电学和磁学常用物理量的法定计量单位

电学和磁学 (GB 3102.5—1993)

 

量的名称

量的符号、定义

单位名称

单位符号、定义

换算系数

备  注

 

电流

I

安[培]

A

在真空中,截面积可忽略的两根相距1m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2×10-7N,则每根导线中的电流定义为1A

 

电流是基本量之一。在交流电技术中,用i表示电流的瞬时值,I表示有效值(均方根值)

 

电荷[量]

Q 电流对时间的积分

库[仑]

C 1C=1A·s

1C=1J/V=1F·V

=1Wb/W

也可以使用符号q。ISO和IEC未给出 q

单位安[培][小]时用于蓄电池

 

体积电荷,电荷[体]密度

ρ,(η)

ρ=Q/V

V为体积

库[仑]每立方米

C/m3

 

倍数单位可用C/mm3,C/cm3

 

面积电荷,电荷面密度

σ

σ=Q/A

A为面积

库[仑]每平方米

C/m2

1C/m2=1A·s/m2

=1N/(V·m)

=F·T/s

倍数单位可用C/mm2,C/cm2

 

电场强度

E E=F/Q

F为力

伏[特]每米

V/m 1V/m=1N/C

1V/m=1m·kg/(A·s3)

=1W/(A·m)

=1A·W/m

=1A/(S·m)

=1T·m/s=1N/C

倍数单位可用V/mm,V/cm

 

电位,(电势)

V,φ

是一个标量,在静电学中:

-grad V=E

E为电场强度

伏[特]

V 1V=1W/A

1V=1A·W

=1A/S

=1Wb/s

=1A·H/s

=1kg·m2(A·s3)

在交流电技术中,u表示电位差的瞬时值,U表示有效值(均方根值)

IEC将φ作为备用符号

在交流电技术中,用e表示电动势的瞬时值,E表示有效值(均方根值)

电位差,(电势差),电压

U,(V)

1、2两点间的电位差为从点1到点2的电场强度线积分

r为距离

电动势

E

电源电动势是电源供给的能量被它输送的电荷除

电通[量]密度,电位移

D div D=ρ,电通量密度是一个矢量

库[仑]每平方米

C/mm2,倍数单位可用C/cm2

1C/m2=1A·s/m2

=1N/(V·m)

=1F·T/s

 

 

电通[量],电位移通量

ψ

A为面积,en为面积的矢量单元

库[仑]

C

 

 

 

电容

C C=Q/U

法[拉]

F  1F=1C/V

1F=1A·s/V

=1S·s

=1s/W

=1H/W2

=1A2·s4/(kg·m2)

 

 

介电常数,(电容率)

ε ε=D/E,E为电场强度

法[拉]每米

F/m

1F/m=1C/(V·m)

=1A·s/(V/m)

=1S·s/m

=1s/(W·m)

=1N/V2

=1A2·s4/(kg·m3)

对于ε,IEC给出名称“绝对介电常数(绝对电容率)”,ISO和IEC还给出此量的另一名称“电常数”

ε0=1/(μ0)

=8.854188

×10-12F/m

式中c0是电磁波在真空中的传播速度

真空介电常数,(真空电容率)

ε0

相对介电常数,(相对电容率)

ε εr=ε/ε0

 

 

 

无量纲量

 

电极化率

x,xe x=εr-1

 

 

 

无量纲量

电极化强度

P P=D-ε0E

库[仑]每平方米

C/m2,倍数单位可用C/cm2

 

IEC还给出电极化强度备用符号Di

 

电偶极矩

p,(pe)

是一个矢量

p×E=T

式中T为转矩,

E为均匀场的电场强度

库[仑]米

C·m

 

 

 

面积电流

电流密度

J,(S)

,式

中A为面积,en为面积的矢量单元,面积电流是一个矢量,面积电流对一给定表面的积分等于流经该表面的电流

安[培]每平方米

A/m2,倍数单位可用A/mm2,A/cm2

 

面积电流也可以使用符号j,(δ)。ISO和IEC未给出备用符号δ

 

线电流,电流线密度

A,(a)

电流除以导电片宽度

安[培]每米

A/m

 

