电工基础第三章
《电工技术基础》第三章
N即为 ，因此，各负载的相电压为
➢ 即：
➢ 由于 、 两端的电压都超过了其额定电压，因此两灯将会被烧坏
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五、三相负载的Y形联结
例题3-1
➢ 相断开时， 两端的相电压
；此时 相和 相不受影响， 、 两
端的相电压 、 仍为220 V
和 称为相线或端线，俗称火线
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三、三相交流电源的Y形联结
➢ 三相交流电源中，每相绕组始端与末端间的电压，亦即相线与中性线之间的 电压，称为相电压，其有效值用 、 和 表示，或一般地用 表示
➢ 任意两始端间的电压，亦即两相线之间的电压，称为线电压，其有效值 用 、 和 表示，或一般地用 表示
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，则称为三相对称负
CRED CAR IT D 123 456 789 000
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五、三相负载的Y形联结
➢ 负载接入三相电路时，应遵循以下两个原则。 ➢ （1）加在负载上的电压必须等于其额定电压。 ➢ （2）应尽可能使电源的各相负载均匀对称，从而使三相交流电源趋于平衡
➢ 将三相负载的末端连接于 N 点，并与三相交流电源的中
➢ 、 和 均为绕组的始端，U2、 和 均为绕组的末端 ➢ 这三个绕组的几何结构、绕向和匝数都相同，但各绕组的始端
或末端之间彼此相隔 ，故称为三相绕组
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一、三相交流电的产生
➢ 转子的铁芯上绕有励磁绕组，采用直流励磁
➢ 选择合适的极面形状和励磁绕组布置方式，可使定子与转子
间气隙中的磁感应强度按正弦规律分布
2
能够测量三相交流电路的功率
➢ 我国民用供电多使用三相交流电作为楼层或小区的进线电源， 其相电压为220 V，而线电压为380 V，且一般都设有中性线， 即采用三相四线制，进户线那么为单相线，即三相中的一相， 其对地或对中性线的电压均为220 V
电工基础 第3章 电路分析的网络方程法
第3章 电路分析的网络方程法
1 R2 i2 2
is1
i1
i3
R1
R3
0
i4
R4
＋
us4
－
图3.5 节点分析法
第3章 电路分析的网络方程法
以图3.5为例， 电路中有3个节点， 分别为0、 1、 2。 设节点0为参考节点， 节点1和节点2到参考节点的 电压分别为u1和u2。 根据KCL， 可以列两个独立的电 流方程
2
3A 3 1
＋
2
4i 1
－
i2
0
图3.7 例3.6图
第3章 电路分析的网络方程法
解 设节点0为参考节点， 那么， 节点电压为u1和 u2。 节点1的节点电压方程为
3
1
1
1 4
u1
u2 4
3 0.5i2
由图3.7可得
u2
4i1, i1
u1
u2 4
, i2
u2 2
联立上述各式， 解之得
i1=1.5 A, i2=3 A
G11u1+G12u2+… +G1(n-1)u(n-1)=is11 G21u1+G22u2+… +G2(n-1)u(n-1)=is22
…
G(n-1)1u1+G(n-1)2u2+… +G(n-1)(n-1)u(n-1)=is(n-1)(n-1)
（3-8）
方程组（3-8）可写成通式， 对于第k个节点， 其
电路分析的网络方程法图38电路分析的网络方程法33回路分析法331回路电流法及其一般形式在电路中以假想的回路电流为电路变量通过kvl列出用回路电流表示支路电压的独立回路电压方解方程求出回路电流再利用回路电流求各支路电流及电压的分析方法称之为回路分析法或回路电电路分析的网络方程法图39回路分析法电路分析的网络方程法下面我们来看一下回路电流法的方程形式
电工基础 第3章 课后习题
第三章 单相交流电1、判断题1两个频率相同的正弦交流电的相位之差为一常数。
答案:正确2正弦量的相位表示交流电变化过程的一个角度，它和时间无关。
