所以铜片为负极,发生的反应为:Cu(s) -2e- = Cu2+(aq) ;电极X的材料是铜,电解质溶液是可溶性的银盐,可熔性的银盐只有硝酸银溶液;电子流入的一极为正极,银电极为电池的正极,发生的反应为:Ag++e- = Ag,外电路中的电子是从X(铜片、负极)电极流向Ag(正极)电极。
7、[答案](1)Zn-2e- = Zn2+; 2H++2e- = H2↑。
(2)①锌片与银片减轻,是因与酸反应:
Zn+2H+ = Zn2++H2↑ ~ 转移2e-
= =
得V(H2) = 4.5 L; Q = 3.8×104 C。
电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是 A.化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池
B
试题分析:A.化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等,一次电池只能放电,当化学能完全转化为电能时就不能再释放能量.它不能充电反复使用.正确. B.铅蓄电池应用广泛,主要优点是制作方便,但由于质量重,单位重量的电极材料释放的电能小,逐渐被核质比小的锂电池等取代.错误. C.任何可燃性燃料,只要把燃料的失去电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行,都可以设计成燃料电池.燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点,正日益成为备受人们喜爱的电池.正确. D.锂小的原子质量为7,每产生1mol电子,消耗金属的质量只有7g,所以相同质量时提供的能量要比其它电池高得多。因此锂电池是一种高能电池,具有体积小、重量轻,单位质量能量比高的优点。正确。
电池级碳酸锂流程与生产工艺
电池级碳酸锂流程与生产工艺
(1)①铝盐(或Al 3+ )②氨水(或适量氢氧化钠溶液)
Al 3+ +3NH 3 ·H 2 O=Al(OH) 3 ↓+3NH 4 + 或Al 3+ +3OH - =Al(OH) 3 ↓
(2)Mg 2+ +2OH - =Mg(OH) 2 ↓ Ca 2+ +CO 3 2- =CaCO 3 ↓
(3)Li 2 CO 3 溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减少Li 2 CO 3 的损失。
(4)①2Cl - -2e - =Cl 2
②2LiOH+NH 4 HCO 3 =Li 2 CO 3 +(NH 4 ) 2 CO 3 +2H 2 O
试题分析:(1)根据过称图,③灼烧得到Al 2 O 3 ,②应为Al(OH) 3 ,则①溶液中应该含有Al 3+ 。一般制备Al(OH) 3 是用可溶性铝盐与氨水反应。所以,离子方程式为Al 3+ +3NH 3 ·H 2 O=Al(OH) 3↓+3NH 4 +
(2)生成滤渣2,是由于加入了石灰乳和Na 2 CO 3 ,故离子方程式为Mg 2+ +2OH - =Mg(OH) 2↓ Ca 2+ +CO 3 2- =CaCO 3 ↓
(3)由题中表格可知,Li 2 CO 3 溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减少Li 2 CO 3 的损失。
(4)①根据题叙述“将粗产品Li 2 CO 3 溶于盐酸作用解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择半透膜隔开,用惰性电极电解”,阳极发生氧化反应,2Cl - -2e - =Cl 2
②根据题意可知反应方程式2LiOH+NH 4 HCO 3 =Li 2 CO 3 +(NH 4 ) 2 CO 3 +2H 2 O
电力行业电气技能知识比赛试题
一、填空题
1、中小容量的异步电动机一般都有( 短路 )保护,失压保护和( 过载 )保护。
2、电机绝缘材料A级耐热能力为( 105 )℃,E级为 ( 120 )℃,B级为130℃。
3、电磁式交流接触器的衔铁上都装有(短路环 ),以消除铁心的振动和噪音。
4、三相负载接于三相供电线路上的原则是:若负载的额定电压等于电源线电压时,负载应作( Δ )联结;若负载的额定电压等于电源相电压时,负载应作( Y )联结。
5、自动空气开关又称自动开关。其热脱扣器作( 过载 )保护用,电磁脱扣机构作( 短路 )保护用,欠电压脱扣器作( 失压 )保护用。
