電子信息與通信工程專業(yè)英語課文翻譯

1、.電路系統(tǒng)與設(shè)計2.1電路和系統(tǒng)1.基礎(chǔ)概念電荷和導電性在Bohr的原子理論中（以Niels Bohr命名，1885-1962），電子圍繞著質(zhì)子和種子運動。在相反極性電子和質(zhì)子的電荷之間的吸引力使得原子連在一起。具有同種電荷的粒子將會相互排斥。電荷的測量值是庫倫。一個單獨的電子或質(zhì)子的電荷遠小于一庫倫，一個電子是1.6×1（-19）庫倫，一個質(zhì)子是1.6×10（-19）庫倫。自然表明，只有一個質(zhì)子的電荷和電子是反極性的。這里沒有固有的負極電子，只是很容易被稱為正極的和質(zhì)子負極的。原子不同形態(tài)的電子有不同程度的自由度。一些材料的形態(tài)，例如金屬，最外層的電子受到很弱的約束使得它

2、們能夠在室溫熱能量的影響下載原子空間中自由運動。因為這些事實上不受約束的電子式可以在自身的原子中自由運動的，也可以漂浮在臨近的原子周圍的空間中，它們常被稱為自由電子。在其他一些形態(tài)的材料中如玻璃，它的原子的電子幾乎不能自由移動。當外部的力量如物理摩擦時，能夠強迫一些電子離開它們自身的原子，移動到其他物質(zhì)的原子中，它們在材料的原子中不能很容易的移動。這些在材料中電子的移動性的關(guān)系被認為是電子的導電性。導電性決定于材料中原子的形態(tài)（每個原子核的梔子數(shù)，決定他的化學特性。）和原子是怎樣與另一個原子連接在一起的。有高度靈活電子的材料（許多自由電子）被稱為導體，而有很少靈活電子的材料（幾乎或是 沒有自由

3、電子）的材料被稱為絕緣體。必須知道，一些物質(zhì)的化學特性將在不同環(huán)境下改變。例如，玻璃在室溫下是一個非常好的絕緣體，但當把它加熱到相當高的溫度時它就變成一個導體。氣體如空氣，常態(tài)下是絕緣體，但如果加熱到很高的溫度也會變成導體。大部分金屬被加熱時導電性能會下降，而被冷制的時候?qū)щ娦阅軙?。許多導體材料在極低溫的情況下會成為完美的導體（這被稱為超導）。通常導體里的自由電子是隨機運動的，沒有確定的方向或速度，但是電子受力后可能沿相同的方向通過導體。這種同一形式的電子運動我們成為電流，或是電流。就像是水流過空管，電子也能在導體的原子中流動。導體可能在是以固體的形式呈現(xiàn)在我們眼中，但是任何組成材料的原子

4、其絕大部分空間是空的！只有存在一個導體材料提供電子流通才能形成電流。如果這個部分被阻塞，那么“流動”就不會發(fā)生。電子電路，電壓和電流在創(chuàng)建一個導電通路并允許電子自由移動下就形成電子電路。這個持續(xù)移動的自由電子通過導體的電路被稱為電流，它常指的是在“流動”的方面，就像是液體流過一個空心管。使電子在電路中流動的力量被稱為電壓，是衡量單位電子電荷的技術(shù)。最常見的勢能形式是重力勢能。由于地球與地球上的物體之間有勢能，提升一個物體就給他勢能。質(zhì)量越大高度越高，所擁有的勢能就越大：當我們說一個電路中的電壓時，我們就定義電壓是電路中一個電子從一個特定的點移動到另一個特定的點而形成的。如果沒有涉及到這兩點，那

5、么“電壓”就沒有意義。電壓通常用的符號是V，量值為伏特（符號：V），是以Alessandro Volta（1745-1827）。因為電子具有負電荷，我們需要將電子從高電壓向低電壓移動以提高它們的勢能。任何電壓源，包括電池，都具有兩個電勢點。我們能夠通在電池的兩端之間提供一個電流流經(jīng)的路徑。使用導線組成的一個回路，將會生成電子沿著這個回路順時針方向流動，如圖2-1.只要電池持續(xù)供電，并且導線沒有斷開，電子將始終在回路中流動。如果我們將持續(xù)的連續(xù)在電路中流動的形式比作水流。那么只要電壓源以相同的方向持續(xù)“流進”，電子流就會在電路中以相同的方向持續(xù)流動。這種單向流動的電子被稱為直流，或是DC。電路還