答案:错误3正弦交流电的有效值指交流电在变化过程中所能达到的最大值。
答案:错误4直流电流为10A和正弦交流电流最大值为14.14A的两电流，在相同的时间内分别通过阻值相同的两电阻，则两电阻的发热量是相等的。
答案:正确5在纯电感正弦交流电路中，电流相位滞后于电压90。
答案:正确6在正弦交流电路中，感抗与频率成正比，即电感具有通低频阻高频的特性。
答案:正确7在纯电容的正弦交流电路中，电流相位滞后于电压90。
答案:错误8在正弦交流电路中，电容的容抗与频率成正比。
答案:错误9在直流电路中，电感的感抗为无限大，所以电感可视为开路。
答案:错误10在直流电路中，电容的容抗为0，所以电容可视为短路。
答案:错误11纯电感元件不吸收有功功率。
答案:正确12在单相交流电路中，日光灯管两端电压和镇流器两端的电压之矢量和应大干电源电压。
答案:错误13在感性电路中，并联电容后，可提高功率因数，使电流和有功功率增大。
答案:错误14在正弦交流电路中，总的视在功率等于各支路视在功率之和。
答案:错误15在正弦交流电路中，电路消耗的总有功功率等于各支路有功功率之和。
答案:正确16在感性负载中，其电压的相位总是超前于电流一个角度。
答案:正确17在容性负载中，其电流的相位总是超前于电压一个角度。
答案:正确18在纯电感电路中，功率因数Costp一定等于0。
答案:正确19在RL串联电路的功率因数Costp一定小于l。
答案:正确20在RL并联电路的功率因数Cos(#一定为0。
答案:错误21在纯电阻电路中，功率因数角一定为O。
答案:正确22在纯电容电路中，功率因数角一定为90。
答案:正确23无功功率的单位为伏安。
答案:错误24正弦交流电路中视在功率的大小为有功功率与无功功率之和。
答案:错误25在交流电路中，有功功率越大，电源容量利用率越高。
3电工基础第三章教案
第三章电容器§3－1、电容器教学目的1、知道电容器的概念，认识常见的电容器，理解电容器的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。
2、了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器的电容大小的方法。
教学重、难点教学重点:电容器的基本概念；电容的物理意义；影响平板电容器电容大小的因素。
教学难点：掌握电容器的基本概念及其组成；理解电容的物理意义；记住平板电容器电容值的计算方法。
教学方法：类比法、讲授法，实验演示法，计算机辅助教学教学时数：一课时授完。
教具：多媒体课件教学过程：Ⅰ、复习导入：1、复习提问：叠加定理内容与应用条件。
2、导入新课：电容器是电路的基本元件之一，在电工和电子技术中应用非常广泛。
例如在电力系统中利用它可改善系统的功率因数；在电子技术中，利用它可起到滤波、耦合、隔直、调谐、旁路和选频等作用。
这节课我们就来介绍电容器的基本概念。
Ⅱ、讲授新课：一、电容器和电容1、电容器：(1)、电容器:指在电路中储存电场能量的元件．是由两个彼此绝缘又相隔很近的导体电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。
(2)、电容器最基本的特性：能够存储电荷。
(3)、用途：具有“隔直通交”的特点，在电子技术中，常用于滤波、移相、旁路、信号调谐等；在电力系统中，电容器可用来提高电力系统的功率因数。
(4)、主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压。
(5)、工作原理：把电容器的两个极板分别接到电源的正负极上，电容器的两极板间便有电压Ｕ，在电场力的作用下，自由电子定向运动，使得Ａ板带有正电荷，Ｂ板带有等量的负电荷．电荷的移动直到两极板间的电压与电源电动势成骑虎相等时为止．这样在两个极板间的介质中建立了电场，电容器储存了一定量的电荷和电场能量．2、电容(1)、电容量是衡量电容器储存电荷能力大小的一个物理量，简称电容，通常也用符号C表示。
(2)、含义：电容器任一极板所储存的电荷量，与两极板间电压的比值叫电容量，简称电容。
电工基础第三章练习
第三章复杂直流电路练习一基尔霍夫定律(一)一、填空：1、不能用电阻的串、并联化简的电路叫电路。
