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《电气工程师必知计算公式与实例讲解一本通》编委会 著

图书标签:

• 电气工程
• 计算公式
• 实例讲解
• 工程师
• 一本通
• 电力系统
• 电路分析
• 电机学
• 自动化
• 电工基础

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111569251

版次：1

商品编码：12239922

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 工程师必知计算公式与实例讲解一本通

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：胶版纸

页数：207

编辑推荐

适读人群 ：从事电气工程工作的技术人员和相关专业院校师生
本书根据编者多年工作和写作经验，总结出电气工程师在工作中常遇到的计算公式，并对计算公式进行解析并提供实例，从而快速快速学习、提升工作能力。
本书是电气工程师上岗必备手册。

内容简介

本书将电气工程师常用的计算公式进行了系统分类, 并附以计算实例, 便于读者查阅使用。本书共九章, 其内容包括电气工程计算基础公
式、电气工程常用计算公式、供配电常用计算公式、变压器常用计算公式、电动机常用计算公式、电容器与无功补偿常用计算公式、电气设备常用计算公式、建筑照明常用计算公式和接地接零常用计算公式等。
本书从简明、实用的角度出发, 内容涵盖电气工程师常用的各种计算公式, 可供电气工程师、电工及电气技术人员使用, 也可供电气技能培训人员和电气专业师生学习参考。

目录

前言
第一章　 电气工程计算基础公式 1
第一节　 常用数学基本公式 1
第二节　 材料基本性质 9
第三节　 常用面积、 体积计算公式 10
第二章　 电气工程常用计算公式 18
第一节　 电工学常用计算公式 18
第二节　 仪器、 仪表常用计算公式 29
第三章　 供配电常用计算公式 41
第一节　 负荷计算 41
第二节　 继电保护 57
第三节　 导线与电缆计算 95
第四章　 变压器常用计算公式 105
第一节　 变压器基本计算 105
第二节　 变压器经济运行计算 109
第三节　 变压器使用条件及计算 112
第四节　 变压器容量计算 116
第五章　 电动机常用计算公式 120
第一节　 交流电动机基本计算 120
第二节　 直流电动机基本计算 126
第三节　 电动机起动计算 128
第四节　 电动机制动计算 130
第五节　 电动机保护计算 135
第六章　 电容器与无功补偿常用计算公式 137
第一节　 电容器基本计算 137
第二节　 电容器配套设备的选择与计算 140
第三节　 功率因数和无功补偿容量计算 143
— Ⅳ —
第七章　 电气设备常用计算公式 148
第一节　 高压断路器与高压熔断器计算 148
第二节　 高压隔离开关与负荷开关计算 151
第三节　 低压开关与断路器计算 154
第四节　 热继电器计算 158
第五节　 接触器计算 158
第八章　 建筑照明常用计算公式 160
第一节　 照度计算 160
第二节　 照明线路设计计算 191
第九章　 接地接零常用计算公式 196
第一节　 接地体接地电阻计算 196
第二节　 保护接零计算 201
附录 202

前言/序言

为了提高电气工程专业技术人员的专业素质, 并结合广大工程师在实际工作中的需要,作者利用在这方面积累的实践经验, 编写了本书。
本书主要具有以下几方面特点:
1. 实用性强, 主要以表格和计算公式为主, 读者可以快速找到工作所需公式和数据。
2. 实例丰富, 对各种计算逐一详解。为了帮助广大读者提高自己实际操作的动手能力,解决工作中遇到的实际问题, 还特别增加了与工作有关的各种图例、符号等内容。
3. 表格齐全, 方便查阅, 实用性、针对性强, 特别适合初学者使用。
本书由段坤任编委会主任, 编委有周丽娜、王忠礼、户小宇、蔡泽森、田静、王冰、谷峰、李金凤、杨晓东、肖辉、李俊华、王玉松、沈宇、贺训珍、方明科、谢蓉、张建波、陈荣华、耿保池、谢惠平和莫骄。
由于时间仓促, 书中不妥之处还请读者批评指正。
本书编者