6、包括有電流方向有回流和向前的：交流電，或叫AC。但直到現(xiàn)在，我們只涉及到直流電路。因為電流是由單個電子以相同的程度方式沿著導體移動，就像珠子通過導管或是水通過水管，在一個 單回路中所有的電流值是一樣的。如果我們觀測在一個單回路的導線的橫切面計算電子的流量，我們只注意在電路的任何一個部分相同面積的單位時間內(nèi)流過的準確的電流量，而不考慮一個導體的長度或?qū)w的直徑。電流的標志符號是I。電流測量的基本單位是安培，1安培電流的定義為在1/2的時間內(nèi)1庫倫電荷流過導體任何一點的電流值。其他單位還有毫安（mA）和微安（）。電阻，電容和感應(yīng)系數(shù)當自由電子移動過一個導體時將會遇到摩擦阻力或?qū)τ谶\動的反向阻礙。這

7、個對于電子運動的阻礙運動叫做電阻。多數(shù)電路中的電流依賴于移動電子產(chǎn)生的電壓值，同時也取決于在電路中阻礙電子流動的電阻。就像電壓，與電阻兩點間的數(shù)值有關(guān)，由于這個原因，電壓值和電阻常被陳述為在電路中“之間”或“越過”兩點。能夠做到這種能力的元件叫做電阻。電流流過導體產(chǎn)生電阻取決于材料及尺寸。一些電阻在溫度不變的情況下，電流密度和電場直接成正比當溫度為常數(shù)時服從歐姆定律。遵循歐姆定律材料的電阻值是一個常數(shù)，或是獨立的電壓或電流，電壓和電流尖端惡關(guān)系是呈線性的。現(xiàn)代電子電路依賴于許多偏離歐姆定律的元器件。在元件中如二極管，電流不隨電壓線性提增，且不同于電流方向。電阻器常被制成有確切的電阻值，因此電路

8、特性能夠變得精確特定。電阻的編制符號是R，電阻的單位是歐姆，通常用表示，。1歐姆定義為在導體上流過1安培的電流，在導體上形成1個電壓。大量電阻用千歐或兆歐表示。只要在兩個獨立的導體間存在電壓，則他們之間將會產(chǎn)生一個電場。有儲存功能的原件被稱為電容或是電容。電容的組成是有兩個導體薄片（通常是金屬）以非常近的距離構(gòu)成。一個電容器所能儲存的能量是一個電壓的函數(shù)（潛在于不同的兩個極之間）導致電壓趨于一個常數(shù)形式。換句話說，電容器趨于抵抗改變電壓下降。當電壓通過電容器增加或是減少時，電容器“抵抗”這個改變通過回饋電流給電壓值改變的電壓源，給予相反的改變。當電容與電池相連，電子將從電池的負極流出，并聚集在

9、電容與該端相連的極板傻瓜，稱電容被充電。電容式正比系數(shù)于絕緣體材料和金屬板區(qū)域，反比于金屬板的面積。更大的金屬板區(qū)域，在他們之間更小的空間，就會有更大的電容。電阻器儲存能量阻止電壓下降的能力被稱為電容，毫無疑問，電容也是以反向阻止的手段來阻止電壓（尤其是對于電壓比率的改變撿回產(chǎn)生多少電流）。電容的標志是個大寫的“C”，測量單位是法拉，縮寫為“F”。當1法拉用于無線電路中過大時，微法和皮法被使用。只要電子束流過導體，就將在這個導體周圍產(chǎn)生磁場。電能能被儲存在電場中。這個效應(yīng)被稱為電磁場效應(yīng)。磁場能量被儲存在電磁場中。具有儲存磁能量的元件被稱為電感。電感器是一個簡單的線圈包含有一個磁芯或沒有。能量

10、儲存在電感中具有讓大量電流流過它的功能。電感器能夠儲存能量其功能使電流趨于維持一個常量。換句話說，電感將會趨于阻止電流的改變。當流經(jīng)電感的電流增加或減少時，電感器通過在它的極之間產(chǎn)生相對的極性改變“阻止”變化。為了在電感中儲存更多能量，通過的電流必須增大。這意味著電感中的磁場將會增加它的磁通密度，同時場強的改變將會產(chǎn)生相對的電壓既電磁自感原則。當電流通過電感增大時在這種情況下電感被認為是充電，因為儲存在磁場中的電感能量增加了。電感能夠?qū)μ囟ǖ拇罅侩娏鲀Υ婺芰康牧恐当环Q為感應(yīng)系數(shù)。毫無疑問，感應(yīng)系數(shù)也是測量加強反向的改變電流（尤其是多少自感電壓對于一個特定的電流改變比率）。自感系數(shù)的標志是一個大

