FCC 技師級考試學習指南 - 2014-2018/子單元 T0 組 A
電源電路和危險：危險電壓；保險絲和斷路器；接地；防雷；電池安全；電氣規範合規性
無線電業餘愛好者偶爾需要處理通電高壓或儲存大量能量的物品。必須始終小心謹慎地處理此類強大的電源，以防止發生嚴重事故。
人體健康。 存在一種誤解，認為“電壓致死”，但這實際上是不正確的，因為我們只需在穿著羊毛衫時用手觸控乳膠氣球，就可能帶電數萬伏。我們必須相信“電流致死”的真相。只需要 10-100 毫安即可觸發肌肉痙攣、擾亂細胞活動或因歐姆加熱導致肉體灼傷。始終假設我們處於零伏的接地電位，所有較高電壓都會透過我們感應電流。
交流電源。 現代建築中的北美電力服務將三根導線送至您的插座。在此插座內，這三根導線為綠色接地線、白色中性線和不同顏色的火線。傳統上，火線為黑色導線，但這不是強制要求。火線絕不能為白色或綠色導線，因為這些顏色專門用於中性線或接地線。在設定您的業餘無線電臺或實驗室工作臺之前，始終值得測試您的房屋是否正確接線和接地。
交流電源提供的最大電流由導線的橫截面尺寸決定。由於導體存在電阻，電流流動會導致熱量釋放。通常，熱量在導線連線處的接頭處釋放，因為這些區域的電阻最高。NFPA（國家消防協會）進行了廣泛的研究，以建立一套用於正確確定導體尺寸和絕緣的完善規則。過電流條件會導致導體發熱，可透過斷路器（或 1960 年以前的安裝中的保險絲）來緩解。
斷路器或保險絲主要用於防止火災，但我們額外的綠色接地線則提供了人體安全保障。假設火線在您的電器內部鬆動，金屬框架通電，則存在觸電危險。接地的電器會將此電壓洩放到零伏的接地電位。這通常會導致過電流，從而導致斷路器跳閘或保險絲熔斷。
當斷路器跳閘或保險絲熔斷時，將其視為警告。您剛剛透過啟用安全功能來防止火災或觸電。當您透過安裝過大尺寸的斷路器或保險絲來停用這些系統時，您就是在停用僅用於保護生命和肢體的安全功能。始終確定事件的原因。如果您沒有完全相同的替換件，則可以使用尺寸較小的保護裝置，但可能會造成頻繁跳閘的風險，從而迅速降低斷路器的使用壽命。
交流系統中的電流在火線和中性線之間流動。火線在高正電位和高負電位之間交替變化，中性線是電子流動的迴流路徑。許多高質量的技術為使用者提供了更大的保護。弧故障斷路器包含一個嵌入式系統，該系統測量電流流動並在檢測到負載中出現的電弧時停用電流流動。GFCI 斷路器，即接地故障電流中斷，如果在火線和中性線之間的流動中超過 20 毫安無法解釋，則會切斷電流流動。一些公司（例如 E-T-A）甚至生產了可直接替換保險絲的斷路器，並且可以安裝在現有的插座中。
電池電源。 這些電源特別危險，因為它們可以提供比交流電源更高的電流。汽車中的鉛酸蓄電池很容易提供數百安培的電流。這種巨大的電流能力意味著短路時會產生大量熱量。在某些情況下，螺絲刀在電池端子上放置幾秒鐘後就會熔化。透過短路的電流也流過電池，歐姆加熱會迅速使電池過熱。像對待燃料罐一樣小心對待電池。在短短的幾個小時內可以為您的發射機供電的相同能量，也可能在幾秒鐘內引發火災。
我曾經有過一次短路汽車電池的經歷。在這種情況下，太陽能電池正在為電池充電。在拔掉太陽能電池時，端子彼此接觸。立即，整根電線變成了非常漂亮的煙霧雲，筆直向上（並且非常均勻地）延伸到電線的整個長度。電線在地板上形成的每個迴路也形成了完美的菸圈。
某些元件，例如電感器、變壓器和某些電動機，絕不能連線到電池，因為一旦產生磁場，它們就會很快發生短路。
當電池因過度充電或過電流而過熱時，電池中的水會分離成分子氧和氫。這些氣體在相互存在的情況下具有劇烈的爆炸性，更不用說由於電流流動而已經升溫了。排氣的電池存在爆炸危險，尤其是在排氣速度超過壓力釋放速度時。斷開有噪音的電池並通風房間以散發氣體。
- 以下哪一項是 12 伏蓄電池的安全隱患？
- A. 用手同時接觸兩個端子會導致觸電
- B. 端子短路會導致燒傷、火災或爆炸
- C. 電池產生的射頻輻射
- D. 以上所有選項均正確
電壓是無害的，但短路電流可能非常大。歐姆定律告訴我們，釋放的熱量與電流的平方成正比。每次電流加倍，功率輸出就會乘以四。正確答案是 B。
- 電流流過人體如何造成健康危害？
- A. 使組織發熱