2、叫支路.同一支路中通过各元件的电流强度。
3、三条或三条以上支路的交点叫。
电路中任何一个闭合的路径叫.4、基尔霍夫第一定律也叫电流定律，其表达式为。
基尔霍夫第二定律也叫电压定律，其表达式为。
二、如图1所示，说出电路中的节点、支路和回路的数目。
图(1）三、如图2所示，电流I1=10A ，I2=5A，I3= A.四、如图所示，I1=25A,I3=16A,I4=12A,求I2、I5、I6的值. 图（2）五、如图所示，写出（1）U AB、U AC、U BC的表达式。
（2）根据从D、E、F、D的绕行方向，写出回路电压方程.六、如图所示,已知I1=1A，I2=2A，E1=10V，E2=5V,R=5Ω，则I3= ,I= .七、如图所示，R1=2Ω，R3=5Ω,E1=17V，E2=17V,I1=1A,，求I2及R2的大小.第一节基尔霍夫定律（二）一、写出以下电路的支路、节点、回路的数目。
二、求以下电路中未知的支路电流的值。
三、写出以下回路的回路电压方程。
1、2、①回路A-B-C—A的回路电压方程: ①回路A-B—D—E—F-G-A的回路电压方程：②回路A-D—C-A的回路电压方程：②回路A-E-F—G-A的回路电压方程：③回路A-D—C-B-A电的回路电压方程：③回路A-B-D-E—A电的回路电压方程:练习二支路电流法一、解方程和方程组：1、4x－12=202、-5a+12=﹣133、17﹣6I=54、2x+y=75、x+y﹣z=06、I1+I2 = I32x+y= 4 2 I1﹣3 I2 =12 x﹣y=1 4x﹣2y+3z = 9 ﹣3 I2+4 I3=10二、填空:1、支流电流法是一种全面应用定律求解电路的方法。
其解题步骤是:①任意标出。
②根据定律分别列出节点电流方程和回路电压方程。
③代入已知数，解联立方程组求出各支路电流。
电工基础 第3章 磁与电磁
图3.8
3．3．1自感
根据法拉第电磁感应定律，可以写出自感电动势的表达式为
ψ eL = t
将
Ψ L = LI 代入，得
Ψ L2 Ψ L 1 LI 2 LI 1 eL = = t t
即
I eL = L t
2．自感现象的应用与危害
自感现象在各种电器设备和无线电技术中有广泛的应用，日光灯的镇 流器就是利用线圈自感现象的一个例子。 自感现象的危害：在大型电动机的定子绕组中，定子绕组的自感系数很大, 而且定子绕组中流过的电流又很强，当电路被切断的瞬间，由于电流在很短 的时间内发生很大的变化，会产生很高的自感电动势，在断开处形成电弧,这 不仅会烧坏开关，甚至危及工作人员的安全。因此，切断这类电路时必须采 用特制的安全开关。
3．4 同名端的意义及其测定
2．同名端的实验测定 直流判别法： 直流判别法：依据同名端定义以及互感电动势参考方向标注原则来判定。 如图3．18所示，两个耦合线圈的绕向未知，当开关S合上的瞬间，电流从1 端流入，此时若电压表指针正偏转，说明3端电压为正极性，因此1、3端为 同名端；若电压表指针反偏，说明4端电压正极性，则1，4端为同名端。 交流判别法： 交流判别法：如图3．19所示，将两个线圈各取一个接线端联接在一起，如 图中的2和4。并在一个线圈上（图中为线圈）加一个较低的交流电压,再用 交流电压表分别测量、、各值，如果测量结果为：,则说明、绕组为反极性 串联，故1和3为同名端。如果,则1和4为同名端。
图3．2 条形磁铁的磁感线
3．1．2磁场中的基本物理量
图3．3通电直导线的磁场
图3．4通电线圈的磁场
2．磁通量 Φ 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积A的乘积，称为通过该面积的磁φ 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积A的乘积，称为通过该面积的磁φ。即
(中职电工基础) 第三章 基尔霍夫电压定律(4)
崇阳
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第四讲 基尔霍夫定律
基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律（KCL） (节点电流定律)