现代电气工程实践指南：理论、应用与案例解析 本书旨在为广大电气工程领域的从业者、研究者及学生提供一本全面、实用的参考资料。我们深入浅出地剖析了现代电气工程中最核心、最关键的理论知识，并结合大量的实际工程案例，将抽象的公式转化为直观的应用场景。全书内容涵盖了从基础电路理论到复杂电力系统运行的各个层面，力求帮助读者建立扎实的理论基础，并有效提升解决实际工程问题的能力。 本书内容概览： 第一部分：基础理论与分析方法 电路分析基础： 本部分将系统回顾和深化欧姆定律、基尔霍夫电压定律、电流定律等基本原理，并详细介绍节点电压法、网孔电流法等稳态电路分析工具。我们将通过对复杂电路的分解和分析，帮助读者掌握求解任意电路参数的系统性方法。此外，电阻、电容、电感等基本元器件的特性，以及它们的串并联组合效应，也将进行详细阐述。 交流电路分析： 深入探讨了正弦稳态电路的相量法分析，包括阻抗、导纳的概念及其运算，以及RLC串联和并联电路的谐振现象。我们将详细解析功率因数、有功功率、无功功率、视在功率的概念和计算，并强调其在电力系统中的重要性。 暂态电路分析： 重点关注RL、RC、RLC电路的零输入响应和零状态响应，通过微分方程和拉普拉斯变换等工具，揭示电路中能量的动态变化过程。理解暂态响应对于系统稳定性分析和故障诊断至关重要。 二端口网络分析： 介绍Z参数、Y参数、ABCD参数等描述二端口网络的数学模型，并讲解如何进行网络的级联和简化，为分析更复杂的系统打下基础。 第二部分：电气设备与系统核心 电机学原理与应用： 直流电机： 详细阐述了直流电机的结构、工作原理，以及电枢反应、换向等关键现象。重点分析了不同运行方式（他励、并励、串励、复励）下的特性曲线，并提供实际应用案例，如电梯、电动车等。 交流电机： 异步电机： 深入解析了异步电机的转子磁场、感应电势、转矩的产生过程。重点讲解了笼型和绕线型异步电机的结构差异，以及不同起动和调速方法（电阻起动、电抗起动、变频调速等）的原理与优缺点。我们将通过实例分析，展现异步电机在工业生产中的广泛应用，如风机、水泵、传送带等。 同步电机： 详细介绍同步电机的结构、励磁方式，以及其恒定转速的特点。重点分析了同步电机的功率角特性，并讲解了同步电机的并列运行条件、同步发电机和同步电动机的运行控制。我们将探讨其在电力系统中作为调相机、发电机等的重要作用。 变压器： 全面讲解了变压器的基本原理、结构、额定参数，以及空载试验、短路试验的意义和结果分析。重点阐述了变压器的变压、变流作用，并分析了漏抗、损耗和效率计算。我们将通过变压器的连接组别、多绕组变压器以及特种变压器（如隔离变压器、整流变压器）的讲解，拓展其应用视野。 电力系统分析： 潮流计算： 介绍潮流计算的基本概念、方法（高斯-赛德尔法、牛顿-拉夫逊法等）以及其在电力系统规划、运行和控制中的重要作用。我们将通过实例演示，帮助读者理解潮流计算的实际意义。 短路计算： 讲解短路的基本原理、不同类型短路（三相短路、单相接地短路等）的计算方法，以及短路容量、短路电流的概念。我们将重点分析短路对电力设备的影响，以及相应的保护措施。 