GB T 3102.5-1993 电学和磁学的量和单位.pdf

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1、中华人民共和国国家标准GB 3102. 5 9 3 电学和磁学的量和单位代替GB3102. 5 86 Quan ti“es and units Electricity and magnetism 引言本标准等效采用国际标准ISO31-5:1992量和单位第五部分：电学和磁学儿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c;B 3100 国际单位制及其应用：c;B 3101 有关量、单位和符号的一般原则：GB 3102. I 空间和时间的量和单位；GB 3102. 2 周期及其有关现象的量和单位zc;B 3102. 3 力学的量和单位；GB 3102. 4 热学的量

2、和单位，GB 3102. 5 电学和磁学的量和单位$c;B 3102. 6 光及有关电磁辐射的量和单位sc;B 3102. 7 声学的量和单位，GB 3102. 8 物理化学和分子物理学的最和单位；GB 3102. 9 原子物理学和核物理学的量和单位gGB 3102. 10 核反应和电离辐射的量和单位sGB 3102. 11 物理科学和技术中使用的数学符号eGB 3102.12 特征数sGB 3102. 13 周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1984年2月27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儿

3、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有面各页并对齐。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。:Ii!;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，己予指明，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：,J、8f、世，g、g）存在时，只给出其中之，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

4、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F述方式编排：一般只给出SI单位。应使用SI单位及其用SI词头构成的十进倍数和分数单位。十进倍数和分数国家技术监督局199312-27批准1994 07 01实施126 GB 3102. 5-93 市I位未明确地给出。可与SI的单位并用的和属于国家法定计量单位的非SI的单位列于SI单位之下，并用虚线与相应的SJ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。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。关于最纲一的

5、量的单位的说明任何量纲一的最的贯单位都是数字一（）。在表示这种量的值时，单位1一般并不明确写出。词头不应加在数字l上构成此单位的十进倍数或分数单位。词头可用10的乘方代替。例：折射率n = . 53 1 = . 53 雷诺数Re二J.32Xl0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（CIPM）在1980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s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”

6、栏中的数值如果是准确的，则在数值后用括号加注“准确傻”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。本标准采用四基本章、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SI单位是米、千克、秒和安培。在该方程系中，因数4和2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CGS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CGS方程系部分方程式的对照表。此对照表仅

7、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540. 1到546. 1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m为右下标的大写字母表示量的最大值1气相量可以用在上方正中处加圆点的大写字母表示2)例如z表示电流瞬时值，I表示电流有效值，Im表示电流最大值，jm表示电流相量（最大值）。1 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。2 名称和符号l ) 这种击示法是国际电工委员会（！ECl在！EC出版物27-lA中推荐的

8、表示法之。在国际标准化组织（！SOJ的JS(l315,J992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g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！EC出版物27-tA.Zl JS(l3t5,J992和！EC出版物27IA中均无此规定127 GB 3102. 5 93 41:,5 1 5 5 I归号茧的名称符号定义备注5 l 电流I 电流是基本量之。electric current 在交流电技术中，用2表m电流的瞬时值，f表示有效值均方根值）5-2 电荷茧Q 电流对时间的积分也

9、可以使用符号q。巳lectriccharge, ISO和！EC未给出qquantity of electricity 5-3 体积电荷P （甲）p=Q/V volumic charge, 式中V为体积电荷体密度volume density of charge, charge density 5 s1emens 5 35. a 瓦特1w lW=lVA 咽ratt5 36 a 欧姆米。m 。hmmetre 139 GB 3102. 5 93 量537 5 42 项号茧的名称符号定义备注5 37 电导率Y， r I/ p 电化学中用符号Kconductivity 5 38 磁阻Rm RmUm ISO

10、和！EC还给出reluctance 符号Ro!EC还给出备用符号正理5 39 磁导A, (P) A= I/Rm perrneance 5一40.I 绕组的阻数N number of turns in a winding 5 40. 2 相数m number of phase 5 41. I 频率f， frequency 5 41. 2 旋转频率n 转数被时间除rotational frequency 5 42 角频率“J 二2fangular frequency, pulsatance I ! ll GB 3102. 5-93 单位：537.a5-42.b 项号单位名称符号定义换算因数和备注5

