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第1篇 电磁场基础1

第1章 静电场3

1场源关系3

1.1库仑电场3

1.2电场强度3

1.3高斯通量定理的积分形式3

1.4高斯通量定理的微分形式3

1.5点电荷的电场强度3

1.6电场符合叠加定理3

1.7无限长线电荷的电场强度3

2电压与电位4

2.1电压4

2.2电位4

2.3电位与电场强度的关系4

2.4点电荷的电位4

2.5电位符合叠加定理4

2.6无限长线电荷的电位4

3电介质与电位移4

3.1电介质4

3.2介电常数5

3.3电介质的极化5

3.4电介质的击穿5

3.5电位移与高斯通量定理的一般形式5

4导体与静电场的屏蔽5

4.1静电场中导体的特性5

4.2静电场的屏蔽6

5静电场的基本方程与介质交界面条件6

5.1静电场的基本方程6

5.2介质交界面条件6

6电位满足的方程与边值问题6

6.1电位满足的方程6

6.2电位的边值问题6

6.3两层介质的平板间电场计算7

7几种典型结构的电场计算公式7

7.1有限长线电荷的场7

7.2均匀场中两平行板间的电场7

7.3同轴圆柱电极间的电场8

7.4两层介质同轴圆柱电极间的电场8

7.5同心球电极间的电场8

7.6两层介质同心球电极间的电场8

8电场能量与电场力8

8.1静电场的能量8

8.2库仑定律9

8.3计算电场力的虚位移法9

9电容与典型结构的电容计算式9

9.1两导体间的电容9

9.2多导体的部分电容9

9.3电位系数与感应系数9

9.4多导体的工作电容10

9.5平行板电容器10

9.6同心球电容器10

9.7两导体球构成的电容器10

9.8同轴圆柱电容器10

9.9两导线间的电容10

9.10单根有限长导线的电容11

9.11三相制输电线的电容11

10镜像法与电轴法11

10.1点（线）电荷对零电位面的镜像11

10.2点（线）电荷对介质交界面的镜像11

10.3点电荷对导体球的镜像11

10.4线电荷对导体圆柱的镜像12

10.5线电荷对介质圆柱的镜像12

10.6电轴法12

10.7半径相同的两导体圆柱的电轴法12

10.8半径不同的两导体圆柱的电轴法13

10.9嵌套在一起的两非同轴圆柱导体壳间的电场13

10.10逐次镜像法13

11常见绝缘材料的介电常数与电介质强度及漏电阻率14

第2章 恒定电场15

1导体内电流与电流密度15

1.1电流15

1.2电流密度矢量15

1.3电流场15

1.4电荷守恒定律与电流连续性原理15

2恒定电场的基本方程与交界面条件15

2.1恒定电场的基本方程15

2.2欧姆定律的微分形式15

2.3电位15

2.4交界面条件16

2.5非完纯导体的交界面条件16

3功率损耗与焦耳定律16

4恒定电场与静电场的比拟16

5电导与电阻计算16

6接地电阻17

6.1电气工程中的接地17

6.2接地电阻的定义17

6.3球形接地极的接地电阻17

6.4圆柱形接地极的接地电阻18

6.5圆板形接地极的接地电阻18

6.6跨步电压和接触电压18

6.7阻性耦合电磁影响18

7常见导电材料的电阻率19

第3章 恒定磁场20

1场源关系20

1.1磁感应强度20

1.2毕奥-萨伐尔定律20

1.3磁场强度20

1.4安培环路定律的积分形式20

1.5安培环路定律的微分形式20

1.6无限长直圆柱形导线的磁场20

1.7无限长螺线管线圈的磁场21

2几种典型结构的磁场计算公式21

2.1有限长线电流的场21

2.2圆环形线电流的场21

2.3有限长螺线管的场21

2.4镯形螺线管线圈的场21

2.5两片无限大面电流的场21

3磁介质与磁化21

3.1磁介质与磁导率22

3.2磁介质的磁化22

3.3用磁感应强度表示的安培环路定律22

3.4磁导率与磁化率22

3.5起始磁化曲线22

3.6磁滞回线与磁滞损耗23

3.7铁磁材料的基本磁化曲线23

3.8硬磁和软磁材料23

4恒定磁场的基本方程与介质交界面条件23

4.1磁通连续性定理23

4.2基本方程组23

4.3交界面条件23

5矢量磁位与标量磁位23

5.1矢量磁位的定义24

5.2矢量磁位满足的方程24

5.3一根短导线的矢量磁位24

5.4一对无限长传输线的矢量磁位24

5.5矢量磁位满足的界面条件24

5.6矢量磁位描述的磁力线24

5.7由矢量磁位表示磁通25

5.8标量磁位的定义25

5.9标量磁位满足的方程与界面条件25

6恒定磁场的屏蔽25

6.1圆柱壳对外场的屏蔽25

6.2圆柱壳对内场的屏蔽25

7电感与典型结构的电感计算25

7.1磁通与磁链25

7.2自感25

7.3互感26

7.4电感的计算26

7.5圆环形导线的自感26

7.6直导线的自感与两根平行导线的互感26

7.7平行板传输线的自感26

7.8同轴电缆模型的自感26

7.9密绕直螺线管的自感26

7.10两对传输线之间的互感26

7.11一对传输线的自感27

7.12长导线与圆环导线的互感27

7.13电流互感器模型的互感与自感27

7.14两个嵌套螺线管的互感27

8磁场能量与磁场力27

8.1用电流和磁链表示的磁场能量27

8.2用电流和电感表示的磁场能量27

8.3用电流密度和矢量磁位表示的磁场能量27

8.4用场强表示的磁场能量27

8.5安培力27

8.6计算磁场力的虚位移法28

9镜像法28

9.1载流导线对理想导磁材料表面的镜像28

9.2载流导线对无限大介质交界平面的镜像28

9.3载流导线对圆柱体的镜像28

10一些材料的相对磁导率28

第4章 时变电磁场30

1电磁感应定律30

1.1磁链30

1.2感应电动势30

1.3电磁感应定律30

1.4楞次定律30

1.5感应电场30

1.6洛仑兹力30

1.7动生电动势（发电机电动势）30

1.8感生电动势（变压器电动势）30

1.9动生电动势与洛仑兹力的关系30

1.10电磁感应定律的积分形式30

1.11电磁感应定律的微分形式30

2全电流定律31

2.1传导电流31

2.2位移电流31

2.3运流电流31

2.4电荷守恒定律31

2.5电流连续性31

2.6全电流定律31

3电磁场的基本方程31

3.1麦克斯韦方程组的积分形式31

3.2麦克斯韦方程组的微分形式31

3.3辅助方程31

3.4时变电磁场中媒质分界面条件31

3.5电磁场的折射定律32

3.6正弦稳态电磁场的相量方程32

4时变电磁场的能量关系33

4.1电磁场能量密度33

4.2坡印亭定理33

4.3坡印亭矢量33

4.4坡印亭定理的恒定场形式33

4.5坡印亭定理的相量形式33

4.6电磁辐射功率34

5导电媒质中的涡流34

5.1涡流概念34

5.2导体薄平板中的涡流34

6集肤效应与邻近效应35

6.1集肤效应35

6.2邻近效应35

7电磁屏蔽原理与方法35

第5章 电磁场数值计算36

1计算电磁学的发展36

2电磁场定解问题一般描述37

2.1电磁场控制方程37

2.2媒质的本构关系37

2.3定解条件37

3电磁场数值计算微分控制方程38

3.1静电场数值计算微分控制方程38