系统稳定性： 深入探讨了电力系统的暂态稳定、稳态稳定和电压稳定。我们将通过对功率角方程的分析，以及负荷扰动、故障等情况下的系统响应，帮助读者理解影响系统稳定性的关键因素，并介绍提高系统稳定性的方法。 继电保护与安全： 保护原理： 详细阐述了各类保护（过流保护、差动保护、距离保护、方向保护等）的基本原理和动作特性。 保护配置： 讲解了不同电气设备（发电机、变压器、线路、母线）的继电保护配置原则和方案。 接地与绝缘： 深入分析了接地系统的类型、接地电阻的要求，以及电气设备绝缘的重要性、绝缘水平的确定和绝缘的监测。 安全用电： 强调了电气安全的基本原则，包括人身触电防护、防火防爆等，并提供实际的安全操作规程和注意事项。 第三部分：进阶理论与工程实践 电力电子技术： 功率器件： 详细介绍二极管、晶闸管、GTO、IGBT、MOSFET等功率半导体器件的特性、工作原理和应用。 整流与逆变： 讲解了不可控整流、半控整流、全控整流电路的工作原理，以及DC-DC变换器、DC-AC逆变电路的设计与应用。 电力电子在电力系统中的应用： 探讨了高压直流输电（HVDC）、柔性交流输电系统（FACTS）等先进技术，以及它们在提高电能传输效率、改善电网稳定性方面的作用。 自动控制原理： 系统建模： 介绍线性定常系统的数学建模方法，包括传递函数、状态空间方程等。 时域与频域分析： 讲解了系统的时域响应（单位阶跃响应、单位脉冲响应）和频域响应（频率特性、奈奎斯特图、伯德图），以及稳定性的判据（劳斯判据、奈奎斯特判据）。 控制器设计： 详细阐述了PID控制器、超前滞后校正等经典控制器设计方法，并结合实际工程实例，演示如何根据系统特性设计出满足要求的控制器。 嵌入式系统在电气工程中的应用： 微控制器基础： 介绍嵌入式系统的基本构成，如CPU、存储器、I/O接口等。 实时操作系统（RTOS）： 讲解RTOS在实时控制系统中的作用，以及任务调度、同步通信等关键概念。 典型应用： 结合智能电表、电机驱动控制器、工业自动化设备等实例，展示嵌入式系统在电气工程中的实际应用。 本书特色： 理论联系实际： 每一章节的理论讲解都紧密结合实际工程案例，通过具体的计算过程和分析，帮助读者理解理论知识在实际工作中的应用价值。 公式详解与推导： 对于关键公式，我们不仅提供了清晰的定义和计算方法，还会适度进行推导，帮助读者深入理解其物理意义和数学基础。 丰富的图表与示意图： 大量采用精美的图表、电路图、波形图和系统框图，直观地展示复杂的概念和原理，提高学习效率。 循序渐进的讲解： 内容安排由浅入深，从基础的电路分析逐步过渡到复杂的系统集成和控制，适合不同层次的读者。 注重解决问题： 强调培养读者的分析问题、解决问题的能力，提供多种解题思路和方法，鼓励读者独立思考。 本书的编写团队由经验丰富的电气工程专家和高校资深教授组成，他们凭借深厚的学术功底和丰富的工程实践经验，力求为读者提供一本真正有价值、有深度、有广度的参考书。我们相信，通过研读本书，读者将能够更自信地应对电气工程领域的各项挑战，并在职业生涯中取得更大的成就。

