电工测量速查速算手册

前言 第1章 直 流 电 路 计 算 1.1 电工学常用定律及公式 1 1.1.1 克希荷夫**定律 1 1.1.2 克希荷夫第二定律 1 1.1.3 欧姆定律 2 1.1.4 全欧姆定律 3 1.1.5 戴维南定理 3 1.1.6 弥尔曼定理 4 1.2 电阻、电容的计算 5 1.2.1 电阻率 5 1.2.2 电导与电导系数 6 1.2.3 电阻温度系数 6 1.2.4 电阻与温度的关系 7 1.2.5 电阻电流的限值计算 7 1.2.6 电阻电压的限值计算 7 1.2.7 电阻的串联 7 1.2.8 电阻的并联 8 1.2.9 电容的串联 8 1.2.10 电容的并联 8 1.2.11 电容量 9 1.2.12 电场储能的计算 9 1.2.13 涡流 10 1.2.14 线性电阻与非线性电阻 10 1.3 直流电路中的功率、电能、效率和电流的 热效应计算 12 1.3.1 电功率 12 1.3.2 电能 12 1.3.3 电能的换算 12 1.3.4 能量守恒与转换定律 13 1.3.5 效率 13 1.3.6 电流的热效应（楞次—焦耳定律） 13 1.4 直流电路中的电能测量 14 1.4.1 实用倍率的计算 14 1.4.2 抄读电能表测得的电量计算 14 1.4.3 间接测量电能 14 1.5 电桥 15 1.5.1 直流单臂电桥平衡条件及计算公式 15 1.5.2 直流双臂电桥计算公式 16 1.5.3 交流电桥的计算公式 16 1.6 例题 17 第2章 正弦交流电路计算 2.1 三相电路中参数计算公式 38 2.1.1 频率 38 2.1.2 周期 38 2.1.3 角频率 38 2.1.4 弧度换算 39 2.1.5 单相电路中有功功率 39 2.1.6 三相电路中有功功率 39 2.1.7 星形连接电路的三相有功功率 39 2.1.8 视在功率、无功功率 39 2.1.9 有功功率 40 2.1.10 负荷功率因数 40 2.2 线路有功功率及电压损失 40 2.2.1 线路有功功率损失 40 2.2.2 线路电压损失 40 2.3 电容器组的电容量、容抗、电容器的容量 选择及感抗 41 2.3.1 补偿电容器的容量选择 41 2.3.2 电容器组的电容量 41 2.3.3 电容器组的容抗 42 2.3.4 感抗 42 2.3.5 阻抗 42 2.3.6 电抗 43 2.3.7 容抗及电容值 43 2.3.8 电感值 43 2.4 电抗器的电感量和无功容量的计算 44 2.4.1 电抗器的分类 44 2.4.2 圆柱形电抗器的电感量的计算 45 2.4.3 空心电抗器的电感量的计算 45 2.4.4 并联电抗器无功容量的计算 46 2.4.5 串联电抗器无功容量的计算 46 2.5 电磁现象 46 2.5.1 磁感应强度的计算 46 2.5.2 磁通的计算 47 2.5.3 磁感应电动势的计算 47 2.5.4 电磁感应定律 48 2.5.5 安培环路定律 48 2.5.6 磁导率的计算 49 2.5.7 线圈的储能计算 49 2.5.8 磁阻的计算 49 2.5.9 磁路欧姆定律 50 2.6 例题 50 第3章 误差、准确度及电能不确定度的计算 3.1 误差概念及公式 71 3.1.1 绝对误差 71 3.1.2 相对误差 72 3.1.3 允许误差 72 3.1.4 用绝对误差表示允许误差 72 3.1.5 用相对误差表示允许误差 73 3.1.6 用引用误差表示允许误差 73 3.1.7 系统误差 73 3.1.8 随机误差 74 3.2 电能表及装置误差、标准偏差估计值的计算 74 3.2.1 电能表标准时间的计算 74 3.2.2 电能表相对误差的计算 74 3.2.3 功率稳定度的计算 75 3.2.4 标准偏差估计值的计算 75 3.2.5 电能表检定装置的磁感应强度的计算 76 3.2.6 电能表检定装置端钮之间电位差的计算 