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大学电子信息工程专业英语翻译2.1.doc

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电路系统与设计2.1 电路和系统1.基础概念电荷和导电性在 Bohr 的原子理论中(以 Niels Bohr 命名,1885-1962 ) ,电子围绕着质子和种子运动。在相反极性电子和质子的电荷之间的吸引力使得原子连在一起。具有同种电荷的粒子将会相互排斥。电荷的测量值是库伦。一个单独的电子或质子的电荷远小于一库伦,一个电子是—1.6×1(-19)库伦,一个质子是 1.6×10(-19 )库伦。自然表明,只有一个质子的电荷和电子是反极性的。这里没有固有的负极电子,只是很容易被称为正极的和质子负极的。原子不同形态的电子有不同程度的自由度。一些材料的形态,例如金属,最外层的电子受到很弱的约束使得它们能够在室温热能量的影响下载原子空间中自由运动。因为这些事实上不受约束的电子式可以在自身的原子中自由运动的,也可以漂浮在临近的原子周围的空间中,它们常被称为自由电子。在其他一些形态的材料中如玻璃,它的原子的电子几乎不能自由移动。当外部的力量如物理摩擦时,能够强迫一些电子离开它们自身的原子,移动到其他物质的原子中,它们在材料的原子中不能很容易的移动。这些在材料中电子的移动性的关系被认为是电子的导电性。导电性决定于材料中原子的形态(每个原子核的栀子数,决定他的化学特性。 )和原子是怎样与另一个原子连接在一起的。有高度灵活电子的材料(许多自由电子)被称为导体,而有很少灵活电子的材料(几乎或是 没有自由电子)的材料被称为绝缘体。必须知道,一些物质的化学特性将在不同环境下改变。例如,玻璃在室温下是一个非常好的绝缘体,但当把它加热到相当高的温度时它就变成一个导体。气体如空气,常态下是绝缘体,但如果加热到很高的温度也会变成导体。大部分金属被加热时导电性能会下降,而被冷制的时候导电性能会更好。许多导体材料在极低温的情况下会成为完美的导体(这被称为超导) 。通常导体里的自由电子是随机运动的,没有确定的方向或速度,但是仙子受力后可能沿相同的方向通过导体。这种同一形式的电子运动我们成为电流,或是电流。就像是水流过空管,电子也能在导体的原子中流动。导体可能在是以固体的形式呈现在我们眼中,但是任何组成材料的原子其绝大部分空间是空的!只有存在一个导体材料提供电子流通才能形成电流。如果这个部分被阻塞,那么“流动”就不会发生。电子电路,电压和电流在创建一个导电通路并允许电子自由移动下就形成电流。这个持续移动的自由电子通过导体的电路被称为电流,它常指的是在“流动”的方面,就像是液体流过一个空心管。使电子在电路中流动的力量被称为电压,是衡量单位电子电荷的技术。最常见的势能形式是重力势能。由于地球与地球上的物体之间有势能,提升一个物体就给他势能。质量越大高度越高,所拥有的势能就越大:当我们说一个电路中的电压时,我们就定义电压是电路中一个电子从一个特定的点移动到另一个特定的点而形成的。如果没有涉及到这两点,那么“电压”就没有意义。电压通常用的符号是 V,量值为伏特(符号: V) ,是以 Alessandro Volta(1745-1827 ) 。因为电子具有负电荷,我们需要将电子从高电压向低电压移动以提高它们的势能。任何电压源,包括电池,都具有两个电势点。我们能够通在电池的两端之间提供一个电流流经的路径。使用导线组成的一个回路,将会生成电子沿着这个回路顺时针方向流动,如图 2-1.只要电池持续供电,并且东线没有断开,电子将始终在回路中流动。如果我们将持续的连续在电路中流动的形式比作水流。那么只要电压源以相同的方向持续“流进” ,电子流就会在电路中以相同的方向持续流动。这种单向流动的电子被称为直流,或是 DC。电路还包括有电流方向有回流和向前的:交流电,或叫 AC。但直到现在,我们只涉及到直流电路。因为电流是由单个电子以相同的程度方式沿着导体移动,就像珠子通过导管或是水通过水管,在一个 单回路中所有的电流值是一样的。如果我们观测在一个单回路的导线的横切面计算电子的流量,我们只注意在电路的任何一个部分相同面积的单位时间内流过的准确的电流量,而不考虑一个导体的长度或导体的直径。电流的标志符号是 I。电流测量的基本单位是安培, 1 安培电流的定义为在 1/2 的时间内 1 库伦电荷流过导体任何一点的电流值。其他单位还有毫安(mA)和微安() 。电阻,电容和感应系数当自由电子移动过一个导体时将会遇到摩擦阻力或对于运动的反向阻碍。这个对于电子运动的阻碍运动叫做电阻。多数电路中的电流依赖于移动电子产生的电压值,同时也取决于在电路中阻碍电子流动的电阻。就像电压,与电阻两点间的数值有关,由于这个原因,电压值和电阻常被陈述为在电路中“之间”或“越过”两点。能够做到这种能力的元件叫做电阻。电流流过导体产生电阻取决于材料及尺寸。一些电阻在温度不变的情况下,电流密度和电场直接成正比当温度为常数时服从欧姆定
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