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高頻傳輸基礎電學 一. 電壓 二. 安培 三.交流電(AC) 四. 直流電(dC) 五. 導體電阻 六. 電導 七.歐線定律 八. 克希荷夫電壓定律 九.克希荷夫電流定律 十.重疊定理 十一.戴維寧定理 十二.電容 十三.電感 一. 電壓﹕ (a). 單位﹕伏特. (b). 定義﹕ 在電學里, 位能差稱為電壓. 即分開電荷所需能量由電壓與移動電荷的數量所決定. 若以一焦耳能量移動一庫侖電荷由一點至另一點, 則此兩點之間的電壓為一伏特. W: 能量(焦耳); Q: 電荷(庫侖); V: 電壓(伏特). 二. 安培: (a). 單位: Amp (安培); 庫侖/秒. (b). 定義: 安培是在電路里當一庫侖電荷在一秒內由一點到另一點的電流. Q: 電荷(庫侖); t: 時間(秒); I: 電流(Amp). ? ? ? 三.交流電(AC)﹕ 三.交流電 (AC)﹕交流電的電流方向會循環改變﹐即電荷交互地流向某一方向。 圖例如下: 四. 直流電(dC)﹕ 四. 直流電(dC)﹕直流電路中﹐電壓極性和電流方向是不會改變的。 五. 導體電阻﹕ (a). 單位﹕歐姆 (Ω). (b). 相關因素﹕導體電阻值大小﹐取決于 : ?.材料的種類。 ?.導體的長度。 ?.截面積。 ?.溫度﹐其關系式如下﹕ ?:電阻率(歐姆一米)﹔ e﹕長度(米)﹔ A﹕截面積(平方米)。 五. 導體電阻﹕ 材料電阻率﹕ 金屬 電阻率? 20℃時 銀 1.645x10-8 銅 1.723x10-8 金 2.443x10-8 鋁 2.825x10-8 鐵 12.30x10-8 木材 109~1014 鐵氟龍 1x1016 六. 電導 (Conductance, G)﹕ (a). 單位﹕姆歐。 (b). 定義﹕材料允許電荷流動的能力。大電導表示材料能傳導良好的電流﹔反之低電導表示允許電荷傳導的能力較差。 G: 電導(姆歐). R: 電阻(Ω). 七.歐線定律﹕ 七.歐線定律﹕ 電阻電路中的電流與其所受電壓成正比﹐且與其電阻成反比。 E:電壓(伏特)﹔ R:電阻(歐姆)﹔ I:電流(安培) 八. 克希荷夫電壓定律﹕ 八. 克希荷夫電壓定律﹕ 對于環繞封閉回路的電壓升與電壓降之代數為零﹔或對于環繞封閉回路的電壓升代數和等于電壓降之代數和。 ?E開 = ?V降 (對于封閉回路) ? E-V1-V2-V3=0 V1+V2+V3-E=0 以上為應用于封閉串聯電路的操作很有幫助。 九.克希荷夫電流定律﹕ 九.克希荷夫電流定律﹕ 在封閉并聯電路操作中﹐進入一個節點的電流和等于流出這個節點的電流和。 ?I進入節點 = ?I流出節點 ?In = ?Out 5A +3A = 2A+4A+8A 8A = 8A 十.重疊定理(Superposition theorem)﹕ 十.重疊定理(Superposition theorem)﹕ 流過一個電阻或分枝的總電流﹐或是跨于該電阻或分枝上﹐之總電壓可以由每一個獨立電源所單獨產生的效應相加起來決定。此應用于一個網路中﹐以決定流經電阻的電流或跨過電阻的電壓。 十一.戴維寧定理﹕ 十一.戴維寧定理﹕ 任何一個線性雙向網路均可被簡化成一個雙端點的電路﹐其中包含一個電壓源串聯一個電阻。 應用例(例題A) ﹕ 例題A: 考慮圖(1)的電路﹕ a.決定負載電阻RL的電流。 b.証明重疊定理不可用於功率。 應用例(解例題A1 )﹕ 解例題A ﹕ a.首先我們將電流源移去﹐以一個開路(零安培)來代替﹐如圖(2)﹐然后求解由電壓源造成流過負載電阻RL之電流值。 這個流過RL的 電流可由歐姆 定律來求得﹕ 應用例(解例題A2)﹕ 接下來﹐將電壓源移去并以一個短路(零伏特)來取代﹐如圖(3)﹐然后求解由電流源造成流過RL的電流。 利用電流分流規則可求 得流過RL的電流為﹕ 利用重疊定理﹐可求得最 后流經RL的電流為﹕ 其中的負號表示流過RL的電流方向和原先假設的參考相反。事實上﹐流過RL的電流是向上0