3.2恒定电流场数值计算微分控制方程38

3.3恒定磁场数值计算微分控制方程38

3.4涡流场数值计算微分控制方程39

3.5运动涡流场问题微分控制方程40

4电磁场数值分析方法40

4.1算子方程40

4.2积分方程方法40

4.3微分方程方法41

5线性方程组求解方法46

5.1直接法46

5.2迭代法46

5.3并行计算方法47

6电磁分析测试模型47

6.1 FELIX圆筒实验47

6.2正弦磁场中的无限长圆筒48

6.3双孔槽板48

6.4 FELIX铝块实验48

6.5槽立方48

6.6匀强磁场中的球壳48

6.7不对称带孔铝板48

6.8裂缝上的线圈48

6.9轴对称结构中的运动涡流效应49

6.10非线性钢板磁路49

6.11厚板中的矩形槽50

6.12磁浮环50

6.13谐振腔加载波导系统51

6.14加载谐振腔中的微波场51

6.15三维静态受力问题51

6.16漏磁场损耗模型51

6.17超导磁储能装置优化52

6.18永磁体受力52

6.19非线性时变旋转试验台53

6.20电磁冲压模具优化53

6.21涡流无损检测和深度缺陷54

6.22电磁悬浮板55

6.23人体空腔谐振器55

6.24感应电动机分析55

6.25磁滞回线测试模型55

6.26转子各向异性的球形感应电动机56

参考文献57

第2篇 电路与电网络分析基础59

第1章 绪论61

1电路61

2电流和电压61

2.1电流61

2.2电压61

2.3电流和电压的特征量62

3功率62

3.1端口的概念及参考方向之间的关系62

3.2瞬时功率与平均功率62

4电路元件的分类62

4.1无记忆与记忆62

4.2线性与非线性63

4.3时变与非时变63

4.4有源与无源63

4.5集总参数与分布参数63

第2章 简单线性电阻电路分析64

1电阻元件、电感元件和电容元件64

1.1电阻元件64

1.2电感元件64

1.3电容元件64

2独立电源与受控电源64

2.1独立电源元件64

2.2受控源元件65

3基尔霍夫定律65

3.1基尔霍夫电流定律（KCL）65

3.2基尔霍夫电压定律（KVL）65

4电阻的等效变换65

4.1二端网络的等效电阻65

4.2电阻的串联、并联和混联二端网络66

4.3星形联结与三角形联结电阻网络的等效变换（Y—△变换）66

5电源的等效变换66

5.1理想电压源的等效变换66

5.2理想电流源的等效变换67

5.3电压源和电流源之间的等效变换67

6理想运算放大器模型67

6.1运算放大器的电路模型67

6.2运算放大器的反馈68

6.3含运算放大器的电阻电路分析68

7二端口网络69

7.1二端口网络的定义69

7.2二端口网络的等效电路70

7.3二端口网络的连接70

第3章 电阻电路分析的一般方法和定理72

1节点电压法72

1.1方程的列写72

1.2特殊支路的处理方法72

1.3弥尔曼定理73

2回路电流法73

2.1方程的列写73

2.2特殊支路的处理方法73

3叠加定理74

4戴维南定理75

5诺顿定理75

6其他常用定理75

6.1替代定理75

6.2特勒根定理76

6.3互易定理76

7对偶电路与对偶原理76

第4章 非线性电阻电路分析78

1非线性电阻和非线性电阻电路78

1.1非线性电阻78

1.2非线性电阻的特点78

1.3非线性电阻电路及其解的存在唯一性78

2列方程求解非线性电阻电路79

3非线性电阻电路的图解法79

4非线性电阻电路的分段线性法80

5非线性电阻电路的小信号法80

第5章 正弦稳态分析83

1正弦电流（电压）83

1.1正弦电流（电压）的表达式83

1.2正弦电流（电压）的有效值83

1.3正弦电流（电压）的相位差83

2正弦稳态电路的相量分析方法83

2.1正弦电流（电压）的相量83

2.2基尔霍夫定律的相量形式83

2.3电路元件的相量模型84

2.4阻抗和导纳84

2.5正弦稳态电路的相量分析84

3正弦稳态电路中的功率85

3.1瞬时功率85

3.2有功功率86

3.3无功功率86

3.4视在功率86

3.5复功率86

4三相电路86

4.1对称三相电源86

4.2对称三相负载87

4.3对称三相电路87

4.4不对称三相电路88

4.5三相电路的功率88

5有互感的电路与变压器88

5.1互感元件特性88

5.2含互感的电路的计算89

5.3变压器90

6频率响应与滤波器91

6.1频率响应91

6.2滤波器简介91

7谐振92

7.1电路的谐振92

7.2串联谐振92

7.3并联谐振93

7.4串并联谐振94

8周期性非正弦激励下电路的稳态响应94

8.1周期性非正弦电压与电流94

8.2周期函数分解为傅里叶级数94

8.3周期性非正弦电流的有效值和周期性非正弦电流电路的平均功率94

8.4周期性非正弦激励下电路的稳态响应95

8.5周期性非正弦激励下的对称三相电路95

第6章 线性动态电路分析97

1基本概念97

2动态电路的时域分析方法97

2.1一阶电路97

2.2二阶电路98

2.3卷积积分100

2.4状态方程与状态方程的时域解102

3动态电路的复频域分析法104

3.1拉普拉斯变换的定义104

3.2拉普拉斯变换的常用性质104

3.3拉普拉斯反变换105

3.4拉普拉斯变换法求解常系数微分方程105

3.5拉普拉斯变换法分析动态电路106

3.6网络函数107

第7章 非线性动态电路分析109

1非线性动态电路的状态方程109

1.1非线性电感元件和电容元件109

1.2状态方程的建立109

2非线性自治电路110

2.1自治电路与动力系统110

2.2自治电路的四种稳态解110

2.3平衡点附近轨道结构111

2.4庞加莱映射及极限圈附近轨道结构112

2.5电路解的稳定性112

2.6稳定性判别——李亚普诺夫间接方法113

2.7稳定性判别——李亚普诺夫直接方法113

2.8自治电路的混沌解114

2.9非线性非自治电路115

第8章 线性时变电路117

1线性时变元件与线性时变电路117

1.1线性时变电阻、电感和电容117

1.2线性时变元件的一般性定义117

1.3线性时变元件的无源性和有源性117

1.4线性时变电路118

2线性时变状态方程118

2.1线性时变状态方程的建立118

2.2线性时变状态方程的系统公式119

3线性时变状态方程的解119

3.1线性时变状态方程的基本解矩阵119

3.2状态转移矩阵和零输入解119

3.3状态转移矩阵的计算120

3.4线性时变电路的零状态解和全解120

第9章 分布参数电路122

1分布参数电路模型和方程122

1.1均匀传输线122

1.2均匀传输线模型及其方程122

1.3无损耗线模型及其方程122

2分布参数电路的暂态分析122

2.1无损耗线微分方程的通解122

2.2波的反射和折射123

3分布参数电路的正弦稳态分析123

3.1均匀传输线方程的正弦稳态解123

3.2表示均匀传输线传播特性的参数124

3.3无畸变条件124

3.4均匀传输线的工作状态124

3.5均匀传输线的输入阻抗125

3.6λ/4无损耗线的作用125