77 3.3 电工仪表误差、准确度的计算 78 3.3.1 电工仪表准确度的计算 78 3.3.2 电工仪表的*大绝对误差的计算 78 3.3.3 *大相对误差的计算 78 3.4 电磁系仪表附加误差的计算 79 3.4.1 电流表温度误差的计算 79 3.4.2 电压表温度误差的计算 79 3.4.3 频率误差的计算 80 3.5 电能不确定度的计算 80 3.5.1 电能测量不确定度的分类 80 3.5.2 不确定度的误差来源 80 3.5.3 A类不确定度的计算 81 3.5.4 B类不确定度的计算 82 3.5.5 合成标准不确定度的计算 82 3.5.6 扩展不确定度的计算 83 3.6 需量误差的计算 83 3.6.1 需量示值误差的计算 83 3.6.2 实际功率的计算 83 3.6.3 需量周期误差的计算 84 3.7 期间核查 85 3.7.1 期间核查的判别 85 3.7.2 期间核查的计算 85 3.8 例题 85 第4章 有效数字与检定结果的数据处理 4.1 有效数字的四则运算 107 4.1.1 有效数字 107 4.1.2 有效数字的加减运算 107 4.1.3 有效数字的乘除运算 107 4.2 检定结果的数据处理 108 4.2.1 四舍五入法 108 4.2.2 化整间距数为5化整方法 108 4.2.3 化整间距数为2化整方法 108 4.2.4 测量数据化整的通用方法 108 4.3 例题 109 第5章 电 能 表 5.1 电能表的常用计算 115 5.1.1 瓦时与千瓦小时的换算 115 5.1.2 当月用实际电量的计算（直入式电能表） 115 5.1.3 当月用实际电量的计算（电能表配有电压、 电流互感器） 116 5.1.4 频率的功率当量的计算 116 5.1.5 测试功率的计算 116 5.1.6 电能表灵敏度的计算 117 5.1.7 电能表启动功率的计算 117 5.1.8 电能表潜动试验时限的计算 117 5.1.9 电能表启动时限的计算 118 5.2 电能表的追补电量及计费倍率的计算 119 5.2.1 三相四线制电能表错误接线追补电量的计算 （某一相无电压） 119 5.2.2 三相四线制电能表错误接线追补电量的计算 （某一相无电流） 120 5.2.3 三相四线制电能表错误接线追补电量的计算 （一相电流接反） 121 5.2.4 三相三线制电能表错误接线追补电量的计算 （B相电压电路断路） 121 5.2.5 电能表计费倍率的计算 122 5.3 电能表的脉冲转换 122 5.3.1 电能表的转盘转数转换为电脉冲的计算 122 5.3.2 发出一个脉冲代表多少电量的计算 123 5.3.3 电能表测量采用比较法的计算 123 5.3.4 电能表测量采用瓦秒法的计算 124 5.4 电能表误差及差错率 124 5.4.1 标准设备综合误差的计算 124 5.4.2 电能表标准偏差估计值的计算 124 5.4.3 电能计量故障差错率的计算 125 5.4.4 母线电量不平衡的计算 125 5.5 电能表线圈参数的选择 126 5.5.1 已知标定电流，求电能表铜导线的线径 126 5.5.2 已知标定电流，求电能表电流线圈铜 导线的截面积 126 5.5.3 求原电流线圈导线直径 126 5.5.4 求改制后的电流线圈匝数 126 5.5.5 求改制后的电流线圈导线直径 126 5.6 线损电量的计算 127 5.6.1 线损电量的计算 127 5.6.2 线损率的计算 127 5.6.3 线损的计算 127 5.6.4 以抄见电量计算线损 128 5.6.5 三相线路电量损失的计算 128 5.6.6 单相线路电量损失的计算 128 5.7 电压合格率和三相电流不平衡率及计费倍率的计算 129 5.7.1 电压合格率的计算 129 5.7.2 三相电流不平衡率的计算 129 5.7.3 