GB 3102.5-1993 电学和磁学的量和单位

中华人民共和国国家标准电学和磁学的量和单位代替国家技术监督局批准实施引言本标准等效采用国际标准量和单位第五部分电学和磁学本标准是目前已经制定的有关量和单位的一系列国家标准之一这一系列国家标准是国际单位制及其应用有关量单位和符号的一般原则空间和时间的量和单位周期及其有关现象的量和单位力学的量和单位热学的量和单位电学和磁学的量和单位光及有关电磁辐射的量和单位声学的量和单位物理化学和分子物理学的量和单位原子物理学和核物理学的量和单位核反应和电离辐射的量和单位物理科学和技术中使用的数学符号特征数固体物理学的量和单位上述国家标准贯彻了中华人民共和国计量法中华人民共和国标准化法国务院于年月日公布的关于在我国统一实行法定计量单位的命令和中华人民共和国法定计量单位本标准的主要内容以表格的形式列出表格中有关量的各栏列于左面各页而将其单位列于对应的右面各页并对齐两条实线间的全部单位都是左面各页相应实线间的量的单位量的表格列出了本标准领域中最重要的量及其符号并在大多数情况下给出了量的定义但这些定义只用于识别并非都是完全的某些量的矢量特性特别是当定义需要时已予指明但并不企图使其完整或一致在大多数情况下每个量只给出一个名称和一个符号当一个量给出两个或两个以上的名称或符号而未加以区别时则它们处于同等的地位当有两种斜体字母例如存在时只给出其中之一但这并不意味另一个不同等适用一般这种异体字不应给予不同的意义在括号中的符号为备用符号供在特定情况下主符号以不同意义使用时使用量的相应单位连同其国际符号和定义一起列出单位按下述方式编排一般只给出单位应使用单位及其用词头构成的十进倍数和分数单位十进倍数和分数单位未明确地给出可与的单位并用的和属于国家法定计量单位的非的单位列于单位之下并用虚线与相应的单位隔开专门领域中使用的非国家法定计量单位列于换算因数和备注栏一些非国家法定计量单位列于附录参考件中这些参考件不是标准的组成部分关于量纲一的量的单位的说明任何量纲一的量的一贯单位都是数字一在表示这种量的值时单位一般并不明确写出词头不应加在数字上构成此单位的十进倍数或分数单位词头可用的乘方代替例折射率雷诺数考虑到一般是将平面角表示为两长度之比将立体角表示为面积与长度的平方之比国际计量委员会在年决定弧度和球面度在国际单位制中为无量纲的导出单位这就意味着将平面角和立体角作为无量纲的导出量为了便于识别量纲相同而性质不同的量在导出单位的表示式中可以使用单位弧度和球面度数值表示定义栏中的所有数值都是准确的在换算因数和备注栏中的数值如果是准确的则在数值后用括号加注准确值字样本标准的特殊说明方程系和量在电学和磁学中选取不同的基本量可以导出不同的方程系本标准采用四基本量有理化方程系该方程系选取长度质量时间和电流为基本量它们的单位是米千克秒和安培在该方程系中因数和只在涉及球对称和圆对称的方程式中出现介电常数电容率和磁导率以有量纲量的形式出现在有关的方程式中四基本量有理化方程系是物理科学和工程技术的实际计算中使用得最普遍的方程系考虑到目前还有使用三基本量的高斯方程系所以在本标准附录中列出了常用的四基本量有理化方程系和高斯方程系部分方程式的对照表此对照表仅供参考并非标准的整体部分交流电技术本标准电学和磁学的量和单位表中到各项是涉及按正弦规律变化的量对于按正弦规律变化的电学量以小写字母表示量的瞬时值大写字母表示量的有效值均方根值以为右下标的大写字母表示量的最大值相量可以用在上方正中处加一圆点的大写字母表示例如表示电流瞬时值表示电流有效值表示电流最大值表示电流相量最大值主题内容与适用范围本标准规定了电学和磁学的量和单位的名称与符号在适当时给出了换算因数本标准适用于所有科学技术领域名称和符号这种表示法是国际电工委员会在出版物中推荐的表示法之一在国际标准化组织的中推荐的表示法是以小写字母表示量的瞬时值大写字母表示量的有效值以在上方正中处加曲折符号的小写字母表示量的最大值但同时说明关于其他可选取的符号和进一步的说明包括不是按正弦规律变化的量这