6、断路器最低跳闸电压及最低合闸电压,其值分别不低于( 30% )Ue,不大于( 70% )Ue。
7、异步电动机在不稳定运行区范围内,转矩随转差率的增大而( 减小 )。
8、绕线式异步电动机的起动通常采用在转子回路中串接电阻的方法起动,即能降低 启动电流 又能增加( 启动转矩 )。
9、异步电动机做空载试验时,时间不小于 1min 。试验时应测量( 绕组 )是否过热或发热不均匀,并要检查轴承 ( 温升 ) 是否正常。
10、发电机定子线圈相间绝缘电阻应为( 0 )MΩ。变频调速技术的优点有(节能)(起动性能好)(电机损坏少)。
11、IGBT比普通晶闸管功耗( 小),响应速度( 快 )。
12、IP45设备防护等级IP45中的的4代表(可以防护1mm的粉尘碎屑 );5代表( 可以防护水直接喷射 )。
13、直流电机的励磁方式(串励 ) ( 并励 ) ( 复励 )( 它励)。
14、电压源的内阻(很大);电流源的内阻(很小)。
15、在6-10KV中性点不接地系统中发生接地时,非故障相的相电压将(升高1.732倍)。
16、在中性点直接接地系统中,发生单相接地故障时,非故障相对地电压(不变)。
17、RLC串联电路发生谐振的条件是)。
18、晶闸管触发导通后,其控制极对主电路(不起 失去 没有)作用。
19、厂用中低压配电系统的接地方式有(直接接地系统) (不接地系统) ( 经消弧线圈或者高阻接地)。
20、配电盘上的交流电压表指示的是(有效)值,直流电压表指示的是(平均)值。
二、单项选择题
1、直流电路中,电容的电抗为( A )
A最大 B、最小 C、零 D、无法确定
2、两个10F的电容器并联后与一个20F的电容器串联,则总电容是( A )F
A、10 B、20 C、30 D、40
3、有两个正弦量,其瞬时值的表达式分别为:u=220sin(ωt-10o),i=5sin(ωt-40o),可见 ( B )。
(A)电流滞后电压40o;(B)电流滞后电压30o;
(C)电压超前电流50o; (D)电流超前电压30o。
4、戴维南定理可将任一有源二端网络等效成一个有内阻的电压源,该等效电源的内阻和电动势是( A )。
(A)由网络的参数和结构决定的; (B)由所接负载的大小和性质决定的;
(C)由网络结构和负载共同决定的;(D)由网络参数和负载共同决定的。
5、要使负载上得到最大的功率,必须使负载电阻与电源内阻( C )。
(A)负载电阻电源内阻;(B)负载电阻电源内阻;
(C)负载电阻=电源内阻;(D)使电源内阻为零。
6、为了把电流表量程扩大100倍,分流电阻的电阻值,应是仪表内阻的( B )。
A、1/100 B、1/99 C、99倍 D、100倍
7、电磁式测量仪表,可以用来测量( C )。
(A)直流电;(B)交流电;(C)交、直流电;(D)高频电压。
8、电磁型操作机构,跳闸线圈动作电压应不高于额定电压的( C )。
(A)55%;(B)75%;(C)65%;(D)30%。
9、 电气设备外壳接地属于( C )。
(A)工作接地; (B)防雷接地; (C)保护接地; (D)大接地。
10、兆欧表输出的电压是(C)电压。
A、直流 B、正弦交流 C、脉动的直流 D、非正弦交流
11、在整流电路的输出端并一个电容, 主要是利用电容的( C )特性, 使脉动电压变得较平稳。
A、电压不能突变 B、滤波 C、充放电 D、升压
12、直流母线电压不能过高或过低,允许范围一般是( C )。
A、±3% B、 ±5% C、 ±10% D、±15%
13、标志断路器开合短路故障能力的数据是 ( A )
A、额定短路开合电流的峰值;B、最大单相短路电流;C、断路电压;D、最大运行负荷电流。
14、防雷保护装置的接地属于 ( A )
A、工作接地;B、保护接地;C、防雷接地;D、保护接零。
15、电力导线及电缆线截面积的选择是根据( D )进行的。
A、额定电流 B、传输容量 C、短路容量 D、传输容量及短路容量
16、绕线式异步电动机的最大电磁转矩与转子回路电阻的大小( B )。
A、平方成正比; B、无关; C、成反比; D、成正比
17、各设备接头、触头、电缆头、熔丝夹无过热变色,温度一般不应超过( C )。
A、50℃ B、 80℃ C、70℃ D、90℃
18、用万用表R×100Ω档测量二极管的正、反向电阻,( D )时可判断二极管是好的。
A、正向电阻几欧,反向电阻几兆欧;