3.7传输线的功率计算125

3.8分段均匀的传输线125

第10章 电网络分析基础127

1网络图127

1.1网络图及其基本术语127

1.2网络图的画法及应用127

2图的矩阵表示和电路定律的矩阵形式127

2.1关联矩阵127

2.2回路矩阵127

2.3割集矩阵128

2.4矩阵A、Bf、Qf之间的关系128

2.5基尔霍夫定律的矩阵形式128

3电网络分析的基本方法128

3.1 2b分析法128

3.2支路电流分析法128

3.3节点分析法128

3.4割集分析法129

3.5回路分析法129

3.6撕裂法129

4开关网络分析130

4.1含二极管电路的分析130

4.2含场效应晶体管电路分析130

4.3开关电容电路分析131

5网络函数132

5.1网络函数的定义及类型132

5.2网络函数与冲激响应的关系132

5.3网络函数的极点和零点与动态响应间的关系132

5.4网络函数的极点和零点与稳态响应间的关系132

6灵敏度分析133

6.1网络灵敏度的两种定义133

6.2灵敏度恒等式133

6.3符号网络函数法133

6.4伴随网络法133

第11章 计算机辅助电路分析136

1计算机辅助电路分析简介136

2电路方程的建立137

2.1改进的节点分析法137

2.2稀疏表格法138

2.3双图法138

3电路方程的数值计算方法139

3.1稀疏矩阵技术139

3.2线性方程组的迭代解法139

3.3非线性代数方程的数值求解140

3.4一阶常微分方程的数值求解141

3.5蒙特卡罗分析142

4电路的计算机辅助分析软件介绍143

4.1 PSpice143

4.2 MultiSIM143

4.3 Protel143

4.4 ICAP144

4.5 Saber144

4.6 Tina Pro144

4.7 PSIM145

4.8 MATLAB145

5新型电路分析手段146

5.1分布式计算技术146

5.2计算智能147

5.3混合仿真技术147

参考文献149

第3篇 电磁兼容基础151

第1章 电磁兼容的基本概念153

1电磁兼容性定义153

2基本名词术语和测量单位153

2.1基本名词术语153

2.2测量单位155

3电磁兼容三要素156

4电磁干扰的危害156

5电磁兼容的主要研究领域157

5.1骚扰源特性的研究157

5.2敏感设备的抗干扰性能157

5.3电磁骚扰的传播特性157

5.4电磁兼容测量157

5.5系统内与系统间的电磁兼容性157

6电磁兼容的发展历史和学科特点157

第2章 电磁骚扰源158

1电磁骚扰源的分类158

1.1自然电磁骚扰源158

1.2人为电磁骚扰源158

2电磁骚扰信号的时域和频域分析159

2.1电磁骚扰信号的分类159

2.2电磁骚扰信号的分析159

3频谱的使用与管理162

3.1频谱划分162

3.2频谱指配163

4电磁骚扰的传播途径163

4.1传导耦合163

4.2场耦合163

5端口与电磁拓扑164

5.1端口164

5.2电磁拓扑164

6电磁环境分类与设备分类164

第3章 传导耦合的基本理论166

1差模干扰与共模干扰166

1.1差模干扰的成因及抑制166

1.2共模干扰的成因及抑制167

2传导耦合分析的等效电路167

2.1无源二端口电路的散射参数167

2.2有源二端口电路的参数和等效电路167

3元件的非理想特性169

3.1导线169

3.2电路板印制线169

3.3元件引线169

3.4电阻元件169

3.5电容元件170

3.6电感元件170

3.7铁氧体与磁环170

4 LC滤波器的电路设计170

4.1系统函数的逼近170

4.2系统函数的电路实现172

4.3频带变换与元件变换174

5传导耦合分析的常用软件175

5.1 PSpice软件175

5.2 EMTP/ATP软件176

第4章 低频场耦合的基本理论177

1电流场与电导性耦合177

1.1公共电源回路与公共接地回路177

1.2电流场与电导性耦合的等效电路177

2电场与电容性耦合178

2.1静电感应和部分电容178

2.2电容性耦合的等效电路179

3磁场与电感性耦合179

3.1电磁感应与互电感179

3.2电感性耦合的等效电路180

4一般低频电磁场耦合180

5减小低频电磁场耦合的措施181

5.1减小电容性耦合的措施181

5.2减小电感性耦合的措施181

6部分电容和互感的计算181

6.1部分电容的计算公式181

6.2互感计算公式183

第5章 高频场耦合的基本理论184

1动态位184

1.1动态位的引入184

1.2洛仑兹规范184

1.3动态位满足的波动方程及其解184

2电偶极子与磁偶极子184

2.1电偶极子产生的电磁场184

2.2磁偶极子产生的电磁场185

2.3近场与远场185

2.4方向图185

2.5阻抗特性186

2.6天线的互易性186

3线天线186

3.1对称振子天线的辐射场186

3.2天线阵187

4平面电磁波187

4.1理想媒质中的均匀平面波187

4.2有损媒质中的均匀平面波188

4.3均匀平面波对平面媒质分界面的垂直入射188

5波导概念190

5.1波导中时谐电磁场的一般规律190

5.2矩形波导191

6口径天线概述191

6.1标量衍射方程191

6.2几种近似求解192

6.3对标量问题的讨论192

第6章 传输线耦合的基本理论193

1传输线的参数与方程193

1.1均匀传输线方程193

1.2典型均匀传输线的单位长参数193

2传输线的频域分析194

2.1电报方程的频域解194

2.2 BLT公式195

3传输线的时域分析195

3.1图形法196

3.2贝杰龙（Bergeron）法196

4电磁场对传输线的耦合197

4.1场线耦合的电报方程197

4.2格林函数解法198

4.3 BLT公式198

5多导体均匀传输线199

5.1多导体传输线的频域分析199

5.2多导体传输线的时域分析200

5.3多导体传输线的时域有限差分法200

第7章 电磁兼容试验场所202

1开阔试验场202

1.1开阔试验场的组成202

1.2开阔试验场的性能评价203

2电波暗室203

2.1电波暗室的结构203

2.2电波暗室的性能指标及测试205

3横电磁波室207

3.1横电磁波室原理和结构207

3.2 TEM室性能测试208

3.3 TEM室测试要求208

4吉赫兹横电磁波室208

4.1 GTEM室的原理和结构208

4.2 GTEM室的性能测试209

5混响室210

5.1混响室工作原理和结构210

5.2混响室校准212

5.3混响室测量系统和测试方法212

第8章 电磁骚扰的测量及常用分析仪器214

1测量接收机214

1.1频率特性214

1.2检波特性215

1.3脉冲特性215

1.4频率选择特性215

1.5过载特性216

1.6其他特性216

2人工电源网络216

3电压探头与电流探头217

3.1电压探头217

3.2电流探头217

4功率吸收钳218

5常用天线218

5.1天线的共同特性219