- B. 擾亂細胞的電功能
- C. 導致非自主肌肉收縮
- D. 以上所有選項均正確
所有這些情況都可能發生。組織的歐姆加熱和非自主肌肉收縮通常與電擊損傷有關。由於細胞間的電位差，也會發生細胞損傷。正確答案是 D。
- 三線制交流電源插頭中的綠色導線連線到什麼？
- A. 中性線
- B. 火線
- C. 安全接地
- D. 白色導線
綠色是接地的專用顏色。切勿將其用於任何其他用途。接地是電流的迴流路徑，以防接線故障使電器通電，以便在電流足夠大時斷路器跳閘。正確答案是 C。
- 保險絲在電路中的作用是什麼？
- A. 防止電源紋波損壞電路
- B. 在過載時切斷電源
- C. 限制電流以防止觸電
- D. 以上所有選項均正確
保險絲在應用上等同於斷路器，因為它們可以防止過電流情況。它們可以防止火災，而不是觸電。正確答案是 B。
- 為什麼用20安培的保險絲替換5安培的保險絲是不明智的？
- A. 較大的保險絲可能會更容易熔斷，因為它額定電流更高
- B. 電源紋波會大大增加
- C. 過大的電流可能導致火災
- D. 以上所有選項均正確
元器件、佈線和規格都是針對5安培保險絲設計的。如果電流超過該值，就會產生過熱，從而造成火災隱患。在這種情況下，允許的電流是指定最大值的四倍，這意味著歐姆損耗將是原來的平方，散發的熱量將增加十六倍。正確答案是C.
- 在您的工作站採取什麼措施可以有效防止觸電？
- A. 所有交流供電裝置都使用三芯線和插頭
- B. 將所有交流供電工作站裝置連線到公共安全接地
- C. 使用由接地故障斷路器保護的電路
- D. 以上所有選項均正確
接地故障斷路器可以挽救生命。有傳言說你仍然會感覺到電擊，但它們會在造成傷害之前就斷開。正確接地的裝置確保外殼的電位與地電位為零伏。所有接地應相互連線，以防止接地之間存在電位差。正確答案是D.
- 在同軸電纜饋線中安裝避雷裝置時，應採取哪些預防措施？
- A. 為每個保護器配備一個並聯旁路開關，以便在執行高功率時將其從電路中切換出去
- B. 在每個保護器的接地線上包含一個串聯開關，以防止射頻過載意外損壞保護器
- C. 保持每個保護器的接地線分開並連線到工作站接地
- D. 將所有保護器接地到一個公共板，該公共板又連線到外部接地
保持所有接地導體連線。雷擊具有巨大的電壓和電流。在大多數情況下，接地之間可能存在少量電壓，但在雷擊期間，這些電壓可能會達到數千伏，這是一種火災隱患。即使雷擊不是直接的，接地線也可能充當天線並帶電。保持接地連線。正確答案是D.
- 由120V交流電源電路供電的自建裝置中始終應包含哪些安全裝置？
- A. 與交流火線串聯的保險絲或斷路器
- B. 跨接在輸入電源上的交流電壓表
- C. 與交流電源串聯的電感器
- D. 跨接在交流電源上的電容器
斷路器會將過電流限制在較小的元件上，否則這些元件在失控故障期間可能會燃燒。正確答案是A.
- 傳統的12伏蓄電池會帶來什麼樣的危險？
- A. 它會釋放臭氧，這對大氣有害
- B. 由於高電壓導致的觸電危險
- C. 如果通風不暢，可能會積聚爆炸性氣體
- D. 以上所有選項均正確
氫氣和氧氣都是從電池中的水中釋放出來的。在加熱的密閉容器中，兩種氣體都很危險。正確答案是C.
- 如果鉛酸蓄電池充電或放電速度過快會發生什麼情況？
- A. 電池可能會過熱並釋放易燃氣體或爆炸
- B. 電壓可能會反轉
- C. 記憶效應會降低電池容量
- D. 以上所有選項均正確
過大的電流會使電池迅速升溫。傳遞的電流也流過電池本身。正確答案是A.
- 電源關閉並斷開連線後，可能存在什麼樣的危險？
- A. 靜電可能會損壞接地系統
- B. 變壓器內部的迴圈電流可能會造成損壞
- C. 如果取下蓋子，保險絲可能會熔斷
- D. 您可能會因大型電容器中儲存的電荷而觸電
有些元件在裝置斷開電源後很長時間內仍會儲存能量。觀察電容器上的額定電壓，以瞭解電壓是否處於您認為危險的水平。請記住，一些金屬電容器周圍可能有帶電的罐體。通常這些都有塑膠套，但它們也會脫落或消失。玻璃或箔電容器可能具有非常長的自放電時間。小心放電這些電容器，因為它們可以提供巨大的電流；始終使用電阻器進行放電。正確答案是D.