B、正向电阻几十欧,反向电阻几千欧;
C、正向电阻几十欧,反向电阻几十千欧;
D、正向电阻几十欧,反向电阻几百千欧。
19、星形接法的三相异步电动机,在空载运行时,若定子一相绕组突然断路,则电机( B )。
A、必然会停止转动 B、有可能连续运行 C、肯定会继续运行
20、在RLC 并联电路中,为使电源电压大小不变而频率从其谐波频率逐渐减小到零时,电路中的电流值将( B )。
A、从某一最大值渐变到零;
B、由某一最小值渐变到无穷大;
C保持某一定值不变。
21、电压表的内阻(B)
A、越小越好 B、越大越好 C、适中为好
22、低压断路器中的电磁脱扣器承担( A )保护作用。
A、过流 B、过载 C、失电压
23、由LC组成的并联电路,当外加电源的频率为电路谐振频率时,电路呈( C )。
A、感性 B、容性 C、纯电阻
24、可控硅整流装置是靠改变( C )来改变输出电压的。
A、交流电源电压; B、输出直流电流;
C、可控硅触发控制角;D、负载大小。
25、在二极管桥式整流,电容滤波电路中,若有一个二极管接反,则( B )。
A,只能半波整流 B,短路,元件损坏 C,断路,不能工作
26、SPWM型变频器的变压变频,通常通过改变( A )来实现。
A、参考信号正弦波的幅值和频率 ;
B、三角波载波信号的幅值和频率;
C、正弦波参考信号和三角波载波信号的幅值和频率。
27、电容器在充电过程中,其( B )。
A、充电电流不能发生变化; B、两端电压不能发生突变;
C、储存能量发生突变; D、储存电场发生突变。
28、Y,d-11接线的变压器△侧发生两相短路时,Y侧必有一相电流为另外两相电流的( D )
A、0.5 B、 1 C、 1.732 D、 2
29、在直流电路中,我们把电流流入电源的一端叫做电源的( B )。
A、正极; B、负极; C、端电压; D、电势。
三、多项选择
1、在由电感、电容构成的电路中,电路开关由断开至合上,由于( A C )不能突变,所以从一个稳定状态换到另一个稳定状态需要一个时间,即一个过程,这个过程称过渡过程。
A. 电感线圈中电流;
B. 电感线圈中电压;
C. 电容器两端电压;
D. 电容器两端电流。
2、用相位表测量Yd11变压器高压侧UAB较低压侧Uab( A D )
A滞后30度;
B超前30度;
C滞后330度 ;
D超前330度。
3、两台阻抗电压不相等的变压器并列运行时,在负荷分配上( A D )。
A、阻抗电压大的变压器负荷小;
B.阻抗电压小的变压器负荷小;
C.负荷的分配不受阻抗电压的影响;
D.负荷的分配受阻抗电压的影响。
4、蓄电池容量用( B C )两者的乘积表示。
A 放电功率;
B 放电电流;
C 放电时间;
D 充电电流。
5、寻找接地的方法有( ABCD )
A、测量法;
B、拉合试验法;
C、分割电网法;
D、人工转移接地法。
6、电气着火源可能产生原因有( ABCD )
A、电气设备或电气线路过热;
B、电花和电弧;
C、静电;
D、照明器具或电热设备使用不当。
7、低压断路器主要用于配电线路的( ABCD )保护
A、过载; B、欠压; C、失压; D、短路。
8、以下哪些问题会引起电动机发热?( BCEF )
A、电源电压低于额定电压5%;
B、长时间缺相运行;
C、起动太频繁;
D、电源相序接反;
E、定专子之间间隙过大;
F、电源电压过高。
9、380V不接地系统发生单相接地后对设备的影响,以下哪些说法是正确的?(
A、单相接地后,影响电源的对称性;
B、影响母线上设备的运转;
C、非接地相对地电压升高为线电压;
D、设备的中性点电位升高至相电压值;
E、对其绝缘可能造成一定危害。
10、对于兆欧表的使用,以下说法正确的是( A C D )
A 根据试品选择合适的电压;
B根据试品选择合适的电流;
C 测试前后应对试品充分放电;
D机械式兆欧表对试品进行测试后应先将接线脱离试品,再停止摇测。
四、 简答题
1、直流电动机的是否一般不允许直接启动?如直接启动有什么问题?采用什么方法启动比较好? 答:
直流电机一般是不允许直接启动的。如果直接启动,由于启动电流较大,换向将会很困难,换向器表面产生电火花,电枢绕组中电流过大将损坏绕组,机械传动机构会受到强烈的冲击,还会影响电网电压的波动及影响其他设备正常运行。所以采用电枢回路串电阻或改变电枢电压比较好。
2、在电动机的主回路中,既然装有熔断器,为什么还要装热继电器?他们有什么区别?热继电器的选用原则?其中现有两种热继电器接入方式是什么?