用户平均停电时间的计算 129 5.7.4 供电可靠率的计算 130 5.7.5 用户平均停电次数的计算 130 5.7.6 系统停电等效小时数的计算 130 5.8 例题 131 第6章 电 测 仪 表 6.1 电工仪表的计算 147 6.1.1 灵敏度的计算 147 6.1.2 毫伏表的内阻计算 147 6.1.3 电压量程扩大倍数的计算 147 6.1.4 电流量程扩大倍数的计算 147 6.1.5 需量指示器的预定示值计算 148 6.1.6 分格常数的计算 148 6.1.7 被测功率的计算 148 6.1.8 钳形电流表的测量计算 148 6.2 磁电系检流计 149 6.2.1 总磁力矩的计算 149 6.2.2 总磁力矩与动圈停止偏转角的关系 149 6.2.3 电流分度值和电流常数的计算 150 6.3 例题 150 第7章 互 感 器 7.1 互感器参数的计算 160 7.1.1 在现场带电测试低压电流互感器变比的计算 160 7.1.2 当制造厂的电压互感器参数不明时， 绕组匝数的计算 160 7.1.3 电压互感器线径的计算 161 7.1.4 单相电压互感器绕组额定电流的计算 161 7.1.5 电压互感器变比的计算 161 7.1.6 电压与电流之间的关系 161 7.1.7 互感器容量的计算 162 7.2 变压器电量损失的计算 162 7.2.1 变压器连续运行时，变压器有功、无功损失 电量的计算 162 7.2.2 变压器不连续运行时，变压器有功、无功损失 电量的计算 163 7.2.3 以抄见电量（有功电量和无功电量）计算变压器 有功、无功损失电量 163 7.2.4 变压器铁损电量的计算 164 7.2.5 变压器铜损电量的计算 164 7.2.6 变压器负荷率的计算 164 7.2.7 变损电量的计算 165 7.3 线损的计算 165 7.3.1 线损率的计算 165 7.3.2 线损的计算 165 7.3.3 以抄见电量计算线损 166 7.4 理论线损的计算步骤及公式 166 7.4.1 线路首端（出现端）电流I值的计算 166 7.4.2 每段线路的电流Ii值的计算 167 7.4.3 每段线路的电阻值的计算 167 7.4.4 每段线路的电量损失的计算 167 7.4.5 线路总电量损失和理论线损率的计算 167 7.5 互感器参数的计算 168 7.5.1 穿心式电流互感器差错电量的退补计算 168 7.5.2 三相三线回路电流互感器组不配套而引起 电量差错的计算 168 7.5.3 电流互感器倍率的计算 168 7.5.4 电压互感器倍率的计算 169 7.5.5 三相电压互感器的倍率计算 169 7.5.6 负荷率的计算 169 7.6 互感器误差、效率的计算 170 7.6.1 电流互感器比差的计算 170 7.6.2 电流互感器相位差的计算 170 7.6.3 电压互感器比差的计算 170 7.6.4 电压互感器相位差的计算 170 7.6.5 实际变压器效率的计算 171 7.7 TV二次回路的比差、角差和压降的计算 171 7.7.1 TV二次回路比差的计算 171 7.7.2 TV二次回路角差的计算 171 7.7.3 TV二次回路压降的计算 172 7.8 例题 172 第8章 电能计量装置及负荷率 8.1 追补电量 182 8.1.1 误差超差退补电量的计算 182 8.1.2 电能表潜动故障而造成的退补电量的计算 182 8.1.3 二次压降超差而造成的退补电量的计算 183 8.1.4 当计量装置缺少一相时，需追补电量的计算 183 8.1.5 当计量装置缺少两相时，需追补电量的计算 183 8.1.6 电能表潜动时的潜动电量的计算 184 8.1.7 电能表超差时的追补电费的计算 184 8.2 负荷率 185 8.2.1 负荷率的计算 185 8.2.2 高峰定点负荷率的计算 185 8.2.3 