倍数单位可用A/mm,A/cm

 

磁场强度

H

磁场强度是一矢量,

安[培]每米

A/m

1A/m=1N/Wb

倍数单位可用A/mm,A/cm

 

磁位差,(磁势差)

Um

安[培]

A

 

IEC还给出磁位差的符号U和备用符号

 

r为距离

磁通势,(磁动势)

F,Fm 

 

 

 

IEC还给出磁通势的备用符号

r为距离

电流链

 穿过一闭合环路的净传导电流

 

 

 

N匝相等电流 I形成的电流链=NI

磁通[量]密度,磁感应强度

B

 

S

IΔS

是一个矢量。F=IΔS×B

为长度

为电流元

特[斯拉]

T  1T=1N/(A·m)

1T=1V·s/m2

=1Wb/m2

=1Pa·m/A

=1J/(A/m2)

=1kg/(A·s2)

 

 

磁通[量]

Φ   

A为面积

韦[伯]

Wb  1Wb=1V·s

1Wb=1T·m2

=1C·W=1A·H

=1J/A=1N·m/A

=1kg·m2/(A·s2)

 

 

磁矢位,(磁矢势)

A

磁矢位是一个矢量,其旋度等于磁通密度,B=rot A

韦[伯]每米

Wb/m

 

倍数单位可用Wb/mm

 

自感

L L=Φ/I

亨[利]

H  1H=1Wb/A

1H=1W·s

=1s/S

=1F·W2

=1kg·m2/(A2·s2)

=1V·s/A

电感:自感和互感的统称

互感

M,L12 M=Φ1/I2

Φ1为穿过回路1的磁通

I2为回路2的电流

耦合因数,(耦合系数)

k,(κ)  

 

 

 

无量纲量

漏磁因数,(漏磁系数)

σ σ=1-k2

磁导率

μ μ=B/H

亨[利]每米

H/m

1H/m

=1Wb/(A·m)

=1V·s/(A·m)

1H/m=1W·s/m

=1s/(S·m)

=1N/A2

=1kg·m/(A2·s2)

IEC还给出名称“绝对磁导率”

μ0=4π×10-7H/m

=1.256637×10-6H/m

ISO和IEC还给出名称“磁常数”

真空磁导率

μ0

相对磁导率

μr μr=μ/μ0

 

 

 

无量纲量

磁化率

κ,(xm,x)

κ=μr-1

 

 

 

无量纲量

ISO和IEC未给出备用符号x

 

[面]磁矩

m  m×B=T

T为转矩

B为均匀场的磁通密度

安[培]平方米

A·m2

ISO还给出名称“电磁矩”

IEC还定义了磁偶极矩j=μ0m,磁偶极矩的单位为Wb·m

 

磁化强度

M,(Hi)  M=(B/μ0)-H

安[培]每米

A/m

1A/m=1N/Wb

倍数单位可用A/mm

 

磁极化强度

J,(Bi)  J=B-μ0H

特[斯拉]

T

1T=1Wb/m2

=1V·s/m2

 

 

体积电磁能

ω

电磁场能量除以体积

焦[耳]每立方米

J/m3

1Jm3=1kg/(s2·m)

 

电磁能密度

 

坡印廷矢量

S  S=E×H

瓦[特]每平方米

W/m2

 

 

 

电磁波的相平面速度

电磁波在真空中的传播速度

c,c0

米每秒

m/s

 

如果介质中的速度用符号c,则真空中的速度用符号c0

 

[直流]电阻

R  R=U/I(导体中无电动势)

欧[姆]

W  1W=1V/A

1W=1S-1

=1W/A2

=1V2/W

=1Wb/C

=1s/F

=1H/s

=1kg·m2/(A2·s3)

 

 

[直流]电导

G  G=I/R

西[门子]

S  1S=1A/V

1S=1W-1

=1A2·s3/(kg·m2)

 

 

[直流]功率

P  P=UI

瓦[特]

W  1W=1V·A

 

 

 

电阻率

ρ

ρ=RA/l

A为面积

l为长度

欧[姆]米

W·m

1W·m=1m/s

=1V·m/A

=1s·m/F

=1H·m/s

倍数单位可用W·cm,μW·cm

 