11、 37.a 西门子每米S/m s1emens per metre 5 38.a 每亨利H I H =1 A/Wb reciprocal henry, 负次方亨乖IJJhenry to the power minus one 5 39.a 亨利H I H=J Wb/A henry 5 40. a 1 参阅引言one 5 41. a 赫兹Hz 1 Hz=l s hertz 4 41. b 每秒S I reciprocal second, 负一次方秒second to the power minus one 5 42.a 弧度每秒rad/s radian per second 5 42. b 每秒I

12、 s reciprocal second, 负次方秒second to the power minus one l i l GB 3102. 5 93 最5-43544. 4 项号茸的名称符号定义备注5 43 相位差，相P 当uU.cos叫对5-435-52，需参位移和i=l.cos（叫一份，阅引言的特殊说明。phase difference 贝F为相位移wt F是z的相位5 44, 1 阻抗（复数阻z 复数电压被复数电流除Z= IZ le=R十jX抗）impedance, (complex impedance) 5 44. 2 阻抗模，阻抗IZ I IZI= ,/R+X modulus of

13、 在不会Ill!淆的情况impedance, 下，最5-44.2可用阻抗(impedance) 这一名称5-44. 3 交流电阻R 阻扰的实部在交流电技术中，电resistance (to 阻均指交流电阻，必要alternating 时还应说明频率s如果current) 需与直流电阻区别时，则可使用全称5 44, 4 电抗x 阻抗的虚部当一感扰和一容抗串react a nee 联时，1 X=wL二142 GB 3102. 5 93 单位，543.a 5 44. a 项号单位名称符号定义换算因数和备注5 43.a 弧度rad 参阅引言radian 5-43. b one 一一一一，“一一一宁E一

14、一肉一一一一一节目由一一一宁5 43.c 角秒 1”何648000) rad second 5 43.d 角分 I= 60= 1111nute （IO 800) rad 5 43.e 度。1=60= deg re12. 5-2 位一1cm; 112 -2 时，电流是I=10 I A= Gaussian CGS unit 3. 335 64 10 IC A of electric current 数字t由c=rcm/s定义，式中c是真空中的光速。r= 2. 997 9z4 58 10 （准确值）5 2 a, 电荷的高斯CGS单该电荷单位是这样的高斯当Q,=1 cm川gl/ 5-1 位电荷，它作用

15、于在真空中相时，电荷为Q=1orc= Gaussian CGS unit 距1厘米的等量电荷的力为3. 335 64 10 10 c of electric charge l达因，官等于关于，参阅5. a，的备1 c口13/2 1/2寸注5 5. a, 电场强度的高斯1电场强度的高斯CGS当E,=lcm112 g112 s CGS单位单位lcm-112 g112 s1 时，电场强度为Gaussian CGS unit E=l口rv/m=of electric field 2. 997 924 58 IO V /m（准strength 确值）关于C，参阅5-.a，的备注5 6 a, 电势的高斯C

16、GS单1电势的高斯CGS单当V,=I cm112 g112 s 位位zI cm112 g112 s l 时，电势为V=!Or V= Gaussian CGS unit 2. 997 924 58 102 v （准确。felectric potential 值）关于C，参阅5I.a，的备注I 5 I GB 31 0 2. 5 -93 尚国iJil:,57、513恤rm 号量的名称旱, 定义备i主s 7当高斯电通量密度D. 高斯电通量密度是一矢该最有时被称为电感强度Gaussian electric 量，其散度等于4乘高斯电D,=D(4。）!/ flux density 荷密度5 9电高斯电容C曳