月平均日负荷率的计算 185 8.2.4 日负荷率的计算 186 8.2.5 *小负荷率的计算 186 8.3 例题 186 第9章 电动机及电子有关量值的计算 9.1 标准电阻温度特性、土壤电阻率的计算、月平均功率 因数的计算及接地电阻的测量 189 9.1.1 标准电阻温度特性 189 9.1.2 土壤电阻率的计算 189 9.1.3 月平均功率因数的计算 190 9.1.4 接地电阻的测量 190 9.2 电动机的转差率、效率、额定转矩、电磁转矩、 额定功率及同步转速的计算 191 9.2.1 电动机转差率的计算 191 9.2.2 电动机效率的计算 192 9.2.3 电动机输入功率的计算 192 9.2.4 电动机输出功率的计算 192 9.2.5 电动机额定转矩的计算 192 9.2.6 电动机电磁转矩的计算 193 9.2.7 电动机额定功率的计算 193 9.2.8 电动机同步转速的计算 193 9.2.9 电动机功率因数的计算 193 9.2.10 同步电动机频率与转速的关系 194 9.2.11 异步电动机额定电流的计算 194 9.2.12 电动机绝缘电阻的计算 194 9.3 电动机热继电器及连接导线的选择 195 9.3.1 按启动电流和启动时间选择热继电器 195 9.3.2 普通热继电器的选择 195 9.3.3 温度补偿类热继电器的选择 195 9.3.4 热继电器型号、规格的选择 195 9.3.5 无温度补偿的热继电器的选择 196 9.3.6 连接热继电器导线的选择 196 9.3.7 直流电磁铁吸引力的计算 196 9.3.8 交流接触器的额定电压的确定 197 9.3.9 交流接触器的额定电流的计算 197 9.4 电阻星形连接和三角形连接的等效变换 197 9.4.1 电阻星形连接和三角形连接的图形 197 9.4.2 根据星形连接的电阻确定三角形连接的电阻 198 9.4.3 根据三角形连接的电阻确定星形连接的电阻 198 9.4.4 马氏电桥测量电感 199 9.5 电压、电流、功率放大倍数及放大器增益的计算 200 9.5.1 电压放大倍数的计算 200 9.5.2 电流放大倍数的计算 200 9.5.3 功率放大倍数的计算 200 9.5.4 放大器增益的计算 201 9.6 稳压器 201 9.6.1 单相半波整流电路 201 9.6.2 单相全波整流电路 202 9.6.3 单相桥式整流电路 203 9.6.4 三相桥式整流电路 204 9.6.5 整流电路的换算系数 204 9.6.6 整流元件效率的计算 205 9.7 二进制转换及四则运算 205 9.7.1 二进制与十进制之间的转换 205 9.7.2 八进制和十六进制与十进制之间的转换 205 9.7.3 将十进制数转换成二进制数 206 9.7.4 二进制四则运算 206 9.8 常用转换器简介 206 9.8.1 V/T转换器 206 9.8.2 V/f转换器 207 9.8.3 D/A转换器 207 9.8.4 A/D转换器 207 9.8.5 I/f转换器 208 9.8.6 D/F转换器 208 9.8.7 AC/DC（DC/AC）转换器 209 9.8.8 I/V转换器 209 9.8.9 /V转换器 211 9.9 例题 211 第10章 电子元件及电气设备的测量与判断 10.1 电子元件的测量与判断 227 10.1.1 如何用万用表测量二极管的好坏？ 227 10.1.2 如何用万用表判别二极管材料？ 228 10.1.3 如何用万用测量二极管反向击穿电压？ 229 10.1.4 如何测试双向二极管？ 229 10.1.5 如何测试稳压二极管？ 230 10.1.6 如何测试发光二极管？ 230 10.1.7 如何用万用表判断晶体管（即三极管）的极性？ 230 10.1.8 如何用万用表判断晶体管是硅管还是锗管？ 232 10.1.9 如何用万用表测量晶体管的穿透电流？ 