5.2各测量频段的常用天线219

6其他常用测量仪器219

6.1频谱分析仪219

6.2数字存储示波器220

6.3网络分析仪220

6.4阻抗分析仪221

第9章 电磁兼容的标准222

1电磁兼容标准化简介222

1.1电磁兼容标准化组织222

1.2电磁兼容标准体系223

2设备发射限值标准224

2.1 CISPR发射标准224

2.2 TC77发射标准225

3电磁环境通用发射限值标准225

4设备抗扰度标准225

4.1 TC77抗扰度标准225

4.2 CISPR抗扰度标准226

5电磁环境通用抗扰度标准226

6电磁场暴露限值标准227

7电磁兼容测量设备标准227

8电磁兼容标准目录227

8.1 TC77标准目录227

8.2 CISPR标准目录232

第10章 电磁屏蔽技术235

1电磁屏蔽的基本概念235

1.1电磁屏蔽的概念及分类235

1.2电磁屏蔽效能235

2屏蔽的基本原理235

2.1电场屏蔽的基本原理235

2.2磁场屏蔽的基本原理235

2.3电磁场屏蔽的基本原理236

3完整屏蔽体屏蔽效能的计算236

3.1屏蔽效能236

3.2吸收损耗SEA237

3.3反射损耗SER238

3.4多次反射损耗SEB239

3.5材料的屏蔽效能239

3.6低频磁场的屏蔽效能240

4不完整或非实壁屏蔽的影响241

4.1缝隙（孔隙）的影响241

4.2孔洞的影响241

4.3波导结构孔洞的影响242

4.4金属网的影响243

4.5编织屏蔽层的影响243

4.6薄膜及导电玻璃的屏蔽影响243

5屏蔽体整体设计244

5.1屏蔽体设计原则244

5.2屏蔽材料的选择245

5.3多层屏蔽结构246

6专门的屏蔽元件及接缝屏蔽保证技术246

6.1屏蔽罩、盖的接缝屏蔽246

6.2衬垫技术247

6.3导电胶248

6.4截止波导管248

7屏蔽技术的应用249

7.1显示器件及显示窗的处理249

7.2操作器件的处理249

7.3贯通屏蔽导体的处理249

7.4通风口的屏蔽处理250

7.5缝隙的屏蔽处理250

7.6窥视窗250

第11章 接地与搭接技术251

1接地及其功能251

2信号地251

2.1单点信号地系统251

2.2多点接地252

2.3混合信号接地系统253

2.4信号浮地系统254

2.5单元电路的接地255

2.6多级电路的接地256

3地线中的干扰及消除256

3.1地环路干扰256

3.2地线中的等效干扰电动势257

3.3低阻抗地线的设计257

3.4低阻抗电源馈线258

3.5阻隔地环路干扰的措施258

4搭接260

4.1搭接的定义及目的260

4.2搭接电阻的准则260

4.3搭接的方法260

4.4搭接面的处理及材料的选择260

4.5搭接的有效性261

4.6良好搭接的一般原则262

第12章 电磁干扰滤波、隔离及抑制技术263

1电磁干扰滤波器263

1.1滤波器的特性及分类263

1.2反射滤波器的原理及原型设计263

1.3损耗滤波器265

1.4 EMI滤波器266

1.5滤波器的设计269

2电磁干扰的隔离技术271

2.1电磁干扰隔离271

2.2光电耦合器件273

3电磁干扰抑制技术273

3.1平衡电路273

3.2防护元件274

3.3防护电路277

4信号传输回路的干扰控制279

4.1屏蔽电缆的电磁耦合分析279

4.2辐射共模耦合280

4.3辐射差模耦合281

4.4电缆屏蔽层的接地281

参考文献283

第4篇 现代电磁测量技术基础285

第1章 概述289

1电磁测量的对象和分类289

1.1电磁测量的对象289

1.2电磁测量的分类289

2电磁测量的特点和发展趋势290

2.1电磁测量的特点290

2.2电磁测量的发展趋势290

3误差分析290

3.1误差分类和测量结果评定290

3.2误差的表示方法291

3.3随机误差的特性与处理291

3.4系统误差及其消除方法292

3.5粗差及其判断准则292

3.6误差的合成与分配292

4测量不确定度293

4.1测量质量的评定参数293

4.2测量不确定度的评定293

4.3测量不确定度理论的发展294

第2章 电磁量标准器和量值传递295

1单位和单位制简介295

1.1单位295

1.2单位制295

1.3国际单位制295

1.4法定计量单位295

2电磁量的计量单位295

3标准量具简介297

3.1基准器297

3.2标准器297

3.3工作量具297

4电磁量的基准器297

4.1电磁量绝对测量基准297

4.2电磁量实物基准297

4.3电磁量自然基准298

5电磁量单位的量值传递298

5.1电磁量单位传递系统299

5.2同一电磁量单位量值的传递系统299

第3章 电测量原理和方法301

1测量对象和测量技术特点301

1.1被测对象301

1.2被测对象的分类301

1.3电测量技术的特点301

1.4电测量技术的发展趋势301

2电压和电流的测量301

2.1中等量值电压和电流的测量302

2.2电压和电流的精确测量302

2.3大电流测量303

2.4高电压测量303

2.5微小电压和微小电流的测量305

3功率和电能的测量305

3.1直流功率和直流电能的测量305

3.2单相交流功率和电能的测量305

3.3三相交流功率和电能的测量305

3.4功率和电能的精确测量306

3.5特殊条件下的功率测量307

4相位差、功率因数和频率的测量307

4.1相位差的测量307

4.2功率因数的测量307

4.3频率的测量307

5交、直流电路元件参数的测量307

5.1直流电阻的测量307

5.2交流电阻的测量310

5.3电容参数的测量310

5.4电感和互感的测量310

5.5 RLC综合测量311

6非正弦电信号的测量311

7供电系统谐波的测量311

7.1谐波对模拟式电测量仪器仪表的影响312

7.2供电系统谐波电压和谐波电流的测量312

7.3谐波功率的测量312

8电压波动和闪变的测量312

8.1电压波动和闪变的基本概念312

8.2电压波动的测量方法314

8.3电压闪变的测量方法314

第4章 电能表和自动抄表系统316

1电能表316

1.1电能表的定义及其分类316

1.2电能表的发展趋势316

2直流电能表316

2.1电动式直流电能表316

2.2电子式直流电能表316

3感应系电能表316

3.1感应系电能表的原理和结构316

3.2感应系电能表的分类和应用317

4电子式电能表317

4.1电子式电能表的基本原理317

4.2基于跨导乘法器的电子式电能表317

4.3基于时分割乘法器的电子式电能表317

4.4基于采样计算原理的电子式电能表318

4.5基于模拟数字乘法原理的电子式电能表318

4.6基于霍尔效应原理的电子式电能表318

4.7基于过采样∑-Δ模数转换器的电子式电能表319

5特殊用途电能表319

5.1多费率电能表319

5.2最大需量电能表320

5.3电力定量器320

5.4预付费电能表320

5.5多功能电能表320

5.6具有防窃电功能的电能表320

