電氣專業(yè)英語翻譯教學課件

第一節(jié)電和電壓u(t)和(這兩個變量是電路中最基本的兩個變量們刻劃子電路的各種關系。電荷和電流電荷的概念是用來解釋所有電氣現(xiàn)象的基本概念也即,電路中最基本的量是電荷。電荷是構成物質的原子微粒的電氣屬性,它是以庫侖為單位來度量的我們從基礎物理得知一切物質是由被稱為原子的基本構造部分組成的,并且每個原子是由電子,質子和中子組成的。我們還知道電子的電量是負的并且在數(shù)值上等于1.602100×1012C,而質子所帶的正電量在數(shù)值上與電子相等。質子和電子數(shù)量相同使得原呈現(xiàn)電中性。讓我們來考慮一下電荷的流動。電荷或電的特性是其運動的特性,也就是,它可以從一個地方被移送到另一個地方,在此它可以被轉換成另外一種形式的能量當我們把一根導線連接到某一電池上時(一種電動勢源),電荷被外力驅使移動;正電荷朝一個方向移動而負電荷朝相反的方向移動。這種電荷的移動產(chǎn)生了電流。我們可以很方便地把電流看作是正電荷的移動,也與負電荷的流動方向相反,如圖1-1所示。這慣例是由美國科學家和發(fā)明家本杰明一富蘭克林引入的雖然我們現(xiàn)在知道金屬導體中的電流是由負電荷引起的,但我們將遵循通用的慣例,即把電流看作是正電荷的單純的流動。于是電流就是電荷的時率,它是以安培為單位來度量的。從數(shù)學上來說,電流i、電荷q以及時間t之間的關系是從時間t0到時間t所移送的電荷可由方程(1-1)兩邊積分求得。我們算得我們通過方程(1-1)定義電流的方式表明電流不必是一個恒值函數(shù),電荷可以不同的方式隨時間而變化,這些不同的方式可用各種數(shù)學函數(shù)表達出來電壓,能量和功率三在導體中朝一個特定的方向移動電荷需要一些功或者能量的傳遞,這個功是由外部的電動勢來完成的圖1—1所示的電池就是一個典型的例子。這種電動勢也被稱為電壓或電位差。電路中a、b兩點間的電壓等于從a到b移動單位電荷所需的能量(或所需做的功數(shù)學表達式為式中W是單位為焦耳的能量而q是單位為庫侖的電荷電壓Uab是以伏特為單位來度量的,它是為了紀念意大利物理學家AlessandroAntonio∨oa而命名的,這位意大利物理學家發(fā)明了首個伏達電池。于是電壓(或電壓等于將單位電荷在元件中移動所需的能量,它是以伏特為單位來度量的圖1-2顯示了某個元件(用一個矩形框來表示)兩端a、b之間的電壓。正號(+)和負號(一)被用來指明參考方向或電壓的極性,Uab可以通過以下兩種方法來解釋。1)在Uab伏特的電位中a點電位高于b點2)a點電位相對于b點而言是Uab,通常在邏輯上遵循雖然電流和電壓是電路的兩個基本變量,但僅有它們兩個是不夠的。從實際應用來說,我們需要知道功率和能量。為了把功率和能量同電壓、電流聯(lián)系起來,我們重溫物理學中關于功率是消耗或吸收的能量的時率它是以瓦特為單位來度量的。我們把這個關系式寫成式中p是以瓦特為單位的功率,W是以焦耳為單位的能量,t是以秒為單位的時間,從方程(1-1)、(1-3)和(1-5)可以推出由于u和通常是時間的函數(shù),方程(1-6)中的功率p是個時間變量于是被稱為瞬時功率,某一元件吸收或提供的功率等于元件兩端電壓和通過它的電流的乘積。如果這個功率的符號是正的,那么功率向元件釋放或被元件吸收。另一方面,如果功率的符號是負的,那么功率是由元件提供的。但我們如何得知何時功率為正或為負?在我們確定功率符號時,電流的方向和電壓的極性起著主要的作用,這就是我們在分析圖1-3(a)所顯示的電流i和電壓u的關系時特別謹慎的重要原因。為了使功率的符號為正,電壓的極性和電流的方向必須與圖3(a)所示的一致這種情況被稱為無源符號慣例,對于無源符號慣例來說,電流流進電壓的正極。在這種情況下,p=ui或u>0,表明元件是在吸收功率。而如果p=-ui或uik<0,如圖1-3(b)所示時,表明元件是在釋放或提供功率事實上,在任何電路中必須遵循能量守恒定律由于這個原因,任一電路中在任何瞬間功率的代數(shù)和亟須等于零這再一次證明了提供給電路的功率必須與吸收的功率相平衡這一事實。從方程(1-7)可知,從時間0到時間t被元件吸收或由元件提供的功率等于第二芹電路元件電路僅僅是元件之間的相互結合。我