答:
熔断器只能用作短路保护,不能用作过载保护;而热继电器只能用作过载保护,不能用作短路保护。所以主回路中装设两者是必需的。
热继电器应根据使用条件、工作环境、电动机型式及运行条件,电动机起动情况及负荷情况综合考虑合理选择。原则上热继电器的额定电流应按电动机额定电流选择,一般按1.2 倍额定电流选择热继电器的电流范围。然后选择热继电器的型号和元件电流等级。
一般热继电器安装可分为直接接入和间接接入两种。
直接接入:热继电器和交流接触器组装在一起,热元件直接通过负载电流。
间接接入:热继电器和电流互感器配合使用,其热元件通过电流互感器的.二次电流。这种热继电器电流范围是根据通过电流互感器拆算到二次来选择的。
3、为什么直流系统发生2点接地可能导致严重的后果,试画图说明?如何预防?
答:
1.如果两点接地分别发生在不同支路的正极和负极,会导致2个支路发生短路,直流支路的上游开关跳闸或保险熔断,下游大量的控制负荷失电。
2.如果两点接地均发生在正极或负极的不同地点或不同回路上,虽然不会导致开关跳闸,但是由于这2点接地,会导致这2点之间所有的控制回路的接点失效,可能造成相关的控制回路的控制逻辑紊乱,造成开关后者其他逻辑回路拒动或者误动,产生不可预知的后果。
4、变频器能否改变电动机的起动特性?为什么?
答:
可以改变。因为变频器可以控制输出电压的矢量、幅值等等参数,因此他可以控制电动机的磁通矢量以及转矩启动特性。达到根据负荷的特性实现对电机的控制。
5、逆变器与旁路电源同步的条件是什么?如果出现不同步切换会产生什么后果?
答:
2个电源同步的条件:相位 幅值 频率一致即认为逆变器和旁路电源同步;2个电源同步后,可出实现2路电源之间的无扰不间断切换,如果不同步切换,轻则切换失败,下游负荷出现短时的失店,重则导致逆变器的IGBT管出现很大的环流甚至短路,烧毁设备等严重的事故。
6、SR25型电动头内的各个限位开关有什么作用?
答:
SR25型电动头为伯纳德公司生产的电动头,起内部有8个限位开关,其中分为3个开行程的限位,3个关行程的限位,1个关力矩保护的限位和一个开力矩保护的限位。
2个开关行程分别用于电动头的开向和关向的到位行程的控制
2个开关行程分别用于电动头的配电盘开关的位置指示
2个开关行程分别用于电动头的远方(主控)开关位置的指示
2个力矩限位串接于到位行程控制中,用于电动头行程控制的后备保护以及阀门的过力矩的保护。
五、故障分析题
1、一台380V的交流接触器在运行过程中滋滋声较大,还伴随有震动,请分析可能的原因。 答:
可能的原因有以下几点:
1.接触器衔铁上的短路环松动或者缺失掉落导致电压过零点时剧烈的震动。
2. 接触器衔铁之间有异物或者油泥导致动静衔铁无法完全接触的电磁声
3. 接触器由于机械机构的卡涩导致没有全部吸合完全导致的电磁声和震动
2、蓄电池正常的浮充电压为2.23V±0.03V,在运行过程中某一节电池的浮充电压为2.18V,超出要求,请分析原因
答:
蓄电池组的单个电池电压和电池本身的内阻成比例关系,因此该电池电压偏低,是由于其内阻偏高导致的。造成单个蓄电池内阻偏高的原因有以下几点:
1. 制造过程中的工艺瑕疵导致极板、隔板安装不当
2. 初充电过程中,调酸时酸液有杂质导致吸酸饱和度不均匀
3. 维护过程中对电池温度的控制不当或者均衡充电电压调整不合理或者就没有进行过均衡充电。
4.极板、隔板弯曲或者电解液密度不足导致
3、6KV一台开关运行过程中意外跳闸,试分析跳闸的原因和处理方法?