5.7多用户电能表321

5.8模块化电能表322

5.9 TOU表及TOU系统322

5.10电力负荷投切控制系统323

6自动抄表系统323

6.1自动抄表系统的构成323

6.2自动抄表系统的通信方式323

6.3典型的自动抄表系统324

6.4服务于自动抄表系统构建的新技术326

第5章 电测量仪器仪表及其检定装置327

1模拟式电测量仪表327

1.1模拟式电测量仪表分类327

1.2安装式电测量模拟仪表327

1.3万用表、钳形表和绝缘电阻表328

1.4实验室用模拟式电测量仪表329

1.5电量变送器329

1.6其他模拟式电测量仪表330

2电子示波器330

2.1通用电子示波器的工作原理和组成330

2.2电子示波器的多波形显示331

2.3电子示波器的选择原则及功能扩展331

3互感器332

3.1电磁式仪用电压互感器332

3.2电磁式仪用电流互感器333

3.3电子式互感器334

4分流器和分压器336

4.1分流器336

4.2分压器336

5电测量仪表检定装置337

5.1电测量仪表检定装置的定义和分类337

5.2电测量仪表检定装置的原理结构337

5.3直流和交流电测量仪表检定装置338

5.4电量变送器检定装置338

5.5互感器检定仪339

5.6电能表检定装置341

第6章 电工较量仪器和记录仪表345

1电工较量仪器345

1.1直流电位差计345

1.2交流电位差计345

1.3直流电桥346

1.4交流电桥346

2不平衡电桥349

2.1不平衡电桥的工作原理349

2.2不平衡电桥的特性和应用范围349

3电工记录仪表349

3.1电工记录仪表的基本特性349

3.2记录介质的驱动机构和固定机构350

3.3自动平衡式记录仪351

3.4笔式记录仪351

3.5光线示波器352

3.6数字模拟混合记录仪353

3.7全数字式记录仪表354

第7章 信号发生器和标准源355

1信号发生器和标准源的定义及分类355

2信号发生器和标准源的主要技术指标356

2.1正弦信号发生器的主要技术指标356

2.2脉冲信号发生器的主要技术指标356

2.3标准源的主要技术指标356

3正弦信号发生器356

3.1波段式正弦信号发生器356

3.2差频式正弦信号发生器357

3.3频率合成式正弦信号发生器357

4脉冲信号发生器358

4.1矩形脉冲信号发生器358

4.2函数信号发生器359

5任意波形信号发生器359

6标准源359

6.1直流标准电压源359

6.2可程控交流标准电压源360

6.3可程控标准电流源360

第8章 数字式电测量仪器仪表及应用362

1数字式仪器仪表和数字化测量的特点362

2电子计数器362

2.1电子计数器的基本原理及性能362

2.2电子计数器的主要功能362

2.3集成化电子计数器363

2.4数字频率计364

3数字电压表364

3.1直流数字电压表的原理结构364

3.2数字电压表的主要技术特性364

3.3数字电压表的工作原理364

4数字电阻表365

5数字万用表365

5.1数字万用表的构成原理365

5.2数字万用表的主要特点365

5.3数字万用表的测量准确度367

6数字功率表367

6.1电子式数字功率表367

6.2热电式数字功率表367

6.3采样计算式数字功率表367

7数字频谱分析仪367

7.1数字频谱分析仪的工作原理367

7.2数字频谱分析仪在电力谐波分析中的应用367

8数字示波器368

8.1数字示波器的工作原理及构成368

8.2数字示波器的主要性能及应用368

9取样示波器369

10万用示波表369

10.1万用示波表的定义和特点369

10.2万用示波表举例369

11数字闪变仪370

11.1 UIE数字闪变仪370

11.2 VFF-1型数字闪变仪370

第9章 微机化仪器及应用372

1智能仪器及应用372

1.1智能仪器的基本概念372

1.2智能仪器的历史沿革372

1.3智能仪器的主要功能373

1.4智能仪器设计实例373

2虚拟仪器及应用374

2.1虚拟仪器的基本概念374

2.2虚拟仪器的硬件系统374

2.3虚拟仪器的软件系统378

2.4虚拟仪器的互换性与互操作性381

2.5几种虚拟仪器系统的特点383

3基于虚拟仪器的现代测试系统384

3.1传感器384

3.2信号调理器和数据采集器384

3.3接口电路384

3.4计算机硬件平台384

3.5功能软件384

4网络化仪器385

4.1网络的基本概念385

4.2网络化仪器的定义387

4.3网络化仪器的几个实例387

4.4网络化仪器的实现方法387

4.5网络化虚拟仪器388

5仪器设备网格390

5.1网格基础390

5.2仪器设备网格及应用390

5.3仪器设备网格的构建模式和原则391

5.4仪器设备网格的关键技术392

第10章 磁测量394

1磁测量的基本概念394

1.1磁测量的对象394

1.2磁测量方法分类394

1.3磁测量的特点395

1.4磁测量的发展趋势395

2磁场测量395

2.1电磁感应法395

2.2电磁效应法396

2.3磁饱和法396

2.4磁共振法397

2.5超导效应法398

2.6磁光效应法398

3静态磁特性测量399

3.1静态磁特性测量的一般问题399

3.2冲击检流计法399

3.3电子积分法400

3.4振动样品法400

4动态磁特性测量400

4.1动态磁特性测量的一般问题400

4.2磁化曲线的测量400

4.3磁滞回线的测量401

4.4铁损耗的测量401

5高频磁特性测量402

5.1 Q表法402

5.2电桥法402

第11章 非电量的电测量403

1非电量电测量的基本概念403

1.1非电量电测量的定义和分类403

1.2非电量电测量的特点404

1.3非电量电测量技术的发展趋势404

2位移和厚度的电测量404

2.1线位移和角位移的电测量404

2.2厚度的电测量405

3物位的电测量406

4速度和转速的电测量406

4.1速度的电测量406

4.2转速的电测量407

5加速度和振动的电测量407

5.1常用的振动量测量方法407

5.2传感器的选用408

6力、压力和转矩的电测量408

6.1力的电测量408

6.2压力的电测量409

6.3转矩的电测量409

7流体流量的电测量410

7.1流体流量计410

7.2质量流量计411

8泄漏的电测量412

9温度和热通量的电测量413

9.1温度的电测量413

9.2热通量的电测量415

10湿度的电测量415

10.1气体湿度的电测量415

10.2固体含水量的电测量416

11噪声的电测量416

11.1噪声416

11.2噪声测量仪416

12气体成分和烟雾的电测量417

12.1气体成分的电测量417

12.2烟雾的电测量417

13缺陷的无损探伤418

13.1无损探伤的基本概念418

13.2超声波探伤418

13.3涡流探伤418

13.4漏磁探伤418

13.5磁记忆检测技术419

14多传感器数据融合419

15智能传感器和网络传感器420

15.1智能传感器420