17、高斯电荷除以高新电位差C,=C/4。Gaussian capacitance 5 11” 高斯电容率， 高斯电通量密度除以高斯高斯电容率与相对电容率Gaussian 电场强度相同。per口iittivity，co 5 12” 高斯电极化率x. x.，一1)/4x.= 4） Ix Gaussian electric susceptibility 5 13, 高斯电极化强度P, 4P国D,-E,P,=P/(4。）/1 Gaussian electric polarization 1S2 GB 3102. 5-93 高斯单位，5 7. a、513. a, 悼忱的J9i 号单位名称国际汪 义换算因数和

18、备注符号5 7 、电位移的高斯CGS1电位移的高斯CGS单当D咒1 cm 1 g 2 s 单位i 且lcm 112 g _, 时，电位移为(;aussian CGS unit Il=J051;(4刑c:/m= 。Ielectric flux 2. 654 42 x 10 j c:/m density 关于t，参阅5. a、的备注5 9. a 电容的高斯CGS单cm 1电容的高斯CGS单位当C,=l cm时，电容为位，厘米=l cm C= JOI; 2 F= Gaussian CGS unit ). 112 65 10 F 。fcapacitance, 关于C，参阅5) . a，的备centl口

19、1etre注5 11. a, one 5 12 a如1 one 5 13. a” 电极化强度的高斯1电极化强度的高斯CGS当I,=)cm 112 g112 s CGS单位单位二1cm-12 g s- 时，电极化强度为Gaussian CGS unit I= 1051;- C/m= of electric 3. 335 64 10 C/m polarization 关于t，参阅5) . a，的备注Li:l GB 31 0 2. 5-93 高斯挝5 17,5-28, 项号茧的名称附号定义备注5 17 . 高斯磁场强度H, 高斯磁场强度是一矢量，H,=(H/c)(4，）11= Gaussian ma

20、gnetic 它的旋度等于制c乘以包H(4。）1/2 field strength 括位移电流在内的电流密度5 19. 高斯磁通L堪J11 I正B, 高斯磁通密度是这样一矢B,=Bc(4。）ii=Gaussian magnetic 量，它使作用在电流元上的B(4严。）112 flux density, 力等于（l/c）乘以高斯电流高斯磁感应强度兀与高斯磁通密度的矢量积Gaussian magnetic induction 5 20得高斯磁通量， 穿过面兀的高斯磁通量是4, = 4ic ( 4rr0) 1 = Gaussian magnetic 丽兀和高斯磁通密度的标量（4严。）12flux 积

21、5 25氧高斯磁导率, 高斯磁通密度除以高斯磁高斯磁导率与相对磁导率(;aussian 场强度相同permeability 严，严，。5 26, 高斯磁化率 = （粤1)/4IC,=(4） Gaussian magnetic susceptibility 5 28吨高斯磁化强度M, M,=(B,-H,)/4 A孔M（抖。4）12=Gaussian J(l/4严。）山magnetization 154 GB 31 0 2. 5-93 高斯单位5I 7. a,5 28. 国在位的项号单位名称国际定义换算因数和备注符号5-17. a, 磁场强度的高斯Oe I Oe =I cm u2 g112 当H,

22、=I C)e时，磁场强CGS单位s I 度为H=!0(4的1A/m= Gaussian CGS unit 79. 577 5 A/m of magnetic field strength, 奥斯特oersted 5 19. a, 磁通C量密度的高斯Gs I Gs= 1 cm uz gl/2 当B,=IGs时，磁通密度CGS单位s I 为B=Io-T Gaussian CGS unit 符号G用于物理学of magnetic flux density, 高斯gauss 5 20. a, 磁通量的高斯Mx I Mx=l cm312 g112 s 1 当，IMx时，磁通为CGS单位IO Wb Gau

23、ssian CGS unit 。fmagnetic flux, 麦克斯韦maxwell 5 25. a, I one 5 26. a, I one 5-28. a, 磁化强度的高斯1磁化强度的高斯CGS当M,=1 cm 112.g112.5 1 CGS单位单位Icm 112 g112 s i 时，磁化强度为Gaussian CGS untt M=IO A/m, of magnetization 而磁极化强度为.1=4 10 T= . 256 64 10 T I :i 5 GB 31 0 2. 5-93 附录B不同方程系中的关系式示例（参考件）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

