实用电子电气工程图算手册 刘光启编著 机械工业出版社
(京)新登字054号 本手景内容包括:电子、电气工程常用资料;电子元器件的参数和性能 t算,电子电路及交直流电路计算,电路的热力设计;电波传播计算,仅器 和设备计算,电动机、电气传动和电动机重绕计算,电线、电缆和电源计算 等十二章的近500幅算图 本手册的特点是将计算公式图形化,使用简便快捷,不易出错。图中列 出计算公式,画出求解线,并附有例题,极易掌握。在内容选择上注重实 用 本手册不仅适合于电子、电气(包括通信)行业的设计人员和大、中专 院校有关专业师生使用,而且特别适合于在车间现场工作的工程技术人员 高级工人使用,也可供有关技术管理人员参考。 实用电子电气工程图算手册 刘光启编者 责任編辑:周娟、贾馨版式设计:冉晓华 封面设计:方芬 责任校对:宁秀娥 责任印制:路琳 机被工业出版社出版(北京阜成门外百万庄南街一号) 邮政绵码:100037 (北京市书刊出版业营业许可证出字第117号) 机被工业版社%印刷 新华书店北京发·钱店经 开本787mm×16m16幽张3J加页2·辛数816千字 994年6月北京第1版神4》1区甲刷 印数0叭kd500册定修5.00元 IsBN7111-038703/TP·19
前言 工欲善其事,必先利其器”,这是我国的一句古语,也就是说,若要做好一件事,必须 有得心应手的工具。就计算工作而言,我们用得比较多的工具是计算器、计算机和计算图 (包括计算尺、计算盘等,它们的原理相同,只是形式不同而已)。它们用于计算工作上各有 所长。计算器计算结果准确,适用面广,容易掌握,但需要使用者按一定的次序,逐个数字 按键操作,琐而枯燥;参数变更时需要重复相同的计算过程且事先看不出对结果的影响有 多大,所以适用于工作量不大而要求结果准确的非专业计算。电子计算机运算速度快,结果 精确,但需要考虑事先编程、输入数据等准备工作,辅助计算花费机时,一般成本高,维护 和操作复杂,适用于工作量巨大和要求精度很高的场合。而计算图不仅具有容易掌握,计算 快捷,使用简便,不易出错等特点,而且由于它是把函数中各参数之间的相互关系,用带坐 标的几何图形按一定规律绘制成的,所以可以很直观地看出每一参数的变化对计算结果产生 的影响,选择参数时十分方便;而且可以把某些特定值(例如品体管的截止频率)或标准值 (例如导线直径)直接标在坐标轴上,免去临时査阅手册之苦;虽然说其计算精度不很高( 般误差为2%以下),但对于大量的日常工程计算而言,完全可以满足要求,加之它有可反复 使用,价格便宜,不受使用者文化条件限制等优点,所以在电子工业十分发达的今天,仍然 受到广大工程技术人员的欢迎 为了满足电工、电子行业有关人员工作的需要,作者曾编绘过《实用电工电子计算图》 书,并已在内部交流,《实用电子电气工程图算手册》就是在此基础上修订而成的。 为了提高版面的利用率以提高计算精度,本书尽量采用列线图;由于工程技术人员对本 专业的内容都很熟悉,所以对绝大多数算图都只列出计算公式,举例并画出求解指引线, 般不另加文字说明,以减少篇幅。为了使坐标值的有效数字不致太多,参数尽量标成常用单 位,故公式和算图中使用的单位可能有不一致的地方,当然这并不能影响计算结果。 本书选用的参数范圈尽量适中,但由于有些参数的变化范围很大,不可能全部包括。若 遇到参数值超出标定范围时,可使用常规定位法确定其数值。 使用有三个以上参数的计算图时,要注意相应的轴组,这种情况都已标明;由于一幅算 图可以用来求不同的参数,所以一般都未标明解图次序,以免约束其使用范围。 本书由青岛大学电气工程系刘从爱副教授和青岛海洋大学物理系王秉临副教授担任主 审,青岛广播电视局王毅高级工程师、山东海洋仪器仪表研究所吴永昆副研究员、背岛整流 器厂吴有义高级工程师、38671部队刘伯炎讲师、青岛市机械研究所庄好高级工程师和商怀吉 高级工程师参加了审稿工作,他们提出了很多有益的意见和建议。在本书绘著过程中,得到 了青岛市机械研究所的领导和青岛市机械工程学会的大力支持和帮助,在此向上述单位和有