15.2网络传感器420

16微传感器及其测量应用420

16.1微机械压力传感器420

16.2微加速度传感器421

16.3微机械陀螺421

16.4微流量传感器421

16.5微型磁强计422

16.6微气敏传感器422

17无线传感网络422

参考文献424

第5篇 电工材料基础425

第1章 磁性材料427

1物质磁性基础427

1.1物质磁现象及基本磁参量427

1.2物质磁性的分类427

1.3磁性物质的基本现象428

2磁性材料中的互作用428

2.1磁性体中的能量428

2.2交换作用能、外磁场能和退磁场能429

2.3磁晶各向异性能429

2.4磁致伸缩——磁弹性能和应力能430

3自发磁化的微观理论431

3.1交换作用能431

3.2超交换作用431

3.3 RKKY交换作用理论432

4磁性材料中的磁畴与磁滞432

4.1磁畴432

4.2磁化和反磁化434

4.3动态磁化过程、复磁导率和磁损耗435

4.4不同磁性材料的磁滞曲线436

4.5材料的磁性能指标436

5材料的旋磁性与磁共振437

5.1旋磁性437

5.2铁磁共振437

6磁电阻439

6.1概述439

6.2关于电子自旋的一些基本性质439

6.3巨磁电阻材料440

6.4庞磁电阻442

7磁性测量443

7.1磁性测量的基准和方法443

7.2磁场的测量443

7.3磁性材料直流磁特性的测量444

7.4永磁材料磁特性的测量445

7.5 M-H曲线的测量445

7.6振动样品磁强计（VSM）446

7.7磁性材料本征特性的测量446

7.8磁性材料交流磁特性的测量448

7.9微波频率下旋磁材料物理量的测量449

第2章 绝缘材料450

1电介质的极化450

1.1电介质的极化过程和极化强度450

1.2电介质极化的宏观参数及其与微观参数的关系450

1.3电介质极化的基本形式及其微观机理451

1.4电介质的有效电场及介电常数452

2交变电场下的电介质损耗453

2.1概述453

2.2交变电场下电介质的损耗454

2.3复介电常数与柯尔—柯尔图455

2.4气体电介质的损耗456

2.5液体电介质的损耗456

2.6固体电介质的损耗456

2.7不均匀电介质的界面极化和损耗457

3电介质的电导458

3.1概述458

3.2气体电介质的电导458

3.3液体电介质的电导459

3.4固体电介质的电导460

3.5固体电介质的表面电导461

4电介质的击穿462

4.1气体电介质的击穿462

4.2液体电介质的击穿466

4.3固体电介质的击穿466

5绝缘材料电性能测试469

5.1试样469

5.2绝缘电阻和电阻率的测量469

5.3相对介电常数和介质损耗角正切的测量470

5.4介电强度的测量473

5.5空间电荷测试方法475

第3章 驻极体材料477

1驻极体材料的基本物理原理477

1.1驻极体的定义477

1.2驻极体的电场477

1.3电场力和电流478

1.4驻极体的微观描述478

1.5零电场面479

2驻极体的制备方法480

2.1热极化480

2.2电荷注入480

2.3光致极化481

3驻极体的实验研究方法481

3.1电荷密度的测量481

3.2电荷分布的测量482

3.3陷阱能级的测量（热刺激放电TSDC）484

4驻极体的电荷动态特性与电荷储存特性485

4.1电荷的储存485

4.2极性驻极体的热退极化理论486

4.3非极性驻极体的热刺激放电理论487

4.4电荷的输运特性与再捕获效应487

5主要驻极体材料的特性487

5.1无机驻极体487

5.2有机驻极体488

5.3压电与铁电驻极体491

5.4热释电驻极体492

5.5多孔驻极体493

5.6陶瓷驻极体494

5.7非线性光学驻极体494

5.8生物驻极体495

6驻极体的应用496

6.1声电（电声）传感器496

6.2静电复印498

6.3空气过滤器498

6.4驻极体电动机498

6.5驻极体继电器498

第4章 纳米介质499

1纳米复合电介质的结构特征499

1.1引言499

1.2纳米微粒与纳米结构材料的基本物理效应499

1.3微纳米高聚物复合物的结构与性能499

1.4微纳米高聚物复合物材料的研究现状及发展趋势502

1.5如何去发现纳米复合材料中的量子（波）效应502

2聚合物基纳米复合材料的制备方法503

2.1分散法503

2.2插层法504

2.3原位复合法505

3纳米复合电介质的结构表征与性能测量技术506

4纳米复合电介质的电性能507

4.1击穿性能507

4.2耐电晕性508

4.3介电常数和介质损耗角正切508

4.4电导电流特性509

4.5热激电流特性510

4.6电致发光特性510

5结束语510

第5章 铁电体材料511

1铁电体材料的分类511

1.1按晶体结构分类511

1.2按材料形态分类514

2铁电材料的主要性质515

2.1铁电性515

2.2压电性能515

2.3高介电性516

2.4电致伸缩516

2.5热释电效应516

2.6电光效应517

2.7铁电体的相变特性517

3铁电材料的基本应用518

3.1压电传感器/换能器518

3.2铁电存储器521

3.3电力开关器件522

3.4热释电器件522

4铁电材料的其他应用522

4.1铁电阴极522

4.2爆电换能电源523

4.3反铁电电容器524

参考文献526

第6篇 高电压技术基础529

第1章 高压电场理论及算法531

1概述531

2高压电场的基本理论及典型电场计算公式531

2.1静电场的基本方程531

2.2典型电场的计算公式531

2.3常见典型电极最大场强的近似计算532

2.4电场的不均匀系数532

3高压电场的解析计算法532

3.1库仑定律和高斯定理532

3.2镜像法和电轴法533

3.3保角变换法533

3.4坐标变换法533

4高压电场的数值计算法533

4.1差分法533

4.2有限元法534

4.3模拟电荷法534

4.4表面电荷法535

5高压静电场的实测和模拟536

5.1小球法536

5.2电解槽法536

5.3导电纸法538

第2章 电介质的基础理论539

1概述539

2原子结构及量子化模型539

2.1卢瑟福的核式结构模型539

2.2原子结构的古典量子论539

2.3原子结构的量子力学论概要540

3原子间作用力和分子的形成541

4电介质的宏观热力学特性541

4.1热力学概要541

4.2统计力学概要541

5气体的物理性能和状态方程542

5.1理想气体状态方程542

5.2气体的物理参数542

6固体电介质的结构与能带模型543

6.1固体电介质的结构543

6.2晶格缺陷与热振动543

6.3固体电介质的电子论和能带543

7液体电介质的分子结构与物理性质544

7.1液体电介质的分子结构544

7.2液体的表面张力544

7.3液体的黏滞度545

8高分子电介质的分子结构和理化性质545

8.1高分子的生成545

8.2高分子的形态和性能545

8.3高聚物内的分子运动546

第3章 高电压下绝缘介质的性能547