基尔霍夫电压定律（KVL） (回路电压定律)
EXIT
复习一
1、如图所示（甲），电路
R2
或者：在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方
向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即 U 0
EXIT
基尔霍夫程的原则
(1) 标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿 着顺时针方向绕行，也可沿着逆时针方向绕行)；
(2) 电阻元件的端电压为 ±RI，当电流 I 的参考方向与回路 绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取“”号； (3) 电源电动势为 E，当电源电动势的标定方向与回路绕行 方向一致时，选取“+”号，反之应选取“”号。
EXIT
基尔霍夫定律（独立方程）
例题1：
节点A 节点KCL方程 节点B
I1 + I2 = I3 I3= I1 + I2
1个独立方程
①.－E1＋I1R1＋I3R3 ＝0
回路KVL方程 ②.－I3R3－I2R2＋E2＝0 ③.－E1＋I1R1－I2R2＋E2＝0
关系式①+ ② ＝③ 2个独立方程
I1
I2
例题2：如图，写出Uab的KVL方程。
根据KVL的推广：
a
R1
知道：一个不闭合的开口处
的电压降UAB等于由A到B路径上
全部电压降得代数和。
b
I
+
E1
－
R2 + E2 －
电工基础第3章考题
S 1P?*t=0 3?・St=06?i L3?1H361电路如图361所示，试求t 》0时的电流i L 。
开关闭合前电感未储能图 3.6.1【解题过程】 ① 根据换路前的电路求初始值。
开关闭合前电感未储能，且根据换路定则，初始值 i L (0+)=i L (0-)=0。
② 根据换路后的电路求稳态值：i L1531A' 丿 3+3//6 3+6③ 求时间常数：T =L/R=1/(6+3//3)=0.133s。
t④ 由三要素公式得：iL t ]=iL i 「]亠[h 0 . i ]]e N=1 _e"A 。
3.6.2电路如图3.6.2所示，试求t >0时的电流i L 和电压 山。
开关闭合前电感 未储能。
【解题过程】① 按照换路前的电路求初始值i L (0 +)。
根据换路定则：i L (0 +)= i L (0 -)=0A 。
② 按照换路后的电路求稳态值i L ( g )。
i L ( g )=2/2=1A 。
③ 求时间常数T 。
T =L/ R=0.5/(5//5)=0.2S 。
t④ 由三要素公式得： L t 二if 厂[i L 0—L]e_ = 1-e 且A 。
⑤根据电感元件特性得：U L t =L dik -^ =2.5s 旦V 。
' * dt3.6.3电路如图3.6.3所示，试求t >0时的电流i L 和电压山。
换路前电路已处 于稳态。
15V图 3.6.2■qU L j 1H10?20?【解题过程】①根据换路前的电路求初始值i L(0 +)。
根据换路定则i L(O+)=i L(0-)=10/10=1A。
②根据换路后的电路求稳态值i L(g)。
i L( °° )=OA。
③求时间常数T。
T =L/ R=1/[(1O+1O)//2O]=O.1s 。
t④由三要素公式得：h t ]=人I「广[h O.—H r]e^=e丄0浪。
⑤由电感元件特性得：U L t "匹丄=-1Oe l Ot V。
电工基础 第三章
角频率 1 2 2πf 2 3.14 333rad/s 2091rad/s
（2）最大值 U ml (10 3)V 30V
U m2 (10 2)V 20V
相应的有效值为
U1
Uml 2
30 2
V 21.2V
U2
Um2 2
20 V 14.1V 2
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
相同的时间内，两个电阻产生的热量相等，我们就把这个直流电 流的数值定义为交流电流的有效值。电动势、电压和电流的有效 值分别用大写字母E、U、I表示。