关人员以及曾经给予关照的其他同仁表示衷心地感谢。 由于本人专业和图算水平的限制,书中一定存在不足或错误之处,欢迎诸位朋友的指 作者 年2月
第-章电子及电气工程常用资料…… 第二章电阻、电容、电感和电抗、导纳计算图……… 第三章晶体管、晶闸管和整流器、振荡器、放大器计算图 第四章变压器计算图 135 第五章电子电路及交直流电路计算图… 161 第六章电路的热力设计计算图………………………… 第七章分压器、滤波器和丧减器计算图………… 215 第八章传输线、延迟线和波导管计算图………………………………………273 第九章电波传播计算图… ………293 第十章仪器和设备计算图…………343 第十一章电动机、电气传动和电动机重绕计算图 …389 第十二章输变电、电线电缆及电源计算图… 。非善 如·455 参考文献…………………………………………………………………523
算图薛录 第一章电子及电气工程常用资料… 1-1绝对电平 2 (I) 1-2相对电平……………………………31-18气体和几种常用材料的击穿强度 1-3声功事、声强、声压、声级和响 …*19 度、响级 ………41-19常用热电偶的热电动势……… 1-4电波的频率、波长和能量 51-20不同温度时的绝缘电阻值换算为标准 1-5材料的电流穿通深度 电阻值 1-6导线直径和截面积…… …………71-21复数代数式和指数式的转换 1-7公制漆包铜线直径和英规线号 ……81-22直角坐标与极坐标的转换… 1-8公制导线直径和英规线号…………91-23杌床的功率因效 1-9材料的密度、线膨胎系数、平均电阻温 1-24.提升设备、自动门和感应电炉的功率 度系数和熔点………………1 因数 普看平甲,非 1-10材料的电导率和电阻率……………11,1-25医疔器械、水泵及焊接设备的功率 1-11材料的热导率和比热容…1 因数 1-12材料的相对介电常数……… 131-26灯具、冷藏冷冻投备、制冷压缩机 1-13材料的损耗角正切值 锅炉辅机和文教、通信、日用电器的 1-14材料的热电子发射常数、超导转化温 功率因数 度和激发电位、电离电位 …151-27炊事、商业、服务机械和通风、空调、 1-15永磁材料的磁滞性(或其平均值 除湿设备的功率因数…………………28 161-28每千克水和常用金属的吸热量… 1-16永磁材料的磁汘性〔或其平均值) 1-29分贝与奈培的换算及广播、通信线路 衰减常数与终始端电压比………30 1-7气体和几种常用材料的击穿强度 第二章电阻、电客、电感和电抗、导纳计算图…… 31 电阻 电容 21温度变化引起的电阻增量 …3229绕制电容器的有效面积…140 22导体的电阻和电导 …332-10单层平板电容器的电容……41 2-3常用电阻合金线每米的电阻和质量…………342-11球形电容器的电容 42 2-4电阻器的管径、长度、电阻和导 2-12圆柱形电容器的电容 43 级直径……… 2-13单层团柱形线圈的固有电容(I)…44 2-5电阻器的导线直径和线圖匝数…… 2-14单层圆柱形线图的固有电容(1)……45 2-6电阻器并联的电流变化… 372-15电容的星形联结转换成三角形联结…46 2-7薄膜电阻的长度和宽度……………………382-16电容的三角形联结转换成星形联结………47 28厚膜电阻的长度和宽度… 392-17电容三角形联结时的组成值…48 2-18电容器电荷及储存能量