种情况见出版物和出版物中均无此规定量项号量的名称符号定义备注电流电流是基本量之一在交流电技术中用表示电流的瞬时值表示有效值均方根值电荷量电流对时间的积分也可以使用符号和未给出体积电荷电荷体密度式中为体积面积电荷电荷面密度式中为面积电场强度式中为力单位项号单位名称符号定义换算因数和备注安培在真空中截面积可忽略的两根相距的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时若导线间相互作用力在每米长度上为则每根导线中的电流为库仑单位安培小时用于蓄电池库仑每立方米库仑每平方米伏特每米量项号量的名称符号定义备注电位电势是一个标量在静电学中式中为电场强度将作为备用符号电位差电势差电压两点间的电位差为从点到点的电场强度线积分式中为距离在交流电技术中用表示电位差的瞬时值表示有效值均方根值电动势电源电动势是电源供给的能量被它输送的电荷量除在交流电技术中用表示电动势的瞬时值表示有效值均方根值无此备注电通量密度是一个矢量也使用名称电位移参阅电通量式中为面积为面积的矢量单元也使用名称电位移通量电容介电常数电容率式中为电场强度对于给出名称绝对介电常数绝对电容率和还给出名称电常数真空介电常数真空电容率准确值单位项号单位名称符号定义换算因数和备注伏特库仑每平方米库仑法拉法拉每米量项号量的名称符号定义备注相对介电常数相对电容率还给出名称电极化率电极化强度将作为备用符号电偶极矩是一个矢量式中为转矩为均匀场的电场强度面积电流电流密度式中为面积为面积的矢量单元也使用符号和未给出备用符号线电流电流线密度电流除以导电片宽度磁场强度单位项号单位名称符号定义换算因数和备注一参阅引言一参阅引言库仑每平方米库仑米安培每平方米安培每米安培每米量项号量的名称符号定义备注磁位差磁势差点和点间的磁位差式中为距离给出符号和备用符号磁通势磁动势式中为距离给出备用符号电流链穿过一闭合环路的净传导电流匝相等电流形成的电流链磁通量密度磁感应强度是一个矢量式中为长度为电流元磁通量式中为面积磁矢位磁矢势是一个矢量自感互感式中为穿过回路的磁通量为回路的电流电感自感和互感的统称耦合因数耦合系数漏磁因数漏磁系数单位项号单位名称符号定义换算因数和备注安培特斯拉韦伯韦伯每米亨利一参阅引言量项号量的名称符号定义备注磁导率还给出名称绝对磁导率真空磁导率准确值和还给出名称磁常数相对磁导率磁化率和未给出备用符号面磁矩式中为转矩为均匀场的磁通密度还给出名称电磁矩还定义了磁偶极矩磁化强度磁极化强度体积电磁能电磁能密度电磁场能量除以体积单位项号单位名称符号定义换算因数和备注亨利每米一参阅引言一参阅引言安培平方米磁偶极矩的单位为安培每米特斯拉焦耳每立方米量项号量的名称符号定义备注坡印廷矢量电磁波的相平面速度电磁波在真空中的传播速度准确值如果介质中的速度用符号则真空中的速度用符号直流电阻导体中无电动势关于交流参阅直流电导关于交流参阅直流功率关于交流参阅电阻率式中为面积为长度单位项号单位名称符号定义换算因数和备注瓦特每平方米米每秒欧姆西门子瓦特欧姆米量项号量的名称符号定义备注电导率电化学中用符号磁阻和还给出符号还给出备用符号磁导绕组的匝数相数频率旋转频率转数被时间除角频率单位项号单位名称符号定义换算因数和备注西门子每米每亨利负一次方亨利亨利一参阅引言赫兹每秒负一次方秒弧度每秒每秒负一次方秒量项号量的名称符号定义备注相位差相位移当和则为相位移对需参阅引言的特殊说明是的相位阻抗复数阻抗复数电压被复数电流除阻抗模阻抗在不会混淆的情况下量可用阻抗这一名称交流电阻阻抗的实部在交流电技术中电阻均指交流电阻必要时还应说明频率如果需与直流电阻区别时则可使用全称电抗阻抗的虚部当一感抗和一容抗串联时单位项号单位名称符号定义换算因数和备注弧度参阅引言一角秒角分度欧姆量项号量的名称符号定义备注导纳复数导纳导纳模导纳在不会混淆的情况下量可用导纳这一名称交流电导导纳的实部在交流电技术中电导均指交流电导必要时还应说明频率如需与直流电导区别时则可使用全称电纳导纳的虚部品质因数对于无辐射系统