主题:電子學/典範條目

典範條目

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欧姆定律Ohm's law)是电学基本定律之一,是指同一導體中,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。由德國物理學家格奧爾格·歐姆(G. Ohm)於1827年提出。它說明了電流和電壓與電阻之間的關係。

其中V為电压,适用单位为伏特(volt),I為电流,单位为安培(A),R為电阻,单位为欧姆(Ω)。



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焦耳定律是定量说明传导电流电能转换为热能定律。1841年,英国物理学家詹姆斯·焦耳发现载流导体中产生的热量Q(称为焦耳热)与电流I的平方、导体的电阻R和通电时间t成比例。采用国际单位制,其表达式为:

其中Q热量)、I电流)、R电阻)、t时间)、P热功率)各量的单位依次为焦耳安培欧姆瓦特

焦耳定律是设计电器照明,电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。



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一个750-kΩ的电阻,其外表上的色码标识出了它的电阻值。可以用万用表来验证它的电阻值。

電阻 是物質中阻碍电荷流动的物理量,亦即電阻值,单位为“欧姆”(Ω,Ohm)。

某部分电路所呈現的電阻值大小,等於该部份电路兩端的電壓與流經該部份電路的電流的結果,即

當中 R 為電阻(以歐姆計算)、V 為電壓(以伏特計算)而 I 為電流(以安培計算)。



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圖中顯示的為方形半導體晶體的近拍照片

二極體英文Diode),電子元件當中,一種具有兩個電極的裝置,只允許電流由單一方向流過。許多的使用是應用其整流的功能。而變容二極體Varicap Diode)則用來當作電子式的可調電容器

大部分二極體所具備的電流方向性我們通常稱之為「整流Rectifying)」功能。二極體最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(稱為順向偏壓),反向時阻斷 (稱為逆向偏壓)。因此,二極體可以想成電子版的逆止閥。然而實際上二極體並不會表現出如此完美的開與關的方向性,而是較為複雜的非線性電子特徵-這是由特定類型的二極體技術決定的。二極體使用上除了用做開關的方式之外還有很多其他的功能




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PNP
NPN
雙載子接面電晶體(Bipolar Junction Transistor,又称三極體)根据不同的掺杂方式,在同一晶片上,制造出三个掺杂区域,形成兩個 P-N 接面。

以 NPN 電晶體為例:在雙載子接面電晶體裡,雖然基極內的電洞較多,是多數載子。但是電流的傳遞,主要卻是透過基極裡的少數載子(即電子)來完成的,也因此 BJT 被稱做少數載子元件(minority-carrier devices)。

BJT 於1947年12月在貝爾電話實驗室,在威廉·肖克利的指揮下,由约翰·巴丁沃尔特·豪泽·布喇顿共同發明。



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半导体器件(semiconductor device)導電性介於良導電體絕緣體之間,是利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件。通常,这些半导体材料是砷化镓,可用作整流器、振盪器、發光器、放大器、測光器等器材。




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电磁学物理学的一个分支。電學磁學領域有著緊密關係,廣義的電磁學可以說是包含電學和磁學,但狹義來說是一門探討電性磁性交互關係的學科。 主要研究电磁波电磁场以及有关电荷,带电物体的动力学等等。

电磁学或称电动力学经典电动力学。之所以称为经典,是因为它不包括现代的量子电动力学的内容。电动力学这样一个术语使用并不是非常严格,有时它也用来指电磁学中去除了静电学静磁学后剩下的部分,是指電磁學與力學結合的部分。這個部分處理電磁場對帶電粒子的力學影響。



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電容(或電容量,英語:Capacitance)指的是在給定電位差下的電荷儲藏量;記為C國際單位法拉F)。一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當導體之間有了介質,則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上;造成電荷的累積儲存,最常見的例子就是兩片平行金屬板。

若在二導體上分別帶有+Q 及−Q的電荷,且V表二導體間的電位差,則其電容量為:

所以一法拉(1F)就是伏特的電位差之下可以儲存一庫侖的電荷(1F=1C/V)。

  • 電容的基本公式:

: 電荷量 : A點之電位 : B點之電位




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電感是指線圈磁場中活動時,所能感應到的電流的強度。單位是「亨利」(H)。

法拉第電磁感應定律知道

其中定義電感

法拉第電磁感應定律可表示作

由上可知,一個典型的電感元件中,在其幾何與物理特性都固定的情況下,產生的電壓如下:

是產生的電壓,單位是伏特

是裝置的電感,單位是亨利。

是電流的時變率,單位是安培/




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集成电路英語integrated circuit,也称为 ICmicrocircuitmicrochipsilicon chip、或chip)是一种小型化的电路(主要包括半导体设备,也包括被动元件),制造在半导体晶圓表面上。




