電氣工程師手冊（第4版）

目錄
《電氣工程師手冊》第4版編委會
第4版序
第3版序
第2版序
第1版序
抓住新機遇，迎接新挑戰(zhàn)，努力攀登世界電氣工程科學技術(shù)新高峰
第1篇通用數(shù)據(jù)資料和數(shù)學公式
第1章計量單位和單位換算關(guān)系
1.1國際單位制和量綱2
1法定計量單位2
2量綱4
1.2常用的物理量和單位4
3空間、時間和周期的量和單位4
4力學的量和單位5
5電學和磁學的量和單位6
6熱學的量和單位8
7常用光及有關(guān)電磁輻射的量和單位9
8常用聲學的量和單位10
1.3常用的物理化學和不同尺度物理學的物理量11
9常用的物理化學和分子物理學的量和單位11
10常用的原子物理學、核物理學和固體
物理學的量和單位11
11常用的核反應(yīng)和電離輻射的量和單位12
1.4單位換算關(guān)系13
12時間和空間單位換算13
13力學單位換算14
14電學和磁學單位換算16
15熱學單位換算16
16光學和聲學單位換算17
17核反應(yīng)和電離輻射單位換算17
第2章物理常量和常用材料物理性能
2.1物理常量數(shù)據(jù)18
18物理和電學的常量表18
19大氣壓力、溫度與海拔的關(guān)系18
20常用電磁波譜頻率區(qū)段19
2.2常用材料的物理性能20
21常用電工導體材料的電性能20
22常用絕緣材料的電性能20
23常用電工材料的磁性能21
24常用固體材料的機械性能21
25部分液體材料的常用物理性能22
26部分氣體材料的常用物理性能23
第3章電 工 標 準
3.1標準和標準化概述24
27基本概念、標準的分級和代號、標準專業(yè)分類及代號24
3.2國際標準和中國國家標準簡介24
28常見國際標準和中國國家標準24
29常用電工標準30
30標準電壓31
31標準電流32
32標準頻率32
第4章數(shù) 學 公 式
4.1階乘、排列和組合、二項式定理
和復數(shù)34
33階乘、排列和組合、二項式定理34
34復數(shù)運算34
4.2常用函數(shù)34
35三角函數(shù)和反三角函數(shù)34
36雙曲函數(shù)、反雙曲函數(shù)和對數(shù)函數(shù)36
37三角函數(shù)、雙曲函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的關(guān)系37
4.3微積分37
38導數(shù)運算法則和基本公式37
39不定積分和定積分38
40級數(shù)39
41傅里葉級數(shù)和傅里葉變換40
42拉普拉斯變換(拉氏變換)41
43Z變換42
4.4矩陣和矢量43
44矩陣及矩陣代數(shù)運算、特殊方陣、特征根、特征向量和特征方程43
45矩陣運算及變換45
46矢量分析46
4.5概率和統(tǒng)計47
47概率的定義、簡單性質(zhì)和基本運算47
48隨機變量的分布函數(shù)和數(shù)字特征47
49統(tǒng)計量的概念48
50參數(shù)估計和假設(shè)檢驗49
51正態(tài)概率紙和回歸分析50
4.6近似計算和數(shù)值計算51
52誤差51
53插值、差分、差商和近似積分51
54常微分方程、偏微分方程和線性代數(shù)方程組的數(shù)值計算方法53
參考文獻54
第2篇電氣工程理論基礎(chǔ)
常用符號表
第1章電的一般物理概念
1.1原子和原子核57
1原子和原子核的結(jié)構(gòu)57
2原子的電子殼層結(jié)構(gòu)及能級57
3X射線57
4放射性衰變和α、β、γ射線57
5核磁共振57
6核裂變和核聚變57
1.2金屬的熱電子發(fā)射57
7金屬的熱電子發(fā)射57
8電子在電磁場中的運動58
1.3物質(zhì)的導電與能帶理論58
9氣體的導電規(guī)律58
10固體的導電和能帶理論58
11液體電解質(zhì)的導電原理59
1.4幾種電磁效應(yīng)59
12光電效應(yīng)與壓電效應(yīng)59
13溫差電效應(yīng)59