1概述547

2电极间有绝缘介质时储存电荷的机理547

2.1电介质的电导547

2.2电介质的极化548

2.3电介质的损耗550

3高电压下气体介质的性能553

3.1气体放电的主要形式553

3.2强电场下气体中载流子行为554

3.3气体放电的基本理论555

3.4放电时延与脉冲放电558

3.5雷电放电的形成及表征559

4高电压下液体介质的性能559

4.1纯净液体介质的击穿理论559

4.2工程用液体介质的击穿过程及其特点560

4.3变压器油击穿电压的影响因素及其提高的方法561

5高电压下固体介质的性能562

5.1固体介质的击穿理论562

5.2影响固体介质击穿电压的主要因素564

6高电压下复合绝缘的性能564

6.1复合介质的击穿564

6.2局部放电566

6.3沿面放电566

第4章 高电压的产生与测量技术568

1交流高电压的产生及测量568

1.1交流高电压的产生568

1.2交流高电压的测量570

2冲击电压的产生及测量572

2.1冲击电压的产生572

2.2冲击电压的测量574

3直流高电压的产生及测量576

3.1直流高电压的产生576

3.2直流高电压的测量577

4冲击电流的产生及测量578

4.1冲击电流的产生578

4.2冲击电流的测量579

第5章 高压电气设备的绝缘581

1绝缘子和套管的绝缘581

1.1绝缘子581

1.2套管582

2变压器的绝缘583

2.1变压器绝缘结构及要求583

2.2油间隙中固体绝缘材料的作用585

2.3变压器的主绝缘585

2.4变压器的纵绝缘585

3电缆和电容器的绝缘585

3.1电缆585

3.2电容器588

4电流互感器的绝缘589

4.1电流互感器绝缘的基本结构589

4.2干式、树脂浇注式电流互感器589

4.3油浸式电流互感器589

5高压断路器的绝缘589

6高压电机的绝缘590

6.1高压电机常用的绝缘结构590

6.2高压电机中的电场分布及防电晕措施591

7气体绝缘电气设备592

第6章 线路和绕组中的波过程593

1线路中的波过程593

1.1线路中波过程的产生593

1.2均匀无损导线中的波过程593

1.3波的折射、反射与衰减、变形594

1.4通过并联电容与串联电感的波过程595

2绕组中的波过程596

2.1绕组中波过程的产生596

2.2变压器绕组的波过程596

2.3变压器绕组之间的波过程597

2.4旋转电机绕组中的波过程598

第7章 雷电过电压及其防护599

1雷电过电压599

1.1雷电现象599

1.2雷电过电压的形成599

1.3标准雷电波形600

2雷电及防雷装置601

2.1雷电参数601

2.2防雷保护的基本措施602

3输电线路的雷电过电压及保护604

3.1感应过电压605

3.2雷击导线过电压605

3.3雷击塔顶过电压605

3.4雷击跳闸率606

4发电厂、变电站的雷电过电压及保护606

4.1直击雷过电压防护606

4.2侵入波过电压防护606

4.3气体绝缘变电站（GIS）的过电压防护607

第8章 内部过电压及其保护608

1内部过电压608

2电力系统暂时过电压及保护608

2.1电力系统工频电压升高608

2.2电力系统谐振过电压610

3电力系统操作过电压及保护613

3.1合空载线路过电压614

3.2切除空载线路过电压615

3.3切除空载变压器过电压615

3.4操作过电压的限制措施616

第9章 超特高压交直流架空线路的电气强度特性618

1概述618

2在污秽和湿润条件下线路悬式绝缘子的电气特性618

2.1污秽放电模型618

2.2污秽绝缘的造型分析619

3过电压作用下档距中空气间隙的电气强度621

3.1操作过电压的波形参数621

3.2气象条件对长间隙放电电压的影响622

3.3导线对地空气间隙的电气强度622

3.4导线对地的放电发展过程分析623

3.5导线间空气间隙放电电压624

4在工作电压和过电压作用下杆塔空气间隙的电气强度625

4.1放电电压与间隙长度的关系625

4.2放电电压与导线结构的关系626

4.3塔头对间隙放电电压的影响626

第10章 超特高压交直流变电站（换流站）绝缘结构628

1概述628

2变电站（换流站）空气间隙选择629

2.1变电站空气间隙选择629

2.2换流站空气间隙选择630

3变电站（换流站）过电压保护630

4变电站（换流站）电气设备的电气强度631

4.1变电站电气设备的电气强度631

4.2换流站电气设备的电气强度631

第11章 绝缘设计和绝缘配合633

1概述633

2绝缘配合的原则和方法633

2.1绝缘配合的原则633

2.2绝缘配合的基本方法634

3交流系统的绝缘配合635

3.1雷电过电压下的绝缘配合635

3.2操作过电压下的绝缘配合635

3.3工频绝缘水平的确定636

3.4长时间工频高压试验636

3.5架空输电线路绝缘水平的确定636

3.6交流特高压电网的绝缘和绝缘配合638

4直流系统的绝缘配合640

4.1特殊气候环境对超高压、特高压直流输电绝缘子特性的影响640

4.2高海拔地区长空气间隙放电特性642

4.3换流站外绝缘问题643

4.4外绝缘选择方法643

第12章 绝缘评估及其特性试验方法645

1概述645

2绝缘电阻的测量645

2.1多层介质的吸收现象645

2.2绝缘电阻和吸收比测量646

3泄漏电流的测量647

4介质损耗的测量648

4.1 tanδ测量原理648

4.2西林电桥的工作原理648

4.3外界电磁场对电桥的干扰649

4.4影响tanδ测量结果的因素650

5局部放电的测量651

5.1直接法651

5.2平衡法651

5.3超声波法652

6绝缘油的色谱分析652

6.1色谱仪基本工作原理及流程652

6.2色谱分析取油样的技术要求653

7绝缘评估与寿命预测653

7.1电力设备绝缘特征量检测653

7.2绝缘寿命评估653

参考文献655

第7篇 脉冲功率技术基础657

第1章 概述659

1脉冲功率技术的内涵与特点659

1.1脉冲功率技术的内涵659

1.2脉冲功率技术的主要特点659

2脉冲功率装置659

2.1脉冲功率装置的基本构成659

2.2初级储能和脉冲产生系统660

2.3脉冲储能、压缩和传输系统661

2.4负载系统663

2.5脉冲功率装置中的器件664

3脉冲功率技术应用简介664

3.1核辐射模拟664

3.2惯性约束聚变（ICF）665

3.3闪光照相666

3.4高功率微波666

3.5高功率激光666

3.6材料科学及其他领域667

第2章 初级储能与纳秒脉冲的获取668

1高储能密度电容器组668

1.1脉冲电容器的比特性668

1.2脉冲电容器的两种基本结构型式668

1.3金属化膜脉冲电容器669

1.4电容器组及应用实例669

2马克斯发生器669

2.1线路和结构特点669

2.2充放电过程670

2.3参数估算及测量670

2.4应用实例671

3特斯拉变压器672

3.1特斯拉变压器的工作原理和特性672

3.2特斯拉变压器物理参数计算673