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
E
Em 2
0.707Em
U
Um 2
0.707U m
I
Im 2
0.707I m
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
交流电是指大小和方向均随时间做周期变化的电流、电压 或电动势，分为正弦交流电和非正弦交流电两大类。正选交流 电按正弦规律变化，如图3-1所示；非正弦交流电不按正弦规 律变化，如图3-1d所示。
图3-1 直流电和交流电的波形 a)恒定直流电 b)脉动直流电 c)正弦交流电 d)非正弦交流电
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
1MHz 106 Hz
频率和周期的关系是 （3）角频率
f 1 T
指交流电每秒钟变化的弧度数，用ω表示
2π 2πf
t
T
第一节 正弦交流电的基本概念及其表示方法
3.相位、初相位和相位差
（1）相位 电角度(ωt+φ) 为交流电的相位，其单位是弧度或度。相位 反映了交流电变化的进程。
（2）φ表
（3）平均值 交流电的平均值是指由零点开始的半个周期内的平均值，如
《电工技术基础与技能》第三章 直流电路习题答案
第三章直流电路3.1闭合电路欧姆定律填空题1、闭合电路由两部分组成，一部分是电路，另一部分是电路。
外电路上的电阻称为电阻，内电路上的电阻称为电阻。
2、负载上的电压等于电源的电压，也等于电源的电动势减去电源的内压降，即U=E-Ir。
选择题1、用万用表测得全电路中的端电压为0，这说明（）A外电路断路 B外电路短路 C外电路上电流比较小 D电源内阻为零2、用电压表测得电源端电压为电源的电动势E，这说明（）A 外电路断路B 外电路短路C 电源内阻为零D无法判断3、电源电动势为2V，内电阻是0.1Ω，当外电路断路时电路中的电流和端电压分别为（）A、0A，2VB、20A，2VC、20A ，0VD、0V ，0V4、在闭合电路中，负载电阻减少，则端电压将（）。
A、增大B、减小C、不变D、不能确定5、一直流电源，开路时测得其端电压为6V，短路时测得其短路电流为30A，则该电源的电动势E和内阻r分别为（）。
A、6V，0.5ΩB、16V，0.2ΩC、6V，0.2Ω判断题1、全电路中，在开路状态下，开路电流为零，电源的端电压也为零。
（）2、短路电流很大，要禁止短路现象。
（）3、短路状态下，电源内阻的压降为零。
（）4、当外电路开路时，电源的端电压等于零（）计算题1、如图所示，电源电动势E=4.5V，内阻r=0.5Ω，外接负载R=4Ω，则电路中的电流I=? 电源的端电压U=?电路的内压降U=?2．如下图，已知电源电动势E=110V，r=1Ω，负载R=10Ω,求：（1）电路电流；（2）电源端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。
3．如下图所示，已知E=5V，r=1Ω，R1=14Ω，R2=20Ω，R3=5Ω。
求该电路电流大小应为多少？R2两端的电压是多少？4.如图所示电路中，已知E=12V，r=1Ω，负载R=99Ω。
求开关分别打在1、2、3位置时电压表和电流表的读数5、如图所示，E=220V，负载电阻R为219Ω，电源内阻r为了1Ω，试求：负载电阻消耗的功率P负、电源内阻消耗功率P内及电源提供的功率P。
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第三章电容器
一、填空题
1、过程成为充电；过程称为放电。
2、电容的基本单位是，比它小的单位是和
它们之间的换算关系为。
3、电容器储存电荷的能力，通常以来表示，其表示式是
4、电容是电容器的固有属性，它只与电容器的和以及有关，而与和等外部条件无关。
5、电容器额定工作电压是指电容器在电路中的直流电压，又称耐压。
在交流电路中，应保证所加交流电压的值不能超过电容器的额定工作电压。
5、电容器工作时，实际所加的电压的最大值不得否则将，严重时会。
6、电容器串联后，电容大的电容器分配的电压，电容小的电容器分配的电压。
当两只电容器C1，C2串联在电压为U的电路中，它们所分配的电压U1= ，U2= 。