14霍爾效應(yīng)59
15電致伸縮與磁致伸縮59
16電致發(fā)光效應(yīng)60
17磁致旋光效應(yīng)60
18電化學效應(yīng)60
1.5生物電現(xiàn)象60
19細胞及神經(jīng)的電活動60
20腦和心肌的生物電活動60
第2章電磁場
2.1表征電磁場特性的物理量62
21電荷與電荷守恒定律62
22電容率與磁導率62
23電場強度與電力線62
24極化強度與極化電荷63
25電位移D64
26電位與電位差64
27磁感應(yīng)強度與磁力線64
28磁化強度與磁化電流66
29磁場強度66
30磁位與磁矢位66
31通量66
2.2電磁場的基本定律66
32庫侖定律66
33高斯定律66
34磁通連續(xù)性原理66
35安培環(huán)路定律66
36電磁感應(yīng)定律67
37全電流定律67
38電磁場的基本方程組67
39電磁場中兩種媒質(zhì)分界面上的銜接條件68
2.3電容、電感、能量和力68
40電容68
41電感69
42電阻與接地電阻70
43電磁能量71
44電磁力71
2.4電磁場的傳播、損耗和效應(yīng)71
45理想介質(zhì)中的均勻平面波71
46有耗媒質(zhì)中的均勻平面波72
47趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和電磁屏蔽72
48渦流損耗、磁滯損耗和電介質(zhì)損耗72
49均勻傳輸線73
第3章場的計算和強電場中的擊穿效應(yīng)
3.1靜電場、恒定電場與磁場的邊值問題75
50場的邊值問題75
51泊松方程與拉普拉斯方程75
52位函數(shù)的定解條件75
53邊值問題的求解方法75
54靜電場與恒定電場和磁場的類比法76
3.2靜電場的數(shù)值計算與調(diào)整76
55電氣工程中的靜電場76
56靜電場的數(shù)值計算法76
57電場的測量77
58強電場的產(chǎn)生與調(diào)整77
3.3氣體放電和電介質(zhì)擊穿現(xiàn)象77
59氣體中的火花放電77
60真空中氣體的輝光放電78
61電暈放電79
62氣體中的沿面放電79
63弧光放電79
64液體電介質(zhì)的擊穿規(guī)律79
65固體電介質(zhì)的擊穿規(guī)律80
第4章電路
4.1電路與電路定律81
66電路與電路模型81
67電路變量81
68電路元件81
69基爾霍夫定律82
70電能與電功率82
4.2正弦電流電路82
71正弦量的最大值、頻率和相角82
72正弦量的有效值和平均值82
73波形因數(shù)與波頂因數(shù)83
74相量法(復數(shù)符號法)83
75電路元件的電壓、電流關(guān)系（VCR）與相量圖83
76復阻抗與復導納83
4.3三相正弦電流電路83
77對稱三相電源83
78星形()聯(lián)結(jié)84
79三角形(△)聯(lián)結(jié)85
80對稱分量法85
4.4非正弦周期電流電路85
81非正弦周期量與高次諧波85
82非正弦周期量的有效值85
83非正弦周期電流電路的計算86
4.5功率與功率因數(shù)86
84正弦電流電路的功率與功率因數(shù)86
85對稱三相電路的功率與功率因數(shù)86
86非正弦周期電流電路的功率86
第5章電網(wǎng)絡(luò)分析
5.1電路分析的基本方法87
87電路分析87
88電阻的△聯(lián)結(jié)與聯(lián)結(jié)等效變換87
89支路法87
90回路(網(wǎng)孔)電流法87
91節(jié)點法87
92疊加定理87
93戴維南定理和諾頓定理88
94特勒根定理88
95互易定理88
5.2線性動態(tài)電路88
96動態(tài)電路88
97線性動態(tài)電路的電路變量初始值88
98一階電路及其時間常數(shù)89
99零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)89
100一階動態(tài)電路的求解89