评分☆☆☆☆☆

我曾经在工作中遇到过一个非常棘手的问题，涉及到电网的谐波分析和治理。当时我查阅了很多资料，但始终无法找到一个清晰的思路来解决。直到我读了这本书，才豁然开朗。书中对“电力系统谐波分析”的部分，简直是为我量身定做的。它不仅详细讲解了谐波的产生原因，还给出了多种谐波的计算方法，包括傅里叶级数展开、快速傅里叶变换（FFT）等。更重要的是，书中还提供了实际的测量数据和分析案例，让我能够一步一步地跟着进行分析。我印象最深刻的是，书中给出了如何利用谐波分析结果来选择合适的滤波器，以消除或减小谐波对电网的影响。这种“问题导向”的学习方式，让我能够迅速找到解决问题的关键点，并且掌握了有效的方法。这本书不仅仅是提供计算工具，更是提供了一种解决问题的思维模式，让我能够在面对复杂问题时，能够有条不紊地进行分析和处理。对于像我这样在工作中遇到实际难题的工程师来说，这本书的价值是无法估量的。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，作为一个电气工程师，理论知识是基础，但如果没有扎实的计算能力和解决实际问题的经验，那理论就变成了空中楼阁。这本书的出现，恰恰弥补了我在这方面的不足。它不仅仅是理论公式的堆砌，更侧重于公式的实际应用，并且给出了大量的工程实例。我尤其喜欢它对功率计算部分的讲解，无论是单相还是三相电路，无论是无功功率、视在功率还是有功功率，书中都给出了清晰的计算方法和实际应用场景。例如，在讲解电动机的功率因数时，书中不仅给出了计算公式，还详细阐述了提高功率因数的重要性，以及常用的补偿措施，比如电容补偿。并且，书中还附带了实际的电动机参数，让我们可以直接代入公式进行计算，验证理论与实际的差距。这种“动手做”的学习模式，让我不再惧怕复杂的计算，反而从中找到了乐趣。此外，书中对变压器设计与计算的讲解也让我印象深刻。从磁芯的选择到线圈的匝数计算，再到损耗的分析，书中一步一步地引导读者完成整个设计过程，让我对变压器的工作原理有了更深入的理解。以前我总觉得变压器是一个黑箱，但现在我能够理解它内部的每一个参数是如何影响最终性能的，这种成就感是无与伦比的。这本书真的是一个非常好的实践指导，它把抽象的理论知识具象化，让我能够看得懂，算得清，用得上。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的就像为我量身定做的，尤其是那些我一直以来感觉模棱两可的概念，这本书都给讲解得清清楚楚。我记得在学校的时候，很多电工学和电路分析的公式，我总是死记硬背，但总是理解不了其中的深层含义，导致在实际工作中经常遇到瓶颈，遇到一些稍微复杂点的设计或者故障排查，就束手无策。但是读了这本书之后，我感觉完全不一样了。它不仅仅是罗列公式，更重要的是深入浅出地剖析了每个公式背后的物理原理，让你明白“为什么是这样”，而不是简单地“知道是这样”。比如，关于RLC串并联电路的阻抗计算，书中不仅给出了详细的公式推导，还通过生活中的实际例子，比如收音机的调谐电路，来解释感抗和容抗在不同频率下的变化，以及它们如何影响电路的总阻抗。这种“联系实际”的学习方式，让我一下子就抓住了问题的核心，再遇到类似的问题，我都有信心能够独立分析和解决。而且，书中对瞬态分析的讲解也让我受益匪浅，以前总觉得电容和电感在充电和放电过程中那些变化的电流和电压很难掌握，但书中的阶跃响应和响应曲线图解，配合具体的RC和RL电路的动态过程分析，让我对这些变化有了直观的认识，甚至能够预判电路在不同时间点的状态。这本书带来的不仅仅是知识的积累，更是解决问题的能力和学习方法的提升，感觉自己整个工程思维都得到了升华，这绝对是一本值得反复阅读和学习的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初入电气工程领域的学生，我最大的困惑就是理论和实践之间的鸿沟。学校里学的知识，很多时候感觉离实际工作很远，不知道该如何应用。这本书的出现，完美地填补了我的这一困惑。它不仅讲解了最核心的电气计算公式，更重要的是，它将这些公式融入到了各种具体的工程实例中，让我能够清晰地看到这些公式是如何在实际工程中发挥作用的。我尤其喜欢书中关于“配电系统负荷计算”的部分，它详细地讲解了如何根据不同类型的负荷，如照明负荷、动力负荷、插座负荷等，来计算总的负荷容量，以及如何考虑负荷的系数和同时率。书中还给出了不同建筑类型（如住宅、商业建筑、工业厂房）的典型负荷取值，让我能够更准确地进行计算。这种“从零开始”的讲解方式，对于像我这样的新手来说，简直是太友好了。它让我能够逐步建立起对整个配电系统的理解，而不仅仅是停留在某个孤立的公式上。这本书让我对电气工程的学习充满了信心，也让我对未来的职业发展有了更清晰的规划。