2-19电容的容抗 测量),,………… …78 2-20电容器的品质因数 …………512-48互感线圈的耦合系数(串联法 221电力电容器的工作电流…… 测量) 2-22电力电容器的无功电流1532-49并联电感的耦合…… 电感 2-50电感的感抗……181 2-23圆截面直导线段的电感 2:51电感线圈的品质因数… 2-24回环的电感 552-52间绕短波或超短波线圈的品质因数……83 2-25平面螺旋线圈的电感(1) …562-53自感磁能 226平面螺旋线圈的电感(】) 电阻、电容及电感的联接 227单匝线圈的电感…… 582-54复数阻抗与复数导纳的等效互换 2-28串联分段式线圈的电感…………592-55两个电阻(电感、电抗)并联或两个 229单层空心线圈的电感(I)…………80 电容串联的等效值“………8 2-30单层空心线圈的电感〔】)… 2-56三个电阻(电感、电抗)并联或三个 231单层密绕短波线圈的电感…… 电容串联的等效值…87 2-32单层密绕螺管线图的电感 ……63257电阻和电抗并联时的等效阻抗和 2-33单层带屏蔽罩线圈的电感(I) 导纳 234单层带屏蔽罩线圈的电感(1)……652-58电阻和电抗串联时的等效阻抗和 235多层线圈的电感〔) 导纳 2-36.多层线圈的电感(I) 2-37电磁线圈的电感… bb666 259感抗和答抗并联时的总电抗… 260电阻、电容和电感并联时的总阻抗 2-38变压器铁心线圈的电感… 2-61电阻、电容和电感并联时的相角 2-39环形磁心线圈的电感 702-62电阻、电容和电感串联时的相角 2-40形磁心线圈匝数 ……………71263与并联阻抗电路等效的串联阻抗 2-41线圈的交链磁通、匣数、电流和 电路 互感 ……122-64与串联阻抗电路等效的井联阻抗 2-42两个串联电感线图的互感 电路 2-43两个无漏磁线圈的互感… 线圈的磁力性能 2-44两个同心圆线圈的互感……………75265无限长载流线产生的磁通密度…………196 2-45两个同轴平行线圈的互感 266线圈的磁场强度、磁极强度和磁力 246细长螺管线闺和短线圈的互感……77267环形螺管线圈的磁场强度…………… 2-47互感线圈的耦合系效(短路法 268电磁线圈的磁通密度和磁通量……99 第三章昌体管、晶闸管和整流器、振荡器、放大器计算图…………………………101 晶体管和晶闸管 38晶体管的电流放大系数(I) 3-1晶体管共发射极接法的a参量………10239晶体管的灵敏度 3-2由晶体管的共发射极参量求………1033-10晶闸管并联均流元件的电阻……………111 33由晶体管的共发射极参量h求r……104311.品闸管串联均压元件的电阻………2 3-4由晶体管的共发射极参量4求……105312品闸管串联均压元件的功率………3 3-5共基极电路的发射极电阻、集电极电 3-13晶闸管并联元件数 容和截止频率 ………1063-14晶闸管串联元件数… I15 3-6硅、锗晶体管的基片厚度和截止频率…1073-15晶闸管电流等级的选择〔负载电阻为 3-7晶体管的电流放大系数(1)…………108 固定值)………………………… 116
3-16晶闸管电流等级的选择(奂载电流为 3-23LC正弦振荡电路的频率……………125 固定值)…… II83-24选颚网络设计 3-17晶闸管电压等级的选择…119325谐波失真大小与失真度…………………127 流嚣 3-26多谐振荡器的电容、电阻和振荡 3-18单相可控和桥式半控整流电路参数…120 须率…………………………… 3-19整流器的匹配电阻… …1213-27振荡回路的电容、电感和振荡频率 320电源整流器的阻容滤渡器的滤波 放大器 系数 ………1223-28晶体管乙类推挽放大器功率……………130 321电派整流器的感容滤波器的滤波 3-29阻容双频道低频放大器分频网络 和谁;卡中步面布;非申 设计 振荡器 3-30.声压为1Pa时的传声器输出…… 3-22RC正弦振荡电路的颜率…4 3-31任意声压时的传声器输出…………133 第四章变压器计算图 ……135 4-1磁场强度、磁通密度和相对磁导率 积和尺寸 4-2磁阻和磁导率、通路长度、截面积……1374-16电源变压器KE、GE狸铁心的截面 43磁阻、磁动势和磁通密度…………… 积和尺寸… 4-4螺旋线圖的质量……………41394-17电源变压器的窗口面积和安全电流…152 4-5螺旋线圈的几何尺寸和导线长度……1404-18变压器线包尺寸验算 4-6螺旋线暑的几何尺寸和匝数…………11419小型电力变压器的每柱答量和铁柱 