101一階電路的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)89
102運算法89
103網(wǎng)絡(luò)函數(shù)89
5.3電路圖論90
104電路的圖90
105關(guān)聯(lián)矩陣、基本回路矩陣、基本割集矩陣90
106節(jié)點電壓方程的矩陣形式91
107狀態(tài)方程91
108列表法91
109計算機仿真技術(shù)91
5.4二端口92
110二端口網(wǎng)絡(luò)的基本方程和基本參數(shù)92
111二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路93
112二端口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接93
5.5非線性電路93
113非線性元件93
114非線性電阻電路94
115非線性動態(tài)電路94
第6章磁路
6.1磁路與磁路定律95
116磁路95
117磁路的物理量95
118磁路歐姆定律及磁路基爾霍夫定律95
6.2恒定磁通磁路95
119恒定磁通磁路的順問題與逆問題95
120無分支磁路的計算95
6.3交變磁通磁路96
121交變磁通磁路的分析96
122鐵心線圈的電路模型97
6.4永久磁鐵磁路97
123永久磁鐵磁路的分析97
參考文獻98
第3篇電工電子功能材料和光電線纜與絕緣元件常用符號表
第1章電氣絕緣材料
1.1電氣絕緣材料概論102
1絕緣材料的介電性能102
2絕緣材料的老化103
3絕緣材料的合理選擇和應(yīng)用104
1.2氣體和液體電介質(zhì)105
4氣體電介質(zhì)105
5液體電介質(zhì)（絕緣油）105
1.3納米電介質(zhì)106
6聚烯烴基納米電介質(zhì)106
7人造橡膠基納米電介質(zhì)106
8納米填料106
1.4絕緣涂料和絕緣膠108
9浸漬漆108
10覆蓋漆和硅鋼片漆108
11漆包線漆109
12灌注膠和包封膠109
13熔敷粉末109
1.5絕緣紙和薄膜109
14植物纖維紙109
15合成纖維紙110
16電工薄膜110
1.6復合柔軟絕緣材料111
17絕緣帶111
18絕緣漆布和漆管112
19柔軟復合材料和復合紙112
20云母片、紙、帶和軟質(zhì)云母板112
1.7橡膠和塑料113
21電工橡膠113
22電纜用電工軟塑料和熱塑彈性體113
23電工用熱塑性硬塑料和熱收縮材料114
24電工用熱固性塑料115
1.8層壓制品和硬質(zhì)云母板116
25層壓制品116
26硬質(zhì)云母板117
1.9無機絕緣材料117
27絕緣陶瓷117
28玻璃118
29云母片、云母紙和無機纖維紙118
1.10電纜用絕緣材料118
30聚丙烯層壓紙118
31交聯(lián)聚乙烯118
32改性聚丙烯119
1.11電容器用絕緣材料119
33聚丙烯119
34聚對苯二甲酸乙二醇酯119
35聚偏氟乙烯119
36聚苯硫醚119
1.12變壓器用絕緣材料119
37礦物油119
38植物油120
39絕緣紙120
1.13電力電子器件用絕緣材料（主絕緣和封裝）120
40氮化鋁120
41氧化鋁121
42環(huán)氧樹脂121
43聚酯121
44導熱硅橡膠121
第2章半導體材料
2.1半導體材料概述122
45半導體材料的分類和物理性質(zhì)122
46本征半導體123
47雜質(zhì)半導體123
2.2元素半導體125
48元素半導體在周期表中的位置125
49硅、鍺單晶的主要技術(shù)參數(shù)及選用125
50硅、鍺、砷化鎵單晶電阻率與雜質(zhì)濃度的關(guān)系125
51硅單晶中雜質(zhì)的擴散系數(shù)與溫度關(guān)系125
52硅單晶中雜質(zhì)的固溶度與溫度關(guān)系127
53非晶硅和多孔硅127
2.3化合物半導體127
54Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體127
55Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體128
56其他化合物半導體128
2.4固溶體半導體128
57鎵砷磷和鎵鋁砷128
58碲鎘汞（Hg1-xCdxTe）129
59碲銻鉍［（Bi1-xSbx）2Te3］和碲硒鉍Bi2（Se1-xTex）3］129
2.5半導體超晶格和有機半導體材料129
60半導體超晶格材料129
61有機半導體材料129
第3章磁 性 材 料
3.1磁性材料的特性和分類130
62磁性材料的基本特性130
63磁性材料的分類131
3.2軟磁材料131
64純鐵131
65低碳鋼131
66熱軋硅鋼片132
67冷軋硅鋼片133
68鐵鎳合金（坡莫合金）133
69鐵鈷合金134
70軟磁鐵氧體135
3.3永磁材料135
71永磁材料的特性135
72鋁鎳鈷合金137
73鐵氧體永磁材料137
74稀土鈷永磁材料137
75釹鐵硼合金137
76黏結(jié)永磁材料138
77半硬磁材料138
78永磁材料的穩(wěn)定性139
3.4磁記錄和磁記憶材料139
79磁記錄和磁光記錄介質(zhì)139
80磁頭材料140
81磁泡存儲材料140
3.5特殊磁性材料140
82磁溫度補償合金140
83微波磁性材料140
84非晶態(tài)磁性材料141
第4章特殊光、電功能材料
4.1基于光電效應(yīng)的光電材料142
85光電陰極材料142
86光電導材料及其應(yīng)用142
87紅外光電導探測器材料143
88光電二極管144
89太陽電池材料144
4.2能把其他能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌l(fā)光材料144
90電致發(fā)光材料144
91發(fā)光二極管（LED）材料144
92熒光材料和磷光體145
93激光器材料145
4.3基于特殊的介質(zhì)極化性能的液晶、高電容率材料和駐極體146
94液晶146
95高電容率材料146
96駐極體147
4.4基于電-機械效應(yīng)的壓電材料和磁-機械效應(yīng)的磁致伸縮材料147
97壓電材料147
98磁致伸縮材料148
4.5基于電性（特別是電導率）對雜質(zhì)或外界因素敏感性的敏感材料149
99電壓敏材料149
100碳化硅非線性電阻防電暈材料149
101熱敏及PTC材料150
102力敏材料150
103濕敏材料151
104氣敏材料152
105磁敏電阻材料152
第5章超導體和導體
5.1超導材料154
106超導基本名詞術(shù)語154
107Ⅰ、Ⅱ類超導體155
108合金和化合物超導材料155
109實用超導材料和應(yīng)用中的主要問題156
5.2金屬導電材料的一般性質(zhì)158
110導體材料的一般性質(zhì)158
111影響導電金屬電阻、力學性能的一些因素158
112銅和銅合金158
113鋁和鋁合金159
114金屬復合導體160
5.3電碳制品和其他導電材料161
115電刷161
116碳棒、石墨和碳纖維161
117導電膠和印制電路板161
118快離子導體和應(yīng)用162
第6章電工合金和特殊電氣功能金屬材料
6.1電阻合金163
119電阻合金性能及要求163
120可變電阻和固定電阻用電阻合金163
121電阻元器件精度穩(wěn)定性164
6.2電熱合金164
122電熱合金特點164
123電熱合金設(shè)計和使用165
6.3觸頭材料165
124電觸頭的種類及要求，觸頭的連接
與組裝165
125銀基合金和銀氧化物觸頭材料165
126燒結(jié)觸頭材料166
127真空開關(guān)用觸頭材料166
128貴金屬觸頭、滑動觸頭和雙金屬觸頭材料166
6.4熔體材料167
129熔體材料及其選用167
130純金屬熔體材料167
131低熔點合金熔體材料168
132熔體外形和結(jié)構(gòu)168
6.5熱雙金屬材料168
133熱雙金屬材料的性能及特點168
134熱雙金屬元件的選用和元件制造要點169
6.6熱電材料和熱電偶169
