電路基礎習題集

《電路基礎習題集》是科學出版社出版的圖書，作者是飯高成男 編。

基本介紹

• 書名：電路基礎習題集
• ISBN：9787030088505 
• 裝幀： 平裝
• 開本：32

基本信息

作 者： （日）飯高成男 編

出 版 社： 科學出版社

ISBN： 9787030088505

出版時間： 2001-01-01

版　次： 1

頁　數： 223

裝　幀： 平裝

開　本： 32開

所屬分類： 圖書>科技>電工電氣

內容簡介

《電路基礎習題集》是已出版的“圖解電子電路系列”首卷《電路基礎》的配套習題集。《電路基礎習題集》各章與《電路基礎》基本一一對應。內容設計直流電路、交流沖電路、構成電路實際的RLC與變壓器、半導體器件、電池與電源電路等問題。既可配套使用，也可單獨作為電子電路方面的入門書閱讀參考。　書中各章節均按“要點”、“例題”、“解法”、“答案”的順序編排，各章末附有習題，可供讀者以此檢驗對相應知識的理解程度。　《電路基礎習題集》可供電子學專業大、中專院校師生，技術人員閱讀參考。

圖書目錄

1 直流電路

1.1 電路的基礎始於歐姆定律

1.2 電阻的串聯分壓

1.3 電阻的並聯分流

1.4 複雜電路電流的求法

1.5 焦耳定律和電功率

焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。內容是：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比。焦耳定律數學表達式：Q=I^2;×Rt（適用於所有電路）；對於純電阻電路可推導出：Q=W=PT;Q=UIT;Q=(U^2/R)T

物理學名詞，電流在單位時間內做的功叫做電功率。是用來表示消耗電能的快慢的物理量，用P表示，它的單位是瓦特（Watt），簡稱瓦，符號是W。

1.6 電容量及電容的連線

電容（Capacitance）亦稱作“電容量”，是指在給定電位差下的電荷儲藏量，記為C，國際單位是法拉（F）。一般來說，電荷在電場中會受力而移動，當導體之間有了介質，則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上，造成電荷的累積儲存，儲存的電荷量則稱為電容。因電容是電子設備中大量使用的電子元件之一，所以廣泛套用於隔直、耦合、旁路、濾波、調諧迴路、能量轉換、控制電路等方面。

1.7 電感及線圈的連線

電感（inductance of an ideal inductor）是閉合迴路的一種屬性。當線圈通過電流後，線上圈中形成磁場感應，感應磁場又會產生感應電流來抵制通過線圈中的電流。

這種電流與線圈的相互作用關係稱為電的感抗，也就是電感，單位是“亨利（H）”。

習題

2 交流電路

2.1 交流的表示方法

2.2 在R、L、C上加交流電壓

2.3 R、L、C的串聯電路和並聯電路

2.4 由頻率決定的串聯諧振和並聯諧振

2.5 交流電功率

2.6 由充放電引起的過渡現象

2.7 在電晶體電路中使用的四端網路

習題

3 構成電路實際的R、C、L與變壓器

3.1 實際的電阻器

3.2 實際的電容器與電感線圈

3.3 電源變壓器和耦合變壓器

習題

4 半導體器件

4.1 電子與半導體

電子是構成原子的基本粒子之一，質量極小，帶負電，在原子中圍繞原子核旋轉。不同的原子擁有的電子數目不同，例如，每一個碳原子中含有6個電子，每一個氧原子中含有8個電子。能量高的離核較遠，能量低的離核較近。通常把電子在離核遠近不同的區域內運動稱為電子的分層排布。

電子（Electron）是一種帶有負電的亞原子粒子，通常標記為e- 。電子屬於輕子類，以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。輕子是構成物質的基本粒子之一，即其無法被分解為更小的粒子。電子帶有1/2自旋，是一種費米子。因此，根據泡利不相容原理，任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。

電子的反粒子是正電子，其質量、自旋、帶電量大小都與電子相同，但是電量正負性與電子相反。電子與正電子會因碰撞而互相湮滅，在這過程中，創生一對以上的光子。

由電子與中子、質子所組成的原子，是物質的基本單位。相對於中子和質子所組成的原子核，電子的質量顯得極小。質子的質量大約是電子質量的1842倍。當原子的電子數與質子數不等時，原子會帶電；稱這原子為離子。當原子得到額外的電子時，它帶有負電，叫陰離子，失去電子時，它帶有正電，叫陽離子。