4-7小型变压器的每伏线圈匝数(I)…142 直径 4-8小型变压器的每伏线围匝数(I)……1434-20中大型电力变压器的每柱容量和铁 4-9小型变压器的每伏线圈匝数(1)……144 柱直径 4-10小型变压器功率… 1454-21电力变压器短路后绕组的最高平均 411变压器绕组匝数… 146 温度 4-12变压器绕组导线直径和每厘米 4-22音频变压器的功率、电压和一次 可绕匝数… +147 阻抗… 4-13输出变压器二次线圆导线直径 1484-23线间变压器的功率、电压和阻抗………:158 4-14变压器的变压比…………1494-24抽头变压器的阻抗 4-15电源变压器GEI、GEIB型铁心的徽面 425变压器线圈的相电压和线电压 160 第五章电子电路和交直流电路计算囝……………………………………………161 电子电路 5-7串联谐振电路参数 5-1阻感串联和阻容并联电路的功率因数…16258阻容棚合电路的相位移和羈合效率……169 用 5-2阻感容电路的自由振荡减时间………16359阻容充电电路的输出电压…………170 于 3阻感电路时间常数及电感电流变化 5-10感性负载触点消火花电路阻容值 过程 1645-11具有最小损失的L形电路R1值… L72 5-4阻容电路时间常数及充放电电压变 5-12具有最小损失的L形电路R2值 化过程 ………………1655-13L形电路的最小损失值… 5-5收音机调谐电路和波段展阔电路的附 交直流电路 加电容量及调谐线电腰 1665-14载流量、电流密度和导线直径 5-6超外差收音机振荡电路跟踪…167-15导线的直径、电流和电压降… 76
」线路导线直径的选择………1775-26三相380V时负载的功率和功率因数…187 5-17电路的阻抗、有效电阻和相角…………1785-27根据电度表读教求功率因数…………188 5-18电阻和电抗电路的相角…………………179528根据有功功率和视在功率求功率 5-19直流电路的电压降和功率………………180 因数… 520交流电路的电压降和视在功率 181529与扁铜线相当的圆铜线直径 521传输功率与线电流…… i825-30熔丝及导线的熔断电流和额定电流 522交流电路的有功功率和无功功率………1835-31并联电路的分文电沉……… 523单相220V时负载的计算功率和计算 5-32串联一并联等效电路的参数… 193 电流…… 1845-33桥形电路的平衡条件…… 194 524单相220V时负藏的功率和功率因数…1855-34桥形电路的等效电动势… 5-25三相380V时负载的计算功率和计算 535桥形电路的等效内阻 “196 电流……………………1865-36三角形电路和星形电路的相互转换 l97 第六章电路的热力设计计算图… 199 61印制电路导线宽度、载流量和温升 20068散热面的有效面积… 6-2印制电路的电压降 …2016-9散热器的散热量… 208 63集成电路热设计(I)…………………2026-10电流的热效应 209 64集成电路热设计(1)…………………2086-11短时通过短路电流产生的温度…2 65大功率晶体管的总热阻…………12046-12线性导体产生的熟噪声电压 6-6大功率品体管的铝散热器…… 6-13电阻器产生的热噪声功率…………213 67传热引起的热阻… 第七章分压、濾波器和褒减器计算图………………………… 215 分压器 路滤波器L(m为任意值) 228 7-1电阻、电容分压器的电压和电阻、电 7-14低通m导式T型电路滤波器I2和Ⅱ型电 容值…… …216 路滤波器C1(m为任意值) 滤波器影豪分析设计法 7-15高通m导式滤波器的电容 7-2RC滤波器的阻容及截止频率 217 7-3具有对称响应曲线的双T型滤波器的 7-16高通m导式滤波器的电感 并联电阻和电容 218 (m=0.6) …231 7-4定K型高低通滤波器的截止频率………2197-17高通m导式T型电路滤波器和∏型 