233 10.1.10 如何用万用表测量晶体管的温度稳定性？ 233 10.1.11 如何用万用表测量晶体管的电流 放大系数？ 233 10.1.12 如何用万用表检查高压硅堆的好坏？ 234 10.1.13 如何用万用表判断普通晶闸管的电极？ 235 10.1.14 如何用万用表来判断电容器的正、负极？ 236 10.1.15 如何用万用表判断电容器质量的好坏？ 237 10.1.16 如何用万用表判断集成电路的好坏？ 239 10.1.17 如何用万用表判断电阻器的好坏？ 240 10.1.18 如何用万用表判断可变电阻器的好坏？ 241 10.1.19 如何测试热敏电阻、光敏电阻？ 242 10.1.20 如何用万用表判断电感器的好坏？ 242 10.1.21 如何用万用表判断变压器的好坏？ 243 10.1.22 如何用万用表判断开关的好坏？ 244 10.1.23 如何用万用表判断电磁继电器的好坏？ 245 10.1.24 如何用万用表判断光电耦合器的好坏？ 246 10.1.25 如何用万用表检测石英晶体的好坏？ 247 10.1.26 如何用万用表检测三端稳压器的好坏？ 247 10.1.27 如何用万用表检测氖管（氖灯）质量的好坏？ 248 10.1.28 如何用万用表检测温度开关质量的好坏？ 249 10.1.29 如何用万用表判断扬声器的好坏？ 250 10.1.30 如何用万用表检测蜂鸣器质量的好坏？ 250 10.1.31 如何用万用表检测半桥、全桥整流 性能的好坏？ 250 10.1.32 如何用万用表检测大功率管的好坏？ 251 10.1.33 如何用万用表检测LED数码管的好坏？ 252 10.1.34 如何用万用表检测干簧管的好坏？ 253 10.1.35 如何用万用表测试导电橡胶的好坏？ 254 10.2 电气设备的测量与判断 254 10.2.1 如何用万用表判断单相交流电源的相线（火线） 和中性线（零线）？ 254 10.2.2 如何用绝缘电阻表测量线路中的导线与导线之间 的绝缘电阻？ 255 10.2.3 如何用绝缘电阻表测量电缆的绝缘电阻？ 255 10.2.4 如何用绝缘电阻表测量电力电容器的 绝缘电阻？ 258 10.2.5 如何用绝缘电阻表测量电力变压器绕组对地的 绝缘电阻？ 259 10.2.6 如何用绝缘电阻表测量电动机相间和相线与 电动机外壳的绝缘电阻？ 260 10.2.7 如何用万用表判断单相有功电能表的 接线方式？ 260 10.2.8 如何正确判断电能表是否潜动？ 262 10.2.9 如何判断磁电系仪表内线圈的好坏？ 264 10.2.10 如何用万用表判断电动机的极数？ 264 10.2.11 如何判断三相交流电动机定子绕组的始末端？ 265 10.2.12 如何用万用表判断调速器质量的好坏？ 266 附录A 变压器及用电材料的常用参数 267 表A-1 10kV变压器铁损电量 267 表A-2 380V低压线路电压损失系数 269 表A-3 常用电容材料的相对介电系数 269 表A-4 钢芯铝绞线规格及直流电阻 270 表A-5 铝绞线规格及直流电阻 270 表A-6 铜绞线规格及直流电阻 270 表A-7 常用导电材料的电阻率 270 表A-8 材料的电阻率和电阻温度系数 271 表A-9 电力设备的接地电阻规定值 272 表A-10 土壤电阻率参考值 273 附录B 常用三角函数及三角公式 274 B.1 三角函数的定义 274 B.2 特殊角的三角函数值 274 B.3 常用三角公式 275 B.4 三角函数和与差的公式 275 B.5 斜三角形中的关系 275 B.6 简化公式表 276 B.7 弧度与度的换算关系 277 附录C 常见电能表的常数 278 C.1 常见单相便携式电能表检定装置的常数 278 C.2 常见标准电能表及现场校验仪的常数 281 参考文献 308