135熱電材料和熱電偶169
136常用的標準型熱電偶和補償導線169
第7章裸導線和繞組線（電磁線）
7.1單線和絞線171
137單線171
138絞線171
139特種導線及型線、型材172
7.2架空導線的性能參數(shù)、選用和
安裝維護173
140架空導線的傳輸容量173
141架空導線的力學強度175
142架空導線的變形特性175
143架空導線表面的電暈176
144架空導線的選用176
145架空導線安裝維護注意事項176
7.3繞組線（電磁線）177
146繞組線及其分類177
147漆包線177
148繞包線177
149無機絕緣繞組線177
150特種繞組線177
151繞組線的選用要點181
152使用繞組線時的注意事項182
第8章電力電纜和裝備用電線電纜
8.1電力電纜的品種、結(jié)構(gòu)和性能183
153電力電纜概述183
154塑料絕緣電纜184
155橡皮絕緣電纜185
156自容式充油電纜和鋼管充油電纜185
157直流電纜186
158壓縮氣體絕緣電纜（管道充氣絕緣電纜,CGI）186
159黏性浸漬紙絕緣電纜187
160低溫電纜和超導電纜187
161電纜的載流量187
8.2電力電纜附件及其安裝188
162電纜終端和連接188
163充油電纜線路供油箱189
164電纜護層保護器189
8.3電力電纜的敷設(shè)和安裝維護189
165電力電纜敷設(shè)環(huán)境條件和彎曲
半徑要求189
166電纜外護層的選擇190
167水底電纜的敷設(shè)191
168高落差電纜的敷設(shè)192
169電纜終端及連接的安裝與接地192
170電纜竣工試驗及預防性試驗192
171電纜線路的故障及其檢測193
8.4電氣裝備用電線電纜194
172電氣裝備用電線電纜的用途和分類194
173電氣裝備用電線電纜的結(jié)構(gòu)194
174通用橡皮、塑料絕緣電線194
175屏蔽絕緣電線194
176控制和信號電纜194
177橡套軟電纜195
178直流高壓軟電纜195
179電機繞組引接軟線195
180公路車輛用絕緣電線195
181石油及地質(zhì)勘探用電纜195
182礦用電纜196
183船用電纜196
184航空電線196
185其他專用電線電纜196
第9章通信電纜和光纖光纜
9.1通信電纜結(jié)構(gòu)和傳輸特性197
186通信電纜概述197
187對稱通信電纜結(jié)構(gòu)元件197
188同軸通信電纜結(jié)構(gòu)元件197
189通信電纜護層198
190通信電纜傳輸理論和傳輸參數(shù)199
191影響通信電纜傳輸質(zhì)量的因素200
192通信電纜串音、衰減和屏蔽200
9.2主要通信電纜品種200
193市內(nèi)通信電纜和全塑市話電纜200
194長途對稱通信電纜201
195同軸（干線）通信電纜201
196射頻電纜201
197局域網(wǎng)（LAN）用數(shù)據(jù)傳輸電纜201
198CATV電視電纜201
199泄漏通信電纜202
200海底通信電纜202
9.3通信電纜敷設(shè)和測試202
201通信電纜敷設(shè)202
202通信電纜測試202
9.4光纖光纜202
203光纖光纜概述202
204光纖的結(jié)構(gòu)與分類202
205光纜的基本結(jié)構(gòu)203
206光纜的分類203
207光纜的敷設(shè)與測試205
第10章絕緣子
10.1絕緣子概述206
208絕緣子的分類和用途206
209外絕緣污穢207
10.2絕緣子的結(jié)構(gòu)與特性207
210盤形懸式絕緣子207
211高壓支柱絕緣子208
212復合絕緣子208
213直流絕緣子209
214高壓套管209
參考文獻209
第4篇電子元器件和電子電路
第1章半導體器件
1.1PN結(jié)與半導體二極管212
1PN結(jié)212
2半導體二極管212
3特種二極管213
1.2雙極型晶體管213
4晶體管的分類及放大原理213
5晶體管的特性曲線214