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第1章 電的基本概念 1-1 電的特性 1-2 電的單位 1-3 電能 1-4 電荷 1-5 電壓 1-6 電流 1-7 電功率

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1 第1章 電的基本概念 1-1 電的特性 1-2 電的單位 1-3 電能 1-4 電荷 1-5 電壓 1-6 電流 1-7 電功率
第1章 電的基本概念 1-1 電的特性 1-2 電的單位 電能 電荷 電壓 電流 電功率 ※ 基本元件及符號認識

2 總目次 1-1 電的特性 物質及原子構造 正離子與負離子 物體的電性分類

3 總目次 1-2 電的單位 單位系統 電學單位 乘 冪

4 1-3 電 能 物質作功的能力稱為能量(energy)
總目次 1-3 電 能 物質作功的能力稱為能量(energy) 對物體施予一作用力,使物體產生位移,則位移量(S)與位移同方向之分力( F)的乘積即為對該物所做之功,其符號為W。

5 功與電能單位相同,以下為MKS制與CGS制:
總目次 功與電能單位相同,以下為MKS制與CGS制: 1.MKS制:焦耳(J) 1J =1牛頓(N)× 1公尺(m) =1牛頓-公尺(N -m) 2.CGS制:爾格(erg) 1erg=1達因(dyne) × 1公分(cm) =1達因-公分(dyne-cm) 兩者關係:1焦耳(J)=107爾格(erg)

6 總目次 1-4 電 荷 帶電物體的電性是由帶正電之質子以及帶負電之電子所組成,符號Q。MKS制的單位為庫侖(C),每個基本電荷所帶的電量為1.6 × 10-19庫侖(C)。 1庫侖= = 6.25 × 1018個基本電荷的電量 電荷Q=N(基本電荷淨數目)× e(基本電荷電量) 點此開啟動畫

7 總目次 1-5 電 壓 電位及電位差 電動勢、電壓降與端電壓

8 總目次 1-6 電 流 電流的定義 電流的方向 電流的速度

9 總目次 1-7 電功率 功率(power)的定義 電能與電度 損失與效率

10 總目次 1-8 基本元件及符號認識 各種電源元件

11 總目次

12 1-1-1 物質及原子構造 凡具有質量而且占有空間的物體,稱為物質。 物質: 分子:
節目錄 物質及原子構造 凡具有質量而且占有空間的物體,稱為物質。 物質: 分子: 在不改變物質原有特性之下,物質可分割之最小微粒,稱為分子。 原子: 組成物質的基本單元,稱為原子。

13 原子結構 節目錄 原子構造是由原子核及圍繞在原子核外圍的電子所組成,而原子核內包含中子及質子。 原子結構圖

14 節目錄 原子中各粒子電荷量及質量

15 節目錄 正離子與負離子

16 1-1-3 物體的電性分類 導 體: 絕緣體: 半導體:
節目錄 物體的電性分類 價電子數目少於4個,此物質的價電子容易游離成為自由電子,形成容易導電的物體,如金屬等。 導 體: 價電子數目多於4個,此物質的價電子不易成為自由電子,無自由電子移動導電的物體,如硫磺、磷等。 絕緣體: 價電子數目等於4個,此物質的導電性介於導體與絕緣體之間,受外界不同因素影響而有不同的電性,如矽、鍺等。 半導體: 點此開啟動畫 點此開啟動畫

17 節目錄 單位系統 單位系統之基本單位

18 節目錄 電學單位 SI制與靜電制的常用單位

19 節目錄 乘 冪 10的次方與符號對照表

20 電位及電位差 節目錄 電位為該點處單位電荷(1 庫侖電荷)所具有的電位能和其帶電量(1 庫侖)比值,此電位能是由外力將單位電荷由無限遠處移動至該點所作的功轉換而得。 電 位 任意兩點間的電位差可定義為:將單位電荷由某點移到另一點所作的功和單位電荷量之比值。 電位差

21 1-5-2 電動勢、電壓降與端電壓 電動勢 電壓降 端電壓
節目錄 電動勢、電壓降與端電壓 電荷受力產生吸引或排斥的現象時,電荷將會移動而作功,這種使電荷移動作功的驅動力稱為電動勢,符號為E,單位為伏特(V)。 電動勢 電動勢驅使電荷移動通過電路元件時,元件兩端會產生電位差,稱此電位差為電壓降,符號為V,單位為伏特(V) 電壓降 電路中元件兩端的電位差又可稱為端電壓,符號為V,單位為伏特(V) 端電壓 點此開啟動畫

22 節目錄 電池及元件之端電壓

23 節目錄 電流的定義 時間t內通過導體某一截面的電荷量Q和該段時間t之比值即為電流,符號為I,單位為安培。

24 節目錄 電流的方向 電流流動方向 電子流流動方向 由電動勢負端流出,正端流入。 由電動勢正端流出,負端流入。

25 節目錄 電流的速度 電子在導體內移動的速度相當慢 電荷在導體內流動時傳遞能量的速度近似光速 點此開啟動畫

26 導體內自由電子以平均速度 v 移動通過某一截面積,經過時間 t 秒時,電荷電量(Q)及電流(I)公式如下:
節目錄 導體內自由電子以平均速度 v 移動通過某一截面積,經過時間 t 秒時,電荷電量(Q)及電流(I)公式如下:

27 節目錄 功率的定義 功率:單位時間內所作的功 1hp=746W =550 ft – b/s

28 節目錄 電能與電度 1 度電為1小時內所消耗1仟瓦電力的能量 1度電=1kWh=

29

30 節目錄 損失與效率 依據能量守恆定理,能量的總和不變,而且可以在不同形式之間互相轉換,但是,在轉換的過程中部分能量可能轉換為其他非預期的能量形式,通常稱此部分能量為損失(loss)。

31 效率:即輸出能量或功率對輸入能量或功率之 比值,以百分率表示,效率符號為η。
節目錄 效率:即輸出能量或功率對輸入能量或功率之 比值,以百分率表示,效率符號為η。 效率=輸出/輸入 若系統由數個子系統串接組合而成,系統的總效率為各別子系統的效率乘積。

32 延伸推薦影片 影片名稱 連結 Lighting Choreographer – concept and system description
Smoke & Mirrors – LED Night Longboarding 台灣國際照明科技展 LED製程展 Alpheon light drawing show Contrex - Contrexperience (English Version) The Three Little Pigs: Their Way Of Energy Conversion Static Electricity Experiment #1: DIY electroscope Static Cling 【菜喳zZ】電子實驗小專題—期末報告 https://www.youtube.com/watch?v=1f3LUK6wybc Nuclear power, have you ever really thought about it? Power The Projection model of the nuclear power plant

33 總目次 本 章 結 束


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