如果则损耗因数损耗角单位项号单位名称符号定义换算因数和备注西门子一参阅引言一参阅引言弧度量项号量的名称符号定义备注有功功率式中为时间为计算功率的时间是瞬时功率视在功率表观功率需要强调其复数性质时使用名称复数视在功率符号为和复数视在功率模符号为当和时则无功功率功率因数式中为正弦交流电压和正弦交流电流间的相位差有功电能量式中为时间还给出备用符号单位项号单位名称符号定义换算因数和备注瓦特伏安采用乏作为视在功率的单位名称和符号国际计量大会并未通过为单位一参阅引言焦耳瓦特小时附录三量纲方程式和量参考件对于电学和磁学量已发展了各种以三个基本量长度时间和质量为基础的三量纲方程系但只有所谓高斯方程系或对称方程系仍在使用在国际纯粹与应用物理联合会的符号单位和名词委员会的出版物中也列出它们供查考通过这种方程系根据三个基本量定义的物理量称为高斯量对每个高斯量所选用的符号就是具有四个基本量的方程系中相应量的符号但有一个附加的下标对称高斯方程系根据关于两电荷间作用力的库仑定律令电容率为量纲一的量且在真空中等于定义电荷为导出量在某些兼有电学量和磁学量的方程式中光速明显地出现从而使磁导率成为量纲一的量而在真空中等于高斯方程系被写成非有理化形式高斯量同相应的四量纲量的关系总是列在左半页的备注栏中高斯制的某些主要方程式列在附录参考件中属于三量纲的高斯系的高斯量通常用具有三个基本单位厘米克和秒的高斯制单位来计量高斯量项号量的名称符号定义备注高斯电流通过一表面的高斯电荷除以时间关于参阅高斯电荷高斯电量高斯电荷定义为式中为真空中的力为高斯电荷和所在两点之间的距离高斯电场强度电场作用于一电荷的力除以该高斯电荷高斯电位高斯电势对于静电场其梯度具有相反符号的标量等于高斯电场强度高斯单位项号单位名称单位的国际符号定义换算因数和备注电流的高斯单位电流的高斯单位当时电流是数字由定义式中是真空中的光速准确值电荷的高斯单位该电荷单位是这样的高斯电荷它作用于在真空中相距厘米的等量电荷的力为达因它等于当时电荷为关于参阅的备注电场强度的高斯单位电场强度的高斯单位当时电场强度为准确值关于参阅的备注电势的高斯单位电势的高斯单位当时电势为准确值关于参阅的备注高斯量项号量的名称符号定义备注高斯电通量密度高斯电通量密度是一矢量其散度等于乘高斯电荷密度该量有时被称为电感强度高斯电容高斯电荷除以高斯电位差高斯电容率高斯电通量密度除以高斯电场强度高斯电容率与相对电容率相同高斯电极化率高斯电极化强度高斯单位项号单位名称单位的国际符号定义换算因数和备注电位移的高斯单位电位移的高斯单位当时电位移为关于参阅的备注电容的高斯单位厘米电容的高斯单位当时电容为关于参阅的备注一一电极化强度的高斯单位电极化强度的高斯单位当时电极化强度为关于参阅的备注高斯量项号量的名称符号定义备注高斯磁场强度高斯磁场强度是一矢量它的旋度等于乘以包括位移电流在内的电流密度高斯磁通密度高斯磁感应强度高斯磁通密度是这样一矢量它使作用在电流元上的力等于乘以高斯电流元与高斯磁通密度的矢量积高斯磁通量穿过面元的高斯磁通量是面元和高斯磁通密度的标量积高斯磁导率高斯磁通密度除以高斯磁场强度高斯磁导率与相对磁导率相同高斯磁化率高斯磁化强度高斯单位项号单位名称单位的国际符号定义换算因数和备注磁场强度的高斯单位奥斯特当时磁场强度为磁通量密度的高斯单位高斯当时磁通密度为符号用于物理学磁通量的高斯单位麦克斯韦当时磁通为一一磁化强度的高斯单位磁化强度的高斯单位当时磁化强度为而磁极化强度为附录不同方程系中的关系式示例参考件国际纯粹与应用物理联合会符号单位和名词委员会年出版物中也列出了此表方程式的第二栏中的量与方程式的第一栏中相应的量不同时注有下标对称的项号关系式的名称具有四个基本量的有理化方程系本标准的方程系具有三个基本量的高斯方程系附录的方程系麦克斯韦方程式在电场中作用于电荷的力和之间的关系距离电荷为处的电通密度电荷面密度为的表面上的电通密度电荷和在介质中相距为时其间的力面积为距离为的两平行板间的电容半径为的孤立球体的电容静电学中和之间的关系真空中的静