11、寫的“L”，測量單位為亨利，表示為”H”。2電路系統(tǒng)歐姆定律如前所述，電壓是衡量單位潛在能量的可以激發(fā)電子從一個地方到另一個地方，電流是電荷運動的速度通過一個導體，電阻是阻礙自由電子通過導體運動。這些為電氣數(shù)量的單元和信號將成為非常重要的知識當我們開始探索電路之間的關(guān)系，首先,也許最重要的,電流和電阻之間的關(guān)系被稱為歐姆定律。由Georg西蒙于1827年發(fā)現(xiàn)的。歐姆主要發(fā)現(xiàn)是電路的數(shù)額是成正比的電壓電流通過金屬導體兩端的印象對于任何給定的溫度。歐姆定律被給定 V=IR其中V是不同的兩個點之間的潛力，其中包括一個電阻R。I 是電流通過電阻流過。當電導，g=1/R被使用,歐姆定律也是這種形式：I=

12、gV如果我們知道的任何兩個值的三個量（電壓，電流和電阻）在電路中，我們可以用歐姆定律來確定的三分之一?；鶢柣舴螂娏鞫珊突鶢柣舴螂妷憾稍S多復(fù)雜的電路不能通過電阻被減小到簡化成平聯(lián)的和串聯(lián)的電路。代替的，這些需要通過兩個概念來解決：基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。在圖。2-2，我們可以看見Ia是唯一的流入節(jié)點的電流，然而，有三個路徑供電流流過節(jié)點，這些電流用IB，IC，和ID表示。一旦充電已進入節(jié)點，它沒有地方可去，除了離開（這被稱為電荷守恒）。總電流流進節(jié)點必須以同樣的流出節(jié)點。因此 IB+IC+ID=IA將所有都移到左邊的等式，我們可以得到IB+IC+ID-IA=0然后，所有電流的總和

13、為0.這個可以被定義為 EIi=0我們選擇的節(jié)點規(guī)定為：電流流入節(jié)點到陰極，流出節(jié)點到陽極?；鶢柣舴螂妷憾桑ɑ蚧鶢柣舴蚧芈芬?guī)則）是一個保守的靜電場的結(jié)果。它指出，圍繞一個封閉的回路總電壓必須為零。如果不是這樣的話，那么當我們繞行一個閉合電路時，電壓將是不確定的。 因此 。Evi=0網(wǎng)絡(luò)概論定理在電網(wǎng)分析，基本規(guī)則是歐姆定律和基爾霍夫定律。雖然這些卑微的法律可以適用于幾乎任何電路結(jié)構(gòu)分析剛剛（即使我們不得不訴諸復(fù)雜的代數(shù)處理多個未知數(shù)），也有一些“捷徑”分析方法，使數(shù)學變得更容易。疊加定理疊加定理在使用的策略，是一次消除所有權(quán)力的來源之一，但在網(wǎng)絡(luò)中，使用串聯(lián)/并聯(lián)分析，以確定在每個電源電壓下

14、降separately.Then修改網(wǎng)絡(luò)（和/或電流），一旦電壓下降和/或電流的每個電源已經(jīng)分開工作，這些值都是“疊加”對對方（代數(shù)相加）的頂部找到所有來源的積極的實際電壓下降電流源決定。 戴維南定理戴維寧定理的國家，它有可能簡化任何線性電路，無論多么復(fù)雜，只用一個單一電壓源和串聯(lián)電阻的等效電路連接到一個負載。線性條件同樣的可以在疊加定理中找到，所有參與變換的方程必須是線性的（沒有指數(shù)和開方根）。如果我們沒有處理被動元件（例如電阻，電感，電容），這是真實的。然而，有些非線性元件（尤其是氣體放電和半導體元件）：它們阻礙電流隨著電壓或電流的改變。這樣，我們可以稱電路包含這些類型的元器件，非線性電路

15、。戴維寧定理，尤其在分析動力系統(tǒng)和其中一個在電路（稱為“負載”電阻器），特定的電阻如有更改其他線路，并重新對電路的計算有用的是，每次負載電阻試驗值有需要時，確定兩端的電壓，并通過它的電流。遵循戴維南定理的步驟1） 找出戴維南電壓源通過移動負載電阻從原始的電路和計算電壓通過打開連接端在負載電阻被用時。2） 找出戴維南電阻通過移動所有能源在原始的電路上（電壓源短路和電流源開路）在打開連接端計算總電阻。3） 畫出戴維南等效電路圖，依據(jù)戴維南電壓源和電阻串聯(lián)。負載電阻再次連接在等效電路的兩端。4） 根據(jù)串聯(lián)電路的定律分析負載電阻的電壓和電流。諾頓定理諾頓定理指出，它有可能簡化任何線性電路，無論多么復(fù)雜，只用一個單一的電流源和并聯(lián)電阻連接到負載的等效電路。正如與戴維寧定理，“線性”的資格是相同的，在疊加定理發(fā)現(xiàn)：所有的基