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Diagram of Vacuum-Tube Diode

Diode

Diagram of Vacuum-Tube Triode

Triode

真空管英文Vacuum Tube)是一種電子元件,在電路中控制電子的流動。參與工作的電極被封裝在一個真空的容器內(管壁大多為玻璃),因而得名。在中國大陸,真空管則會被稱為「電子管」。在香港和中國廣東地區,真空管有時又會被稱作「膽」。

二十世紀中期前,因半導體尚未普及,基本上當時所有的電子器材均使用真空管,形成了當時對真空管的需求。但在半導體技術的發展普及和平民化下,真空管因成本高、不耐用、體積大、效能低等原因,最後被半導體取代了。但是可以在音響微波爐人造衛星高頻發射機看見真空管的身影。部份戰鬥機為防止核爆造成的電磁脈衝損壞,機上的電子設備亦採用真空管。另外,像是電視機電腦CRT顯示器內的阴极射线管以及X光機X射线管等則是屬於特殊的真空管。




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电池,舊有與狹義上的定義是將本身儲存的化學能轉成電能的裝置,較新與廣義上的定義是指將機械能以外的能量轉成電能的裝置(將機械能轉成電能的裝置叫發電機)。其他名稱有電瓶

電池中一個單元的結構叫做 「Cell」,稱為電池或單電池;內部有多個電池並連或串連的結構叫做「Battery」,稱為電池或電池組。市售一般乾電池其實構造上是「Cell」但英文上習慣稱「Battery」,汽車用铅酸蓄电池則是真正的「Battery」。




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库仑定律(Coulomb's law),法国物理学家查尔斯·库仑1785年发现,因而命名的一条物理学定律。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。因此,电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。庫侖定律闡明,在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比,与电量乘积成正比,作用力的方向在它们的连线上,同号电荷相斥,异号电荷相吸。




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接地型垂直天线(NHK甲府的中波送信所)

天线是一种用来发射接收无线电波——或更广泛来讲——电磁波电子器件。天线应用于广播电视、点对点无线电通信、雷达太空探索等系统。天线通常在空气和外层空间中工作,也可以在下运行,甚至在某些频率下工作于土壤岩石之中。

从物理学上讲,天线是一个或多个导体的组合,由它可因施加的交变电压和相关联交变电流而产生辐射的电磁场,或者可以将它放置在电磁场中,由于场的感应而在天线内部产生交变电流并在其终端产生交变电压。




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半导体激光器

激光是指窄幅频率的光辐射线,通过受激辐射放大和必要的反馈共振,产生准直、单色相干的光束的过程及仪器。基本上,產生激光需要“共振结构”(resonance structure)、“增益介質”(gain medium)及“激發來源”(pumping source)這三個要素。




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放大器電路,或稱电子放大器,能增加訊號的輸出功率。它透過電源取得能量來源,與控制輸出訊號的波形與輸出訊號一致,但具有較大的振幅。依此來講,放大器電路亦可視為可調節的輸出電源。




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兩極(2P) 10A 小型斷路器

斷路器英文Circuit Breaker,簡稱CB),又稱為遮斷器,而香港一般稱為「水氣製」,為一種過電流保護之裝置,可使用於室內配線上使用之總開關與分電流控制開關(ON/OFF POWER),亦可有效的保護電器的重要元件,主要用作短路保護和防止嚴重超載,工業機器上的馬達負載保護也會指定使用斷路器做為保護裝置之一。
在低壓用斷路器,最常見為無熔絲開關,較大型容量之低壓斷路器最常見的是空氣斷路器(Air Circuit Breaker,縮寫ACB)。




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電機工程學,有時又稱電機和電子工程學,是工程學中,關於電子學電磁學方面的研究及應用的一門學科。電機工程學在十九世紀末、電報與電力供應商業化後,始才被視為一個獨立研究領域。電機工程學現亦涵蓋了多個子領域,包括電力工程電子學控制系統訊號處理電信等。

電機工程廣義上涵蓋該領域的分支,但在北美以外的地方,「電機工程」(electrical engineering)一詞的意義有時不包括「電子工程」(electronic engineering)。 當情況作出這區別,則「電機工程」與「電力工程」意義相同,是指和大能量的電力系統(像是電力傳輸、重型電機機械電動機)相關,而「電子工程」則指處理小信號的電子系統(像是計算機積體電路)。另一個區分的方法則是電力工程師著重在利用電力進行能源的傳輸,而電子工程師則是著重在利用電子訊號進行資訊的傳輸。




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