Standard Handbook For Electrical Engineers 16th Edition By H Wayne Beaty and Donald G Fink_opt

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Standard Handbook For Electrical Engineers 16th Edition By H Wayne Beaty and Donald G Fink_opt

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CONTENTS
1.1 THE SI UNITS 1-1
1.2 CGPM BASE QUANTITIES 1-2
1.3 SUPPLEMENTARY SI UNITS 1-3
1.4 DERIVED SI UNITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3
1.5 SI DECIMAL PREFIXES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5
1.6 USAGE OF SI UNITS, SYMBOLS, AND PREFIXES . . . 1-5
1.7 OTHER SI UNITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7
1.8 CGS SYSTEMS OF UNITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8
1.9 PRACTICAL UNITS (ISU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8
1.10 DEFINITIONS OF ELECTRICAL QUANTITIES . . . . . . 1-9
1.11 DEFINITIONS OF QUANTITIES OF
RADIATION AND LIGHT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-13
1.12 LETTER SYMBOLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-15
1.13 GRAPHIC SYMBOLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-26
1.14 PHYSICAL CONSTANTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-26
1.15 NUMERICAL VALUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-32
1.16 CONVERSION FACTORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-32
BIBLIOGRAPHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-56

2.1 ELECTRIC AND MAGNETIC CIRCUITS . . . . . . . . . . . . . . . .2-1
2.1.1 Development of Voltage and Current . . . . . . . . . . . . . . .2-2
2.1.2 Magnetic Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-5
2.1.3 Force Acting on Conductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-7
2.1.4 Components, Properties, and Materials . . . . . . . . . . . . .2-8
2.1.5 Resistors and Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-9
2.1.6 Inductors and Inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-11
2.1.7 Capacitors and Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-12
2.1.8 Power and Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-12
2.1.9 Physical Laws for Electric and Magnetic Circuits . . . .2-13
2.1.10 Electric Energy Sources and Representations . . . . . . . .2-15
2.1.11 Phasor Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-16
2.1.12 AC Power and Energy Considerations . . . . . . . . . . . . .2-18
2.1.13 Controlled Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-20
2.1.14 Methods for Circuit Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-21
2.1.15 General Circuit Analysis Methods . . . . . . . . . . . . . . . .2-23
2.1.16 Electric Energy Distribution in 3-Phase Systems . . . . .2-29
2.1.17 Symmetric Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-31
2.1.18 Additional 3-Phase Topics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-33
2.1.19 Two Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-34
2.1.20 Transient Analysis and Laplace Transforms . . . . . . . . .2-37
2.1.21 Fourier Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-39
2.1.22 The Magnetic Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-42
2.1.23 Hysteresis and Eddy Currents in Iron . . . . . . . . . . . . . .2-45
2.1.24 Inductance Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-48
2.1.25 Skin Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-50
2.1.26 Electrostatics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-52
2.1.27 The Dielectric Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-54
2.1.28 Dielectric Loss and Corona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-56
BIBLIOGRAPHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-57
Internet References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-58
Software References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-58

3.1 ELECTRIC AND MAGNETIC MEASUREMENTS . . . . . . . .3-1
3.1.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-1
3.1.2 Detectors and Galvanometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-4
3.1.3 Continuous EMF Measurements . . . . . . . . . . . . . . . .3-9
3.1.4 Continuous Current Measurements . . . . . . . . . . . . . .3-13
3.1.5 Analog Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-14
3.1.6 DC to AC Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-16
3.1.7 Digital Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-16
3.1.8 Instrument Transformers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-18
3.1.9 Power Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-19
3.1.10 Power-Factor Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-21
3.1.11 Energy Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-22
3.1.12 Electrical Recording Instruments . . . . . . . . . . . . . . .3-27
3.1.13 Resistance Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-29
3.1.14 Inductance Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-38
3.1.15 Capacitance Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-41
3.1.16 Inductive Dividers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-45
3.1.17 Waveform Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-46
3.1.18 Frequency Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-46
3.1.19 Slip Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-48
3.1.20 Magnetic Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-48
3.2 MECHANICAL POWER MEASUREMENTS . . . . . . . . . . .3-51
3.2.1 Torque Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-51
3.2.2 Speed Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-51
3.3 TEMPERATURE MEASUREMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-52
3.4 ELECTRICAL MEASUREMENT OF NONELECTRICAL
QUANTITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-56
3.5 TELEMETERING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-61
3.6 MEASUREMENT ERRORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-64
BIBLIOGRAPHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-66

4.1 CONDUCTOR MATERIALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-2
4.1.1 General Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-2
4.1.2 Metal Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-3
4.1.3 Conductor Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-10
4.1.4 Fusible Metals and Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-25
4.1.5 Miscellaneous Metals and Alloys . . . . . . . . . . . . . . .4-26
4.2 MAGNETIC MATERIALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-27
4.2.1 Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-27
4.2.2 Magnetic Properties and Their Application . . . . . . . .4-35
4.2.3 Types of Magnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-36
4.2.4 “Soft” Magnetic Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-37
4.2.5 Materials for Solid Cores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-37
4.2.6 Carbon Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-37
4.2.7 Materials for Laminated Cores . . . . . . . . . . . . . . . . .4-38
4.2.8 Materials for Special Purposes . . . . . . . . . . . . . . . . .4-40
4.2.9 High-Frequency Materials Applications . . . . . . . . . .4-43
4.2.10 Quench-Hardened Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-45
4.3 INSULATING MATERIALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-46
4.3.1 General Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-46
4.3.2 Insulating Gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-56