评分☆☆☆☆☆

我一直以来都觉得，电气工程师的工作，很多时候就是“计算”和“解决问题”。而这本书，正好就是解决这个问题的利器。它最大的亮点在于，把那些抽象的、看起来很复杂的公式，都通过非常直观的例子给解释清楚了，而且提供了大量的计算方法和步骤。我记得我之前在处理电动机的启动电流问题时，总是觉得很棘手，不知道如何准确计算，也很难评估启动过程中对电网的影响。但这本书的“电动机启动计算”章节，简直就是我的救星。它不仅给出了启动电流的计算公式，还详细讲解了不同启动方式（比如直接启动、星三角启动、软启动）对启动电流的影响，并且给出了相应的计算和评估方法。书中还提供了不同类型电动机的典型参数，让我可以很容易地代入计算。读完这一章节，我感觉自己对电动机的启动过程有了全新的认识，也能够自信地解决相关的工程问题了。这种“学以致用”的体验，让我觉得非常满足。这本书就像一本“工程百科全书”，包含了我在工作中会遇到的大部分计算场景，而且讲解得如此透彻，让我觉得很有收获。

评分☆☆☆☆☆

作为一个已经工作多年的老电气工程师，我发现技术更新换代的速度非常快，很多我当年学习的知识体系已经远远跟不上时代的步伐。在一次偶然的机会下，我翻阅了这本书，才意识到自己在这方面的知识已经有些陈旧。这本书的内容非常新颖，涵盖了很多我之前接触不多的领域，比如新能源技术相关的计算，还有一些先进的电力电子器件的应用。我尤其关注了书中关于开关电源拓扑和控制策略的章节，这部分内容对我目前工作中遇到的某个难题提供了非常直接的解决方案。书中不仅详细讲解了各种拓扑的原理和优缺点，还给出了详细的计算实例，包括如何根据输入输出电压、电流需求来选择合适的拓扑，以及如何设计补偿电路来保证系统的稳定性。这比我之前零散地在各种技术手册和论文中查找信息要高效得多。而且，书中对一些前沿技术的讲解，比如固态变压器和无线充电技术的计算方法，也让我大开眼界，感觉自己又重新找回了学习的动力。这本书不仅仅是巩固了我的基础，更重要的是拓宽了我的视野，让我能够跟上行业发展的步伐，保持自己的竞争力。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受就是“豁然开朗”。很多在我脑海里一直模糊不清的概念，通过这本书都变得清晰起来。它的讲解方式非常独特，不仅仅是给出公式，更重要的是，它通过大量的实例，让你能够深刻地理解公式背后的物理意义。例如，在讲解“电磁感应定律”时，书中并没有停留在法拉第定律的抽象描述上，而是通过讲解发电机和变压器的基本原理，以及一些日常生活中电磁感应的应用（比如感应炉），让你直观地感受到磁场变化是如何产生电流的，以及这个过程中的关键计算要素。这种“情景式”的学习方式，让我能够将抽象的理论知识与具体的工程实践紧密地联系起来，从而加深理解和记忆。而且，书中对于一些复杂公式的推导过程，也非常详细和严谨，但又不会过于枯燥，总是能够恰到好处地结合实例进行说明，让你在理解推导过程的同时，也能看到公式的实用价值。这本书真的是一本非常优秀的工程教材，它让我的学习过程不再是枯燥的知识灌输，而是充满了探索和发现的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

