单元三稽纳二极体ZD.doc

高一基本電學基礎能力課程 開南商工電機電子群教學研究會 單元一 能量、電荷、電壓、電流、功率 單元能力目標 評量標準及配分 能瞭解乘冪表示法 能瞭解原子結構 能瞭解電壓的特性 能瞭解電流的特性 能瞭解電流與電荷密度特性 能瞭解電功率的特性 能瞭解能量的特性 能瞭解效率的特性 1.能瞭解乘冪換算(10%) 2.能孰記原子結構(10%) 3.能計算電壓 (15%) 4.能計算電流 (15%) 5.能計算電流與電荷密度 (10%) 6.能計算電功率 (15%) 7.能瞭解能量的各種單位及計算度電(15%) 8.能計算系統效率(10%) 一、重點整理 1.常用的次冪符號： 10的乘冪 符 號 英 文 中 文 1012 T tera 兆 109 G giga 十億 106 M mega 百萬 103 k kilo 千 10-3 m milli 毫 10-6 μ micro 微 10-9 n nano 毫微(奈) 10-12 p pico 微微 2.原子結構 (1)原子結構：任何物質的原子皆由質子、中子及電子組成。原子構造在中央部分者為原子核，核中包含質子與中子，核外有電子環繞原子核運轉，原子中質子數與電子數相等，且等於該元素之原子序數，核內質子數與中子數之和等於該原子之原子量。在最外層軌道上的電子稱為價電子。 ` (2)電的基本單位為庫倫 (Coulombs，C) (3)質子、中子及電子之質量與所帶之電量之比較 質量(kg) 電量(庫倫) 質子 1.6729×10–27 ＋1.602×10–19 中子 1.6751×10–27 0 電子 9.11×10–31 －1.602×10–19 註：質子的質量約為電子質量的1840倍 (4)庫倫電量含有6.25×1018個電子。 (5)導電性(區分：導體、絕緣體、半導體) (a)導體：(1)自由電子易自一原子移到其他原子的物體。 (2)原子最外層電子數少於4，即易失去電子者。 (3)電阻小於10-6Ω/cm3者。 (4)金屬、酸鹼鹽之溶液及游離的氣體均為導體。 (5)電的最良導體為銀，其次為銅、鋁及其他金屬，再次為碳、濕土、人體等。 (b)絕緣體：(1)不含有自由電子的物體。 (2)原子最外層電子數多於4，即不易失去電子者。 (3)電阻大於1018Ω/cm3者。 (4)最良絕緣體為乾燥空氣，其次為石英晶體、玻璃、白蠟、瓷、油、棉紗等。 (c)半導體：(1)導電率介於導體與絕緣體之間者。 (2)原子最外層電子數為4，不易失去亦不接受電子者。 (3)電阻為10-1~105Ω/cm3者。 (4)鍺(Ge)、矽(Si)等為半導體。 註：原子均有失去或獲得電子，以使其最外層軌道上電子數湊成8個最穩定狀態之特性，稱為八隅體學說。 (6)自由電子與離子 (a)自由電子：自由電子實際上脫離原子束縛的電子，遊走於眾多原子的最外層軌道之間，並不特定屬於一個特定的原子。 (b)離子：(1)負離子：獲得電子的原子稱為負離子。 (2)正離子：失去電子的原子稱為正離子。 (c)原子為電中性：所有的原子內部的電子數目等於質子數目。 3.電壓 (1)電壓、電動勢、電位、電位差、電壓差的單位都是伏特，只是定義不完全相同。 (2)電動勢：驅使電荷流動且作功的原動力，或是產生電壓差或是電位差的力量。通常是指電源如電池、發電機等，將正電荷從低電位推向高電位。英文為electromotive force，簡稱為emf。 (3)電壓降：電流流過電阻必定產生電壓下降。 (4)零電位：通常是指接地電位。 (5)電位差：通常表示A、B兩點的電位差(電壓差)為VAB=VA－VB。 (6)重力場：物體從空中落下是為釋放能量，位能減少，而由地面提升到空中是獲得能量，位能提升。 電力場：電子會自然會由低電位到高電位是釋放能量，而電子要由高電位到低電位須用外力，使其能量提升。 (7)；將Q庫倫電荷自b點移到a點所作的功為Wab焦耳，則a、b兩點間的電位差為Vab。(Vab表示a點對b點的電位差) (8)電的傳導速度接近光速約為3?108公尺/秒，但單一電子的移動速度很慢。 4.電流 (1)正電荷受到電動勢emf的驅使而流動。 (2)正電荷流動的方向為電流的方向。 (3)；I為電流、Q為電荷、t為時間 (4)電流的單位為安培(A)。 (5)實際上，電流是電子流動所造成的；電子流與電流的方向相反，大小相等。 5.電流與電荷密度 (1)電荷密度n是單位體積中的自由電子數目。(電子密度=電荷密度) (2) (電子密度：n 、導線截面積