电导率

γ,σ  γ=1/ρ

西[门子]每米

S/m

1S/m=1W-1·m-1

=1A/(V·m)

=1F/(s·m)

=1s/(H·m)

电化学中用符号κ

 

磁阻

Rm

Rm=Um/Φ

IEC还给出备用符号

ISO和IECDE还给出符号R

亨[利]

H-1  1H-1=1A/Wb

 

 

 

磁导

A,(P)  A=1/Rm

亨[利]

H  1H=1Wb/A

 

 

 

绕组的匝数

N

 

 

 

都是无量纲量

相数

m

极对数

p

频率

f,v

赫[兹]

每 秒

Hz

s-1

1Hz=1s-1

 

旋转频率

n  转数被时间除

角频率

ω  ω=2πf

弧度每秒

每  秒

rad/s

s-1

 

 

 

相[位]差,相[位]移

φ

当两个正弦量,u,i分别为

u=Umcos ωt,i=Imcos(ωt-φ)时,则φ为相位移

 

弧度

rad

此量无量纲

 

[角]秒

[角]分

度

(")1"=(π/648000)rad

(')1'=60"=(π/10800)

rad

(°)1°=60'=(π/180)

rad

这三个单位符号不处于数字右上角时,用括号。π为圆周率

 

阻抗,(复[数]阻抗)

Z

复数电压被复数电流除

欧[姆]

Ω

1Ω=1V/A

 

 

阻抗模,(阻抗)

 

 

 

 

电抗

X

阻抗的虚部

当一感抗与一容抗串联时,

 

 

 

 

[交流]电阻

R

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;如需与直流电阻区别,则可使用全称

品质因数

Q

对于无辐射系统,如果

Z=R+jX,则

 

 

 

无量纲量

 

导纳,(复[复]导纳)

Y,Y=1/Z

西[门子]

S,

1S=1A/V

 

 

导纳模,(导纳)

电纳

B 导纳的虚部

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,则可使用全称

[交流]电导

G 导纳的实部

损耗因数

d

d=1/Q

 

 

 

无量纲量

 

耗损角

δ

δ=arctand

弧度

rad

 

 

 

[有功]功率

P

式中t为时间,T为计算功率的时间

瓦特

W

1W=1J/S

=1V·A

1W=1N·m/s

=1Pa·m3/s

=1A2·W

=1V·S

=1kg·m2/s3

P=ui是瞬时功率在电工技术中,有功功率单位用瓦特(W)

 

视在功率(表观功率)

S,PS S=UI

伏安

V·A

 

λ=cosφ

式中φ为正弦交流电压和正弦交流电流间的相位角

需要强调其复数性质时使用名称“复[数视在]功率”,符号为

S,PS和“复[数视在]功率模”,符号为。

当u=Umcosωt=Ucosωt和i=Imcos(ωt-φ)=Icos(ωt-φ)时,

则 P=UIcosφ

Q=UIsinφ

无功功率单位IEC用乏(var)

功率因数

λ

λ=P/S

 

 

 

无量纲量

 

[有功]电能[量]

W

有功功率对时间的积分,发电能量可称为发电量,送电能量可称为送电量,用电能量可称为用电量

焦[耳]

J

1J=1N·m=1Pa·m2=1W·s

=1V·A·s=1Wb·A=1V·C

=1A2·H=1V2·F=1Wb2·H

=1C2/F=1A2·W·s=1V2·S·s

=1kg·m2/s2

 

千瓦[特][小]时

kW·h

1kW·h=3.6MJ

 

注:1.平面角单位度、分、秒的符号,在组合单位中应采用(°)、(')、(")的形式。例如不用°/s而用(°)/s。

2.方括号中的字,在不致引起混淆、误解的情况下,可以省略。

3.量的符号用斜体,单位符号用正体,如m/kg,其中m表示质量符号用斜体,kg表示质量的单位符号千克用正体。来源于人名的单位符号第一字母要大写外,其余均为小写字母(但升的符号L除外),如牛[顿]用N,帕[斯卡]用Pa。