答:可能原因有3大类:
1. 外部信号逻辑回路触发跳闸信号。(例如主控或DCS来了一个错误的命令或者其他组态逻辑中有跳闸逻辑)
2.保护控制回路动作。(下游负荷过载短路等等异常引起跳闸保护动作;保护继电器误动作导致跳闸;开关的相关的控制回路保持回路或者一些接点等接触不良等异常导致跳闸)
3.开关机械机构或者驱动机构异常(开关的跳闸线圈(保持线圈)开路后者低电压线圈动作;开关的机械跳闸机构由于磨损震动润滑等引起的误动作)
六、计算题
1、一台三相异步电动机接在50周/秒三相交流电源上,转速1440转/分,问这是几极电机?转差率多少?
解:
①∵转速n=60f/p
∴极对数P=60f/n=60X50/1440=2(对)
表示电动机为4极电机
②转差率S=n1?n X100% n1
n1?n1500-1440X100%=1500-X100%=4% n11500 同步转速为:n1=60f/p=60X50/2=1500转/分 则转差率S=
2、有三个单相负荷接在三相四线制电路中,RA=5Ω,RB=10,RC=20Ω,电源相电压220伏,若A相断开,求各线电流和中线电流多少?
解:
①当A相断开,则IA=0
由于存在中线 ∴UB=220V UC=220V
IB=Ub=220/10=22(A) Rb
IC=UC/RC=220/20=11(A)
②中线电流UN=IA+IB+IC
=0+22∠-120°+11∠+120°
=22(-1/2-j3/2)+11(-1/2+j3/2)
=-16.5-j9.52=19∠-150°安
3、一台三相四极异步电动机,P=28KW,Ue=380V,n=90%,COSΨ=0.88,定子为△形接法。在额定电压下,全压直接启动时启动电流为多少?试用Y-△启动时,问:启动电流多大? 解: 电动机的额定电流Ie=Pe/Ue COSΨ=28000/(×380×0.88×0.9)=53.7A 电动机全压直接启动的启动电流I直接=6Ie=6×53.7=322.2A
电动机Y-△启动的启动电流I Y-△=1/3×I直接=1/3×322.2=107.4A
答:该电动机全压直接启动的启动电流为322.2A, Y-△启动电流为107.4A
4、三相四线制电路如图D-44所示,其各相电阻分别为Ra=Rb=20Ω,Rc=10Ω。已知对称三相电源的线电压UL=380V,求相电流、线电流和中性线电流各是多少
解:因采用三相四线制,所以每相负载两端的电压为电源的相电压,即
U?UL380??220(V)3
设UA=220∠0°则UB=220∠-120°
UC=220∠120°
则各相相电流为UC
UA220?0
Ia11(A)Ra20
UB220??120
Ib???11??120?(A)RB20
UC220?120
Ic???22?120?(A)RC10
因为负载是星形接线,所以线电流等于相电流
ILa=11AILb=11AILc=22A
中性线电流IN
IN?IA?IB?IC
=11+11∠-120°+22∠120°
=11∠120°(A
故 IN=11(A)
答:A相的相电流、线电流为11A;B相的相电流、线电流为11A,C相的相电流、线电流为22A,中性线电流为11A。
5、某R,L,C串联电路,R=50Ω,L=159mH,C=0.159μF,U=20V。求:
(1)电路谐振频率f0
(2)谐振时求XL,总阻抗Z,电流I
(3)电阻和电容上压降
解:(1)谐振时XL=XC
ωL=1/ωC 2πfL=1/2πfC
f0=1/2πLC=1/(2π0.159?0.159?10?6)≈1000HZ
(2).XL=ωL=2π×1000×159×10-3≈1000 (欧)
Z=R=50 (欧)
I=U/R=20/50=0.4 (A)
(3)UR=IR=0.4×50=20 (V)
UC=I/ωC=0.4/(2π×1000×0.159×10-6)≈400(V)
答:(1)电路谐振频率f0 为1000HZ。(2)谐振时XL为1000欧,总阻抗Z为50欧,电流I为0.4A。电阻和电容上压降分别为20 V、400V。