亿迅智能制造网
工业4.0先进制造技术信息网站!
首页 | 制造技术 | 制造设备 | 工业物联网 | 工业材料 | 设备保养维修 | 工业编程 |
home  MfgRobots >> 亿迅智能制造网 >  >> Manufacturing Technology >> 工业技术

传统与电子流

“标准的好处在于其中许多可供选择。” —Andrew S. Tanenbaum,计算机科学教授

正负电子电荷

当本杰明·富兰克林对电荷流的方向(从光滑的蜡到粗糙的羊毛)做出推测时,他开创了电学符号的先例,尽管我们知道电子是电荷的组成单位,但至今仍存在,并且当这两种物质摩擦在一起时,它们会从羊毛转移到蜡——而不是从蜡转移到羊毛。这就是为什么说电子具有 电荷:因为富兰克林假设电荷移动的方向与实际相反,所以他称之为“负”(代表电荷不足)的物体实际上有多余的电子。

到电子流的真正方向被发现时,“正”和“负”的命名法已经在科学界确立得如此之好,以至于没有努力改变它,尽管称电子为“正”会更指的是“超额”收费。你看,术语“正面”和“负面”是人类的发明,因此除了我们自己的语言和科学描述惯例之外,没有绝对的意义。富兰克林可以很容易地将多余的电荷称为“黑色”,将不足的电荷称为“白色”,在这种情况下,科学家会说电子带有“白色”电荷(假设对蜡和羊毛)。

常规流量符号

然而,因为我们倾向于将“正”这个词与“过剩”和“负”与“缺乏”联系起来,所以电子电荷的标准标签确实有些落后。因此,许多工程师决定保留旧的电概念,“正”指的是电荷过剩,并相应地标记电荷流(电流)。这被称为常规流程 符号:

电子流符号

其他人选择根据电路中电子的实际运动来指定电荷流。这种形式的符号系统被称为电子流 符号:

在传统的流动符号中,我们根据 + 和 - 的(技术上不正确的)标签显示电荷的运动。这样标签就有意义了,但电荷流的方向是不正确的。在电子流符号中,我们遵循电路中电子的实际运动,但 + 和 - 标签似乎落后。我们如何指定电路中的电荷流真的很重要吗?不是真的,只要我们在使用符号时保持一致。就电路分析而言,您可以按照想象的电流方向(常规流动)或实际(电子流动)方向取得同样的成功。电压、电流、电阻、连续性的概念,甚至诸如欧姆定律(第 2 章)和基尔霍夫定律(第 6 章)之类的数学处理方法对于这两种符号都同样有效。

常规流动符号与电子流动符号

您会发现大多数电气工程师遵循的常规流量符号,并在大多数工程教科书中进行了说明。电子流最常出现在介绍性教科书(然而,这本书正在远离它)和专业科学家的著作中,尤其是关注物质中电子实际运动的固态物理学家。这些偏好是文化性的,因为某些人群发现以某些方式设想电流运动是有利的。由于对电路的大多数分析不依赖于对电荷流的技术准确描述,因此在传统流动符号和电子流动符号之间的选择是任意的。 . .差不多。

极化和非极化

许多电气设备可以承受任一方向的实际电流,而不会产生操作差异。例如,白炽灯(使用细金属灯丝的类型,在足够的电流下发出白热的光),无论电流方向如何,都以相同的效率发光。它们甚至在交流电 (AC) 上也能很好地工作,交流电的方向随时间迅速变化。导体和开关的操作也与电流方向无关。这种与电荷流无关的技术术语是非极化 .我们可以说,白炽灯、开关和电线是非极化的 组件。相反,任何对不同方向的电流具有不同功能的设备都称为极化 装置。

在电路中使用了许多这样的极化装置。它们大多由所谓的半导体制成 物质,因此直到本系列丛书的第三卷才会详细研究。与开关、灯和电池一样,这些设备中的每一个都在示意图中用唯一的符号表示。正如人们可能猜到的那样,极化设备符号通常在其中某处包含一个箭头,以指定首选或排他的电流方向。这就是传统和电子流的竞争符号真正重要的地方。因为很久以前的工程师已经将传统流量作为他们“文化”的标准符号,而且因为工程师是发明电气设备和代表它们的符号的同一个人,所以这些设备符号中使用的箭头都指向常规流动方向,而非电子流动方向 .也就是说,所有这些设备的符号都有对着的箭头标记 通过它们的实际电子流。

或许极化设备的最佳例子是二极管 .二极管是电流的单向“阀门”,类似于止回阀 对于那些熟悉管道和液压系统的人。理想情况下,二极管为一个方向的电流提供畅通无阻的流动(电阻很小或没有电阻),但阻止另一个方向的流动(无限电阻)。其原理图符号如下所示:

放置在电池/灯电路中,其操作如下:

当二极管面向允许电流的正确方向时,灯会发光。否则二极管会像电路断路一样阻断电流,灯就不会发光。

如果我们用常规的流动符号标记电路电流,二极管的箭头符号就很有意义:三角形箭头指向电荷流动的方向,从正极到负极:

另一方面,如果我们使用电子流符号来表示 true 电子绕电路行进的方向,二极管的箭头符号似乎向后:

仅出于这个原因,许多人在绘制电路中电荷运动的方向时,选择将传统流动作为他们的首选符号。如果没有其他原因,与二极管等半导体元件相关的符号以这种方式更有意义。然而,其他人选择显示电子行进的真实方向,以避免不得不告诉自己,“只要记住电子实际上 每当电子运动的真正方向成为问题时,就会向相反方向移动。

您应该使用传统的电流流还是电子流?

如果始终如一地使用,这两种模型都会产生准确的结果,并且它们同样“正确”,因为它们是帮助我们理解和分析电路的工具。然而,在电气工程的背景下,常规电流更为常见。这本教科书使用的是常规电流,任何打算在学术或专业环境中学习电子学的人都应该学会自然地将电流视为从较高电压流向较低电压的东西。”

相关工作表:


工业技术

  1. 电子管
  2. 十进制数与二进制数
  3. 数字对数
  4. 数据流
  5. 从电气到电子
  6. 主动与被动设备
  7. 电子管简介
  8. 管与半导体
  9. 顺铣与传统铣削
  10. 全悬挂与传统运输车:3 个需要考虑的因素
  11. 什么是电子束焊接?- 定义和工艺
  12. 聚氨酯与塑料