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第1章 電學概論
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第4章 直流迴路
第3章 串並聯電路
第6章 電感與電磁
第2章 電阻
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1-1 電的特性
1-1-1 原子理論
將分子以化學方法分解,使其失去原來物質特性之最小微粒者稱為原子(atom)。
圖1-1-1 原子構造圖
n代表層數,即K=1,L=2,M=3,N=4。
圖1-1-2 矽、鍺、銅之原子構造圖
表1-1-1 電子、質子、中子三者之電荷量及質量
1-1-2 導體、絕緣體及半導體
一般金屬材料其價電子數=1,可視為優良的導電材料。 一般非金屬材料如雲母、玻璃、橡膠等,其化合後之價電子數=8,自由電子甚少,不易導電,可作為良好的絕緣體材料。 有些材料如矽(Si)、鍺(Ge)等其價電子數=4,其導電性介於導體與絕緣體間,適合做半導體材料。
1-1-3 正離子及負離子
失去電子之原子呈現出帶正電荷,稱為陽離子(cation)或正離子。 若原子獲得其他鄰近原子釋放出之電子,則此原子呈現出帶負電荷,稱為陰離子(anion)或負離子。
圖1-1-3 陽離子與陰離子之形成程序
圖1-1-3 陽離子與陰離子之形成程序(續)
1-2 單位
表1-2-1 電學常用之國際單位系統(SI制)
表1-2-2 字首之十進數值表
1-3 能量
表1-3-1 能量之轉換
W:功、能量
1-4 電荷
1-4-1 靜電荷
圖1-4-1 兩根均為正電荷之玻璃棒互相排斥現象
圖1-4-2 分別帶正負電荷之玻璃棒與塑膠棒相吸現象
1-4-2 靜電感應
將帶正電荷的玻璃棒靠近金屬棒,則在靠近玻璃棒的一端感應出負電荷;而另一端感應出正電荷。此種使導體正負電荷產生暫時分離的現象,稱為靜電感應。
圖1-4-3 靜電感應
1-4-3 感應起電
利用靜電感應的方法使導體帶電,稱為感應起電。
圖1-4-4 感應起電
圖1-4-4 感應起電(續)
1-5 電壓
1-5-1 電位及電位差
圖1-5-1 水由高處流向低處
圖1-5-2 電流由高電位流向低電位
圖1-5-3 水位及水位差圖解
1-5-2 電動勢及電壓降
圖1-5-5 水位與水流之關係
圖1-5-6 電池之外形及符號
圖1-5-7 電壓之定義說明
V:電壓,W:功,Q:電荷
圖1-5-8 電動勢及電壓降說明圖
1-6 電流
圖1-6-1 自由電子在銅導體內自由運動
圖1-6-2 導體內電子移動方向及電流方向圖
電流值:在單位時間內,通過導體截面積之電荷量
1-7 功率及效率
1-7-1 功率
運用能量即可做功,而單位時間所做的功或消耗的能量,稱為電功率(electrical power),代號為P,單位為瓦特(W)。而1瓦特表示每秒做1焦耳的功。
圖1-7-1 1瓦特之說明圖
圖1-7-2 1馬力的定義
1-7-2 電能
在電路中,若兩點間之電位差為V 伏特,則將Q 庫侖之電荷自一點移至另一點所做的功,稱為電能,以W 表示,單位為焦耳。
圖1-7-3 系統的能量轉換
1-7-3 效率
任何形式之系統,可將輸入之能量轉換成有用的工作能量的能力稱為「效率」(efficiency),代號為η,故效率可定義為輸出能量對輸入能量之比值,並以百分率來表示。
圖1-7-4 串接系統圖
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