《电子工程概论-第章》-课件设计（公开).pptVIP

* 电子工程概论(第二章 电路元件、电压、电流、电功率) 授课老师：陈仁贤 老师 * 电路组件 图2.1锡氧化膜电阻器 典型的两端组件是电阻器、电容器、电感器及电压源，各有不同的大小形状。组件的个别尺寸，小的如图2.1中的小电阻及图2.2的小电容。大的如图2.3高压电容器，高度超过1呎。 图2.3高压电容器 图2.2陶瓷电容器 * 電荷與電流 电荷单位为库仑（coulomb，缩写C）是纪念法国科学家库仑而命名。 以后将以Q或q作为电荷符号，如下： Q =2库仑 代表一正电荷带有2库仑的电量。使用时大部份Q代表静态或定值的电量 ，而q代表电量随时间改变的瞬间值（instantaneous）。 ＊一個電子帶有約1.6×10-19庫侖的負電荷，也就是1庫侖電荷含有 1÷(1.6×10-19) = 6.25×1018個電子。 一個電子的電量與2庫侖所具有電子數相比較，顯得那麼小，但這數值在 電路應用電量時有一個量的觀念。電荷實際上需要幾十億個電子所組成 ，假設有4毫庫侖的電量，則約等於25仟兆（1015）個電子所帶電量之總和。 庫 侖 * 電荷與電流 电 流 电路最主要供给电荷移动所需的路径，在导体中如不加外力，内部电子将 不规则的从一原子移动到一原子。当加外力时，自由电子将如同水在管中 流动依照定义的方向流动。电荷的移动称为电流。 电流的定义是”电荷的流动率” ，因此如某一段时间t，在导体中某一点所通过的电荷量Q时，则所通过电流定义为： 此處Q為一常數，如果Q隨時間變化而變化，則採q來表示，以獲得對電流正確的度量。 如果Q的單位為庫侖，而t為秒，電流單位為庫侖/秒（C/s），又稱作安培（ampere，縮寫為A），因此1安培＝1庫侖/秒。 (2.1) * 电荷与电流 图2.4同一导体中的电子流和习惯电流 前述中电流为导体中自由电子流动所形成的，因此电路电流是由负电荷移动所组成，此种导体电流称为电子流（electron current）。 在电路分析上一般都想象电流由正电荷移动所组成，这种习惯是导源于富兰克林所做风筝试验，认为电是由正往负方向流动，这种电流与电子流有区别，称之为习惯电流（conventional current）。 电子流是电子在导体中移动所形成的，而习惯电流是正电荷移动所形成的。图2.4说明了这种电流，Ie代表电子流，是从负平面往正平面移动。而习惯电流Ic的方向与Ie方向相反，由正的往负的方向流动。 * 電荷與電流 無論是電子流或是習慣電流，相反方向的電流一定是原來方向的負電流，如圖2.5(a)中所設方向有2安培電流通過，而在2.5(b)中相同的電流，由於方向相反，故電流為-2安培。 圖2.5 相同電流的兩種表示法 直流電： 如圖2.4中所加外力極性保持固定不變，則電流的方向便保持同一方向，若外力大小不變，即電流大小維持定值。電流大小固定者稱為直流（direct current）簡稱為DC，圖2.6(a)為直流電的例子。 * 電荷與電流 圖2.6 (a)直流電流, (b)交流電流 交流電： 電流方向作週期性改變稱為交流電（alternating current）簡稱為AC。此種電流極性連續的改變，大小由零值昇到峰值，再降到零值，爾後從零值依另一方向達到峰值。圖2.6(b)為點型交流電的圖形，圖中由t=0到t=T的圖形連續重複出現，稱為一週期（cycle）。 每秒鐘的週期數稱為頻率（frequency），頻率的單位赫芝（hertz縮寫為Hz），是紀念德國物理學家赫芝而命名的。 * 电压 圖2.7 習慣電壓之極性 前面所示使電流在元件流動的外力稱為電動勢（electromotive force, 縮寫為emf），電動勢供給跨於元件兩端的電壓或電位差（potential difference）使電流流動。 伏特： 如電壓跨接在元件兩端就產生作功，把電荷從元件的一端移動到另一端，電壓的單位為伏特（volt, 縮寫為V），是紀念發明電池的義大利物理學家伏特而命名。 圖2.7為元件標示電壓的方式，代表元件兩端的電壓為V伏特，＋，－表示極性a點比b點電位高，也就是a端高出V伏特之電位。 因為伏特是1庫侖電荷作一焦耳的功，故可定義1伏特是1焦耳/庫侖，即 1伏特 = 1焦耳 / 庫侖 (2.2) * 電壓 圖2.8 等效電壓的兩種表示法 等效電壓表示法： 電壓極性表示法，圖2.8為兩種相同電壓的表示方法。圖2.8(a)中a端點比b端點的電位高+6伏特，而圖2.8