TA的每日心情 | 开心 2020-7-28 15:35 |
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描述正负电荷的库仑定律(1785年)使Charles Augustin de Coulomb (查尔斯.奥古斯' m4 J- p3 E: o5 Z8 w( E
丁,德,库仑)闻名于世.在从那时起到James Clerk Maxwell (詹姆士.克拉克.麦克斯韦)* @& J" c- @6 |3 y+ x! l3 b1 u% n
发表著名的麦克斯韦方程(1873年) 的一个世纪中,电子学得到了迅速的发展。本书的这一 ]$ a+ {' c1 F' B8 O
部分内容涵盖了电子学的基本概念,从最基本的定义(电子的流动形成电流)人手,一直到& \. F2 M, D" i, R+ V
阻抗是幅值和相移的复函数。其间我们将讨论许多基本问题,包括电阻、电容和电感的本质,! Q0 q/ z3 J# W" X6 t/ H6 I
它们的各种组合,波形的基本概念,简单电路和时间常数等。当然目的不是要让读者成为一-
# V9 D' N4 \0 t: ]8 x! w" l名工程师,那样的话这些内容还远远不够。我们的目的是给出-些背景知识,以便读者能够0 m( u# Q9 K" K2 T# v2 Y |% |
理解在第二部分中所讨论的概念。) a" F+ j# w+ B7 V, r; r) I! O
第1章电子学概念 j9 K9 a3 g+ t- {: c: O
1.1 电流1 l. N2 O7 k, O& e
电子的流动形成电流。: }( s) A( R, U- w( I4 A; b# ?9 F
这是一一句至理名言。但是它的简洁掩盖了它的重要性和意义。几乎每一-个电 子学中的基
3 J m* I! S$ V' ]0 x! Q$ m本定义都是建立在它之上,并且儿乎每一个信号完整性中的问题也都可以在电子的流动中找
$ \, E6 G q2 b; H, ^0 {6 O到理论依据,尤其是当电子流动快速变化时。如果让我指出本书中两个最重要的概念,这将1 W2 K9 c2 ]) S W
是其中之一(另外一个是欧姆定律)。# u7 T& H4 g) X O! U- l) _
现在我们来看一下什么是电子。 在20世纪初,人们提出了-种原子模型,这种原子模型由
/ l, f0 k# N0 H! x0 [- c# e9 O3 Y包含质子和中子的原子核以及一- 层或多层的电子外壳所构成(见图1-1)。因为它形似-颗中心.5 z0 B' i/ k- a& y
恒星,周围围绕着几个行星,所以这种模型叫做行星模型。质子带正电,电子带负电。因为净- e5 t1 J* r5 n. s0 H
电荷必须是零(在-一个稳定的状态下)。所以原子中质子的數量和电
9 k! m1 r# N4 S0 A# G$ K; X子的数量必然相等。原子的原子序数表示原子核中质子的个数(同( I& t9 o* c6 E% }1 ]. V
样也是电子的个数),原子量表示原子核中质子和中子的个数之和。) ^. K. h% D" |/ ?
我们用图描述电子在外壳或轨道上:环绕原子核作圆周。每- -壳' ~$ [2 m& k6 H* C% r. \6 Q/ g
层都有所能容纳的最大电子數量,比如说最内层最多只能容纳两个
& D% J/ @' D4 j4 E- h电子。当某一层或轨道被填满后,电子开始占据外面的-层(实际- p' y- b4 A9 G: I
上,这些层更像能量状态而不是物理位置,但是我们不知道怎样才4 Q- t8 Z/ _ X4 n5 o, @4 W
图1-1原子的行星模型$ Y }5 y6 v+ N% M0 J
能清楚的把能量状态用图描绘出来)。这样,最基本的元素氢有1个
; A- \; c# ], z2 k质子和1个电子,它的原子序数是1,电子存在于最内层。氨元素有2个质子,2个电子,原子.2 c4 c) G9 K" f
序数是2。它的电子完全填满位于最内层的轨道。锂的原子序数是3, 有3个质子和3个电子,3
" Q) r1 Q# S0 n* O/ n! r+ A" U0 m个电子中的2个占据最内层,第3个占据第2层。: m3 `' c+ ~; S" E: S
如果读者对元素周期表很熟悉,那么应该知道把元素归类的方法之一是 根据元素的最外
' u* e8 g$ r$ U层电子数。直觉告诉我们,金、银、铜等金属都是良好的导电体。我们成许会问是什么使这了% j/ J) z- b3 y+ u. l
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