3.3紧凑特斯拉型高压纳秒脉冲源675

4直线型脉冲变压器675

4.1工作原理和等效电路675

4.2电磁参数676

4.3磁心方程677

4.4耦合系数677

4.5应用实例677

5爆磁压缩脉冲发生器678

5.1组成与工作原理678

5.2等效电路678

5.3主要分类679

5.4应用实例679

6电容储能型纳秒脉冲产生器680

6.1基本原理680

6.2倍压传输线680

6.3传输线的充电681

6.4传输线的介质681

6.5应用实例682

7电感储能型纳秒脉冲产生器682

7.1等效电路682

7.2应用实例683

8感应电压叠加器684

8.1工作原理684

8.2设计要点684

8.3应用实例685

9真空磁绝缘传输线686

10脉冲电压作用下的绝缘特性687

10.1气体电介质击穿特性687

10.2液体电介质的击穿特性688

10.3固体电介质的击穿特性688

10.4真空中的沿面闪络689

第3章 脉冲功率开关技术690

1开关分类及其特征参数690

1.1开关分类690

1.2开关的特征参数690

2高压气体介质开关692

2.1工作原理692

2.2设计要素692

2.3气体开关特性693

2.4气体开关试验695

3低气压气体开关695

3.1氢闸流管695

3.2伪火花开关696

3.3真空触发开关696

4液体介质开关697

4.1液体开关工作原理697

4.2液体介质开关的结构697

4.3液体开关的电路模型697

4.4应用实例697

5固体介质开关及介质表面放电开关699

5.1固体介质开关699

5.2介质表面放电开关699

6电爆炸导体断路开关699

6.1工作原理699

6.2影响开关性能的因素700

6.3应用实例700

7等离子体断路开关701

7.1开关结构与工作原理701

7.2 POS的理论模型701

7.3 POS的脉冲等离子体源702

7.4应用实例702

8磁开关703

8.1工作原理703

8.2磁开关复位与损耗704

8.3应用实例704

9半导体开关704

9.1反向触发双极晶闸管704

9.2半导体断路开关706

9.3延迟导通二极管707

9.4光导开关708

第4章 脉冲功率负载技术710

1高功率粒子束产生的物理基础710

1.1阴极等离子体的形成与发展710

1.2常用阴极材料性能特点710

1.3高功率二极管中的电子流711

1.4高功率二极管的离子流711

1.5二极管阴阳极等离子体运动对束流特性的影响711

2大面积电子束二极管712

2.1大面积电子束的产生712

2.2外加轴向磁场712

2.3大面积电子束二极管中的阳极712

2.4应用实例713

3聚焦型电子束二极管713

3.1强流箍缩电子束二极管713

3.2箍缩聚焦二极管713

3.3毫米级小焦斑聚焦二极管714

4同轴二极管715

4.1同轴二极管的一般结构715

4.2同轴二极管在常用参数下的阻抗特性715

4.3同轴二极管中均匀电子束的产生715

4.4同轴二极管的应用715

5离子束二极管716

5.1自箍缩离子束二极管716

5.2磁绝缘离子束二极管717

5.3反射三极管717

5.4高功率离子束的传输技术718

6快Z箍缩和等离子体焦点718

6.1快Z箍缩的基本物理过程718

6.2影响Z箍缩辐射的主要参数719

6.3 Z箍缩负载设计722

6.4等离子体焦点723

第5章 纳秒电脉冲测量技术725

1纳秒脉冲电压、电流测量725

1.1脉冲电压测量725

1.2脉冲电流测量725

1.3应用实例726

2纳秒脉冲电子束测量727

2.1法拉第筒与法拉第筒阵列727

2.2全吸收量热计及其阵列727

2.3薄片量热计阵列728

2.4针孔照像729

2.5电子束发射度测量729

3纳秒脉冲离子束测量729

3.1束流强度及均匀性测量729

3.2能谱测量729

3.3能量密度测量730

4纳秒脉冲电场、磁场测量730

4.1纳秒脉冲电场、磁场测量的特点和要求730

4.2纳秒脉冲电场测量技术730

4.3纳秒脉冲磁场测量技术732

4.4纳秒脉冲电磁场测量中的信号调理733

5纳秒脉冲信号传输与记录系统733

5.1电缆传输系统733

5.2光纤传输系统734

5.3记录设备735

6测量系统的标定技术735

6.1高压快沿方波脉冲标定源735

6.2馈送快沿电压、电流脉冲的方法735

6.3标定规范736

6.4纳秒电磁场测量系统的标定技术736

参考文献738

第8篇 电气安全技术基础741

第1章 静电及其防护743

1静电的产生及危害743

1.1静电的产生及物理特性743

1.2静电带电材料743

1.3静电的利用与危害744

1.4静电危害的形成及作用机理744

1.5静电放电失效分析744

1.6静电的潜在性失效744

2静电放电模型及模拟745

2.1静电放电模型及人体静电放电模型745

2.2静电放电产生的电磁场747

2.3静电发生器、模拟器748

3静电测试748

3.1静电基本参量的测试748

3.2人体静电参数测试749

3.3静电感度测试749

3.4 ESD敏感度测试750

4静电防护技术750

4.1静电防护用品750

4.2防静电包装751

4.3防静电器材752

4.4人体静电防护753

4.5防静电接地753

4.6静电的电磁兼容设计753

5静电放电应用753

5.1电除尘753

5.2静电喷雾喷漆754

第2章 人身电气安全756

1人体允许电流756

1.1人体的允许电流极限756

1.2多次电击及快速切除故障758

1.3直流对人体允许电流的影响758

1.4频率对人体允许耐受电流的影响758

2人体的电阻759

3人体电击时的等效电路760

3.1通过人体的电流路径760

3.2电击事故的主要类型760

3.3电击时的等效电路模型761

4人体安全电压及容许电位差761

4.1人体安全电压761

4.2人体允许电位差762

4.3大地表层土壤电阻率对安全的影响762

5电流对人体的伤害764

5.1触电的种类764

5.2电流作用机理764

6触电急救765

6.1抢救及时765

6.2正确的急救方法765

第3章 设备的电气安全766

1设备的绝缘破坏766

1.1绝缘破坏766

1.2绝缘性能指标769

2电气安全距离770

2.1线路的安全距离770

2.2变配电设备的间距773

3电气设备的接地和保护接零775

3.1概述775

3.2接地方式和特点776

3.3接地系统的构成777

3.4接地系统的安装778

3.5接地装置设计条件779

3.6降低接地电阻的施工方法779

4漏电保护779

4.1剩余电流动作保护器的原理779

4.2剩余电流动作保护器的分类780

4.3剩余电流动作保护器的参数780

4.4剩余电流动作保护器的选用781

4.5剩余电流动作保护器的安装781

4.6剩余电流动作保护器的拒动和误动782

5用电设备安全783

5.1用电设备环境条件783

5.2用电设备防护等级783

5.3特殊环境对电气设备的要求784

第4章 电气防火防爆