7-5定K型高低通滤波器的电感…………220 电路滤波器L1(m为任意值) 232 7-6定K型高低通滤波器的电容 2217-18高通m导式T型电路滤波器L:和∏型 7-7定K型带通滤波器的电和电容…222 电路滤波器C1(m为任意值)……233 7-8定X型带阻滤波器的电感和电容………2237-19串联m导出式滤波器的截止频率… 234 7-9低通m导式滤波器的减特征系数 7-20并联m导出式滤波器的截止频率……235 高通m导式滤波器的衰减特征系数…… 滤波器综合分析设计法 低通m导式滤波器的电容 7-21最平响应3B截止频率低通滤波器的 (m=0.6) 226 阶数 236 7-12低通m导式滤波器的电感 7-22最平响应3dB截止频率低通滤波器的 m=0.6) 归一化元件值 7-13低通m导式T型电路滤波器C2和Ⅱ型电 7-23最平响应3B截止频率低通滤波器的
实际归化角频率和截止频率 元件值 7-24最平响应3B截止频率低通滤波器的 7-36带通滤波器串臂电感和并臂电容实际 基准电感和基准电容 239 元件值………259 725最平响应3B截止频率低通滤波器的, 7-37带通滤波器的相对带宽…………………260 实际电感和实际电容……………………2407-38多通带(梳形)滤波器的频率比……26] 最平响应截止点为任意衰减的低 7-39滤波电容器的容量与输出直流电压 通滤波器阶数 241 电流 7-27最平响应截止点为任意表减的低通滤 740滤波器的波纹表减……………… 波器的归一化元件值……………………242741脉冲形成网络的电容和电感 264 7-28最平响应截止点为任意衰减的低通滤 742脉冲参数之间的关系…265 波器的实际归一化角频率………………249 衰减器 7-29切比雪夫低通滤波器的阶数和实际归 7-43L型衰减器的电阻R1 一化角频率 2447-44L型衰减器的电阻R2………………267 了-30切比雪夫低通滤波器的实际截止 7-45L型衰减器的衰减量 ………268 频率 7-46T、∏、H、O、X型衰减器的电阻值…269 7-31考尔滤波器的阶数 …………2477-47桥T、桥H、L、U型衰减器的电 了-32考尔滤波器的模角及实际截止频率……248 阻值 270 7-33最平响应高通滤波器的实际元件值……2557-48匹配损失最小时衰减器的电阻和 7-34带通滤波器的归一化角颗率… 阻抗 7-35带通滤波器并臂电感和串臂电容实际 7-49衰减器引起的电压驻波比的减小……272 第八章传輸线、延迟线和波导管计算图……… ……………273 传输线 8-10电感的延迟时间 283 8-1传输线驻波比和正反向功率 …2748-11多节延迟线的延迟时间…………………284 8-2传轴线驻波比和电压、阻抗……………2758-12延迟线的土升时间………… 8-3理想传輪线的特牲阻抗… 2768-13多节延迟线的特性臨抗…………………286 8-4传辎线1/4波长匹配线阻抗… 277 8-14延迟线的电容、电感和阻抗……………287 85根据电压求传输线的衰减常数…278 波导管 8-6传輪线频率、开槽测试线最小宽度和 8-15波导的波长和频率 *288 反射系数、总衰减量 ………2798-16圆形波导的截止波长和频率 8-7传输线的电角度和真实长度 ……2808-17矩形波导的截止波长和频率…………290 延迟线 8-18H1和E波导管的衰减系数(I) 8-8波形的延迟角和延迟时间……18-19H1n和Eon波导管的衰减系数(I) 292 8-9电容器的延迟时狗………………282 第九章电波传播计算图 ∴“293 视距 场强 9-1光滑地球凸起高度…… 9496自由空间电场和磁场的场强 299 92球面地反射点的位置……………2959-7自由空间的电场强度和有效接收 9-3超短波的视距(I) 9-4超短波的视距(I)… 2979-8自由空间的收信电平 9-5电波传播路径与大圆距离 29899视距内电视电场强度…… 302