我一直以来都觉得，电气工程师就像一个“计算魔术师”，需要用各种公式和方法，将复杂的电磁现象转化为可控的能量流动。而这本书，就是我手中最得力的“魔杖”。它最让我惊喜的是，在讲解每一个公式的时候，都不仅仅是给出一个结论，而是从最根本的物理原理出发，一步步地进行推导，让你理解“为什么是这样”。比如，在学习“节点电压法”和“网孔电流法”时，书中不仅仅给出了这些方法的数学表达式，还详细地分析了这些方法是如何建立在欧姆定律和基尔霍夫定律的基础之上的，并且通过一个非常复杂的电路实例，一步一步地演示了如何运用这些方法来求解电路的各个节点电压或网孔电流。这种“追根溯源”的讲解方式，让我对这些计算方法有了更深刻的理解，而不是停留在死记硬背的层面。而且，书中还提供了大量的练习题，并且给出了详细的答案解析，让我能够及时地检验自己的学习成果，并从中找到不足之处。这本书的系统性和实践性都做得非常好，让我觉得学习电气计算不再是枯燥的任务，而是一种有趣的挑战。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在接触这本书之前，我感觉电气工程的世界充满了各种各样晦涩难懂的公式，每次遇到新的问题，都要花很长时间去查找资料，甚至有时候找到了公式也不知道如何下手去运用。这本书就像黑暗中的一盏明灯，为我指明了方向。它最让我惊喜的是，在讲解每一个公式的时候，都不仅仅是给出公式本身，而是从最基本的物理定律出发，一步步推导出来，让你理解公式的来源和意义。例如，在学习基尔霍夫定律的时候，书中不仅给出了电流定律和电压定律的数学表达式，还结合了具体的电路图，生动地讲解了它们在实际电路中的应用，以及如何利用它们来分析复杂的电路节点和回路。让我印象深刻的是，书中还列举了一个多节点、多回路的复杂电路，并详细演示了如何运用基尔霍夫定律来求解所有支路的电流，这个过程的每一个步骤都清晰可见，让我茅塞顿开。而且，这本书的语言风格也非常亲切，没有那种高高在上的学术腔调，读起来感觉就像和一个经验丰富的工程师在交流，让你能够轻松地接受和理解那些原本可能让你望而却步的知识。这本书带来的不仅仅是计算能力的提升，更是对整个电气工程学科的信心和兴趣的激发，让我觉得做一名电气工程师是多么有趣而有挑战的一件事。

评分☆☆☆☆☆

在我的职业生涯中，我见过不少关于电气计算的书籍，但绝大多数都是堆砌公式，缺乏实际的指导意义。这本书则完全不同，它最大的特色在于，它把那些看似高深莫测的电气计算公式，用最接地气的方式呈现出来，并且与实际的工程应用紧密结合。我尤其欣赏书中关于“电缆载流量计算”的章节。在实际工作中，选择合适的电缆规格是保证设备安全运行和节约成本的关键。书中不仅给出了计算电缆载流量的详细公式，还充分考虑了各种影响因素，比如环境温度、敷设方式、多根电缆敷设时的衰减系数等。更重要的是，书中还提供了不同电缆类型和规格的详细参数表，以及一些常用的计算图表，让工程师能够非常方便地进行查阅和计算。这种“工具书”式的实用性，是我在这本书中最看重的一点。它不仅仅是知识的传授，更是解决实际问题的得力助手。这本书让我能够更加自信和高效地完成电缆选型的工作，避免了许多不必要的麻烦和风险。

评分☆☆☆☆☆

凑单买的书，空闲的时候翻翻。

评分☆☆☆☆☆

还可以，内容还是比较简单。

评分☆☆☆☆☆

！！。。。。。！

评分☆☆☆☆☆

可以！

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还不错

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还不错

评分☆☆☆☆☆

基本都是一些公式，看起很烦滚滚滚

评分☆☆☆☆☆

凑单买的书，空闲的时候翻翻。

评分☆☆☆☆☆

好