24、注有下标时对称的）。项号关系式的名称1 2 麦克斯韦方程式3 4 具有四个基本量的有理化方程系（本标准的方程系）rot E 3B/a挺div D=p div B=O rot H=J十3D/3t5 在电场E中作用于电荷Q的力I F=QE 6 IE和D之间的关系i抖，EE=D7 距离电荷Q为r处的电通密度I D=Q/4肝28 电荷面密度为的表面上的电通ID密度9 i电荷Q，和也在介质中相距为rlF=Q,Q，伽r时其间的力10 I面积为A，距离为d的两平行板间IC=Ae/d 的电容11 I半径为r的孤立球体的电容IC=4盯12 I静电学中E和V之间的关系I E=-grad V 13 I真空中的静电学

25、泊松方程式I t.V= 。14 I真空中距离电荷Q为r处的电势IV = Q/ 411:or 15 I真空中电偶极子在位置r处的电IV=pr/4时旷势16 I相距为s的电荷土Q的电偶极矩Ip=Qs 具有三个基本量的高斯方程系（附录A的方程系）c rot E,= aB,/iJt divD,=4p, div B,=O c rot H,=4J,+aD，占F=Q,E, e,E,=D, I D,=Q,/r I D,=4， I F=Q,.,Q.,/,r I C,=A4d I c.二，rE,=-grad V, t.V,= -4p. V,=Q,/r V,=p,r/r3 p,=Q,s I ）同际纯粹勺成用物理联合

26、会符号、单位和名词委员会(IUPAPSUN)J987年出版物中也列出f此表。I ci 6 GB 3102. 5-93 功、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A的方程系）17 I电偶极子在电场中的势能wpE W p, E思is I极化强度为P的体积元b.r的电IpPb.r 偶极矩p，P,b.r 19 I电场的能量密度w=D E/2 w,=D, E,/8 20 I在磁场中作用于以速度v移动的iF=QvXB 电荷Q上的力F=Q,vXB,/c 21 I在磁场中作用于电流元lt.s的力IF=l C.SXB F=I, t.s B,/c 22 IB和

27、H间的关系IB陆民H=HB,=,H, 23 I由于以速度v移动的电荷Q产生JH=QvXr/47tr3 的磁场强度H,=Q,vXr/cr3 24 I由于电流元lt.s产生的磁场强度iH=l Mr收rH,=I, b.s r/cr3 25 I距直线导体r处的磁场强度I H=l/2盯H,=21,/cr 26 I在长度为1上有NJ!1!线圈的螺线IH=Nl/l 管中的磁场强度27 I在真空中相距为d的二平行直导IFl叫l1l,/2d线间的力H,=4NI,/ cl F/!=21,.1/,.2/cd 28 IB和矢势A之间的关系B=r。tA 8,=rot A, 29 I真空中矢势的波动方程1 ii A b.

28、A一丁一向Jz M, 1 lA, 4 二一一一c2 a c 30 I关FA的洛伦茨规范条件n 一ww-a l一，t+ A V AU 1 av事div A，一：Oc d 31 IE, V和A之间的一般关系JA E=-grad V-a 1 aA. E,= grad V.-;:-a 32 I环绕平面面积A的电流I的电磁矩m=IA m,=l,A/c I o7 GB 3102. 593 具有四个基本量的项号关系式的名称有理化方程系33 34 35 36 （本标准的方程系）磁偶极矩在磁场中的势能W=-m B 磁化强度为M的体积元C;.r的电m=MC;.r 磁矩磁场的能量密度w=B H/Z 坡印廷矢量S=E H 附加说明：本标准由全国量和单位标准化技术委员会提出并归口。本标准由全国量和单位标准化技术委员会第二分委员会负责起草。本标准主要起草人袁楠、刘瑞珉。158 具有一个基本量的高斯方程系（附录A的方程系）W=-m,B, m,=M,C;.r w=B, H./8 S= (c/47r)E,H,