7、电容器并联后，相当于增大了，所以总电容每个电容器的电容。
8、电容器在充电过程中，充电电流逐渐，电容器两端电压将逐渐。
9、电容器在放电过程中，放电电流逐渐，二电容器的两端电压逐渐。
10、电容器在刚充电的瞬间相当于，当充满电时相当于一个等效，不过它的电压随着放电而减小。
11、称为RC电路的时间常数，用表示，单位。
12不论是充电还是放电，电容器上电压都是变化的，充电式它不可能立即达到，放电时它也不可能立即下降到，即电容器两端的电压不能，这个过程称为。
13、电容器是元件，它储存的电场能量与和成正比，电容器两端的不能突袭。
14、从能量的角度看，电容器的电压上升的过程是电荷的过程。
15,、如果电容电压不随着时间变化，则电流为这时电容元件的作用相当于使电路
16当两个电容C1，C2并联时，等效电容C= 。
17当两个电容C1，C2串联时，等效电容C= 。
18并联电容器的等效电容总和总是于其中任何一个电容器的电容。
并联的电容器越多，等效电容越。
19、串联电容器的等效电容总和总是于其中任何一个电容器的电容。
串联的电容器越多，等效电容越。
20、有两个电容元件，C1=25uF，耐压250V；C2=10uF，耐压500V，将这两个电容元件串联，串联后的电容元件能承受电压为 V。
二，判断题
（）1、平行板电容器的电容与外加的电压的大小成正比。
（）2、只有成品的电容器才具有电容。
（）3、电容器的标称容量就是该电容器的实际容量。
（）4、平行板电容器的相对极板板面积增大，其电容量也增大。
（）5、有两个电容器，且C1大于C2，如果它们两端电压增大，则C1所带电量较多。
（）6，有两个电容器，且C1大于C2，如果它们所带电量相等，则C1两端电压较高。
（）7、原来不带电荷的电容器C与电阻R串联后与直流电压接接通瞬间，电容器两端电压Uc=0，充电电流ic=U/R。
（）8、电容器C原来已充电到U，当与电阻R接通之后开始放电瞬间，电容器两端电压uc=U，放电电流ic=U/R。
（）9,、电容器充放电的快慢可以用时间常数г来衡量，г值越大，充放电速度越快。
（）10、两个电容元件相串联，则两个电容元件上电量相等。
（）11、两个电容元件相串联，电容小的电容元件承受的电压就小。
（）12、两个电容元件相并联，电容小的电容元件所带电量就小。
三、选择题：
1、电容器并联使用时，总电容量（）。
A增大 B减小 C不变
2、串联电容器的等效电容器总是（），其中任一电容器的容量。
A大于 B小于 C 等于
3、将电容器C1（100V 20uF ）和电容器C2 （ 160V 20uF）串联接到250V电压上，则( ).
A C1,C2均正常工作
B C1,C2均被击穿
C C1击穿，C2正常工作
4、有两个电容器且C1大于C2，如果它们两端的电压相等，则（）。
A C1所带电量较多
B C2所带电量较多
C 两电容器所带电量一样多
5、有两个电容器且C1大于C2，若它们所带电量相等，则( )。
A C1两端电压较高
B C2两端电压较高
C 两电容器电压相等
6、一平行板电容器，若极板之间距离d和选用的介质常数为εr一定时，如果极板面积增大，则( )。
A 电容量减小
B 电容量增大
C 电容量不变
四、综合题
1、一个电容器的电容量为30uF，在它两端加上500V直接电压时，该电容器极板上所带的电量是多少？电容器储存的电场能是多少？
2、如图所示，C1=15 uF,C2=30 uF ，C3=30 uF ，C4=60 uF ，求A 、B 两端等效电容。
A B
C1
C2C3
C4
3、两只电容器C1，C2，其中C1=2 uF/50V C2=6uF/30V ，将它们串联接到U=80V 的电压两端，每只电容器两端所承受的电压是多少？若将它们并联接到U=80V 的电压两端，每只电容器所储存的电量是多少？
4、在某电子线路上用一只耐压为1000V 、电容量为4 uF 的电容器，现在4只4 uF 的电容器，但耐压都只有500V ，问用什么连接方式才能满足要求？
5、当用万用表Rx1K 档检测较大容量的电容器时，出现下列现象，试判断故障原因。
（1）测量时表针根本不动。
（2）测量时表针始终为0Ω，不回摆。
（3）表针有回摆，但最终回摆不到起始位置，即无穷位置。