若物體帶有的電子多於或少於原子核的電量，導致正負電量不平衡時，稱該物體帶靜電。當正負電量平衡時，稱物體的電性為電中性。靜電在日常生活中有很多用途，例如，靜電油漆系統能夠將瓷漆（英語：enamel paint）或聚氨酯漆，均勻地噴灑於物品表面。

電子與質子之間的吸引性庫侖力，使得電子被束縛於原子，稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子，會交換或分享它們的束縛電子，這是化學鍵的主要成因。

當電子脫離原子核的束縛，能夠自由移動時，則改稱此電子為自由電子。許多自由電子一起移動所產生的淨流動現象稱為電流。在許多物理現象里，像電傳導、磁性或熱傳導，電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場，也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。

根據大爆炸理論，宇宙現在所存在的電子，大部份都是創生於大爆炸事件。但是，有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而創生的。例如，當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面，許多電子會因為與正電子相碰撞而互相湮滅，或者，會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。

在實驗室里，精密的尖端儀器，像四極離子阱（英語：quadrupole ion trap），可以長時間約束電子，以供觀察和測量。大型托卡馬克設施，像國際熱核聚變實驗反應堆，借著約束電子和離子電漿，來實現受控核聚變。無線電望遠鏡可以用來探測外太空的電子電漿。

電子的套用領域很多，像電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、雷射和粒子加速器等等。

半導體（semiconductor），指常溫下導電性能介於導體(conductor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的套用。

半導體：電阻率介於金屬和絕緣體之間並有負的電阻溫度係數的物質稱為半導體：

室溫時電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm之間（上限按謝嘉奎《電子線路》取值，還有取其1/10或10倍的；因上角標暫不可用，暫用當前方法描述），溫度升高時電阻率則減小。半導體材料很多，按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。鍺和矽是最常用的元素半導體；化合物半導體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化鎵、磷化鎵等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體（鎵鋁砷、鎵砷磷等）。除上述晶態半導體外，還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。

本徵半導體：不含雜質且無晶格缺陷的半導體稱為本徵半導體。在極低溫度下，半導體的價帶是滿帶(見能帶理論)，受到熱激發後，價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶，空帶中存在電子後成為導帶，價帶中缺少一個電子後形成

一個帶正電的空位，稱為空穴。導帶中的電子和價帶中的空穴合稱電子- 空穴對，均能自由移動，即載流子，它們在外電場作用下產生定向運動而形成巨觀電流，分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴，電子-空穴對消失，稱為複合。複合時釋放出的能量變成電磁輻射（發光）或晶格的熱振動能量（發熱）。

在一定溫度下，電子- 空穴對的產生和複合同時存在並達到動態平衡，此時半導體具有一定的載流子密度，從而具有一定的電阻率。溫度升高時，將產生更多的電子- 空穴對，載流子密度增加，電阻率減小。無晶格缺陷的純淨半導體的電阻率較大，實際套用不多。

多樣性

物質存在的形式多種多樣，固體、液體、氣體、電漿等等。我們通常把導電性差或不好的材料，如金剛石、人工晶體、琥珀、陶瓷等等，稱為絕緣體。而把導電性比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體。可以簡單的把介於導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。

與導體和絕緣體相比，半導體材料的發現是最晚的，直到20世紀30年代，當材料的提純技術改進以後，半導體的存在才真正被學術界認可。

分類

半導體的分類，按照其製造技術可以分為：積體電路器件，分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類，一般來說這些還會被分成小類。此外還有以套用領域、設計方法等進行分類，雖然不常用，但還是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其規模進行分類的方法。

此外，還有按照其所處理的信號，可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。

4.2 二極體的工作原理與特殊二極體

4.3 電晶體的結構與工作原理

4.4 電晶體的使用方法

4.5 場效應電晶體FEL，晶閘管SCR，積體電路IC

習題

5 電池與電源電路

5.1 電池的結構與使用方法

5.2 整流電路與平滑電路

5.3 穩壓電源電路

習題

習題解答