电气工程及其自动化英语翻译1
2页1、电气工程及其自动化英语翻译u(t)和 i(t)这两个变量是电路中最基本的两个变量,它们刻划了电路的各种关系。电荷和电流电荷的概念是用来解释所有电气现象的基本概念。也即,电路中最基本的量是电荷。 电荷是构成物质的原子微粒的电气属性,它是以库仑为单位来度量的。我们从基础物理得知一切物质是由被称为原子的基本构造部分组成的,并且每个原 子是由电子,质子和中子组成的。我们还知道电子的电量是负的并且在数值上等于1.60210010-12C,而质子所带的正电量在数值上与电子相等。质子和电子数量相同使得 原子呈现电中性。 让我们来考虑一下电荷的流动。电荷或电的特性是其运动的特性,也就是,它可以从一个 地方被移送到另一个地方,在此它可以被转换成另外一种形式的能量。当我们把一根导线连接到某一电池上时(一种电动势源),电荷被外力驱使移动; 正电荷朝一个方向移动而负电荷朝相反的方向移动。这种电荷的移动产生了电流。我们可 以很方便地把电流看作是正电荷的移动,也即,与负电荷的流动方向相反,如图 11 所示。 这一惯例是由美国科学家和发明家本杰明富兰克林引入的。虽然我们现在知道金属导体 中的电流是由负电荷引起的,但
2、我们将遵循通用的惯例,即把电流看作是正电荷的单纯的 流动。于是电流就是电荷的时率,它是以安培为单位来度量的。从数学上来说,电流 i、电 荷 q 以及时间 t 之间的关系是:从时间 t0 到时间 t 所移送的电荷可由方程(11)两边积分求得。我们算得:我们通过方程(11)定义电流的方式表明电流不必是一个恒值函数,电荷可以不同的方 式随时间而变化,这些不同的方式可用各种数学函数表达出来。 电压,能量和功率在导体中朝一个特定的方向移动电荷需要一些功或者能量的传递,这个功是由外 部的电动势来完成的。图 11 所示的电池就是一个典型的例子。这种电动势也被称为电压 或电位差。电路中 a、b 两点间的电压等于从 a 到 b 移动单位电荷所需的能量(或所需做的 功) 。数学表达式为:式中 w 是单位为焦耳的能量而 q 是单位为库仑的电荷。电压 Uab 是以伏特为单位来度量的, 它是为了纪念意大利物理学家 Alessandro Antonio Volta 而命名的,这位意大利物理学家发 明了首个伏达电池。于是电压(或电压差)等于将单位电荷在元件中移动所需的能量,它 是以伏特为单位来度量的。 图 12 显
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