电学特性-20101206
电学纲要知识点总结
电学纲要知识点总结电学是电力学科的一个重要分支，它研究电荷和电流的运动规律，以及与电场和磁场的相互作用。
电学的研究内容丰富多样，涉及电磁场理论、电路分析、电力系统等多个领域。
在工程技术和科学研究中，电学理论在各种电子设备和系统的设计、分析和应用中起着不可或缺的作用。
本文将对电学的一些重要知识点进行总结，希望能够帮助读者对电学有一个全面而系统的理解。
一、电学基础知识1. 电荷和电场电学的基础概念包括电荷和电场。
电荷是物质的基本属性，可以分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
电场是指物体周围的空间中存在的电力作用力场，其大小和方向由电荷的大小和位置决定。
电场是描述电荷间相互作用的重要工具，在电学研究中有着广泛的应用。
2. 静电场和电场强度静电场是指电荷处于静止状态时的电场。
电场强度是描述电场空间分布情况的物理量，它的大小和方向既受电荷引起的电场影响，也受电场中其他因素的干扰。
电场强度与电场的作用力成正比，是电场的重要特征之一。
3. 电容和电容器电容是指导体或介质对电荷的储存能力，通常用C表示，单位是法拉（F）。
电容器是一种用来储存电荷的设备，主要由两个导体板和介质组成。
电容器可以储存能量，广泛应用于电子电路中。
4. 电压和电势电压是描述电场中不同位置处电势能差异的物理量，通常用V表示，单位是伏特（V）。
电压是电场作用下单位正电荷的电势能。
电势是电场中某一点处单位正电荷的电势能，是电场中的重要物理量。
5. 电流和电路电流是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量，通常用I表示，单位是安培（A）。
电路是由电源、导线和负载组成的电子设备，用来实现电能转换和控制。
电流是电路中传输能量的方式，是电学中的一个基本概念。
6. 法拉第和电磁感应法拉第是描述电磁感应现象的物理量，通常用B表示，单位是特斯拉（T）。
电磁感应是指导体中的电流受到外部磁场影响而产生的感应电动势。
法拉第的大小和方向取决于磁场和导体中电流的变化情况，是电学研究中的重要内容之一。
所有电学知识点总结
所有电学知识点总结电学是物理学的一个重要分支，研究电荷的性质、电场、电流、电磁感应和电路等现象和规律。
电学知识在现代社会的各个领域都有着广泛的应用，从家庭用电到工业生产，从通讯设备到航天技术，都离不开电学的理论和实践。
本文将对电学的各个知识点进行总结，包括电荷、电场、电势、电流、电阻、电容、电感、交流电、直流电路等内容。
读者可以通过本文全面了解电学的基本概念和原理，从而更好地理解电学在生活和工作中的应用。
一、电荷1. 电荷的基本性质电荷是物质的一种基本属性，分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
电荷的最小单位是电子电荷e，为1.6×10^-19库仑。
电荷守恒定律指出，在任意封闭系统中，电荷的总量保持不变。
2. 电场电荷周围存在电场，电场是某个电荷或一组电荷产生的力场。
电场由电荷产生，并对其它电荷产生力的作用。
电场的强弱用电场强度表示，方向与力作用方向相同。
电场强度E的大小与电荷量q和距离r的平方成反比，即E=kq/r^2，其中k为电场常数。
二、电势1. 电势能电荷在电场中具有电势能。
两个电荷之间的相互作用能够转化为电势能，当电荷沿着电场方向移动时，电势能转化为动能。
电势能与电荷的大小和电场强度有关，通常用U表示。
2. 电势差电场中的两点之间存在电势差，电势差是指单位正电荷在电场中从A点移到B点所具有的电势能的变化量。
通常用ΔV表示，其计算公式为ΔV=Vb-Va。
电势差的方向与电场方向相反。
三、电流1. 电流的概念电荷在导体中运动形成电流，电流是电荷通过单位时间的数量，通常用I表示。
单位为安培（A）。
电流的方向按照正电荷的移动方向确定，通常约定正电流的方向与正电荷的移动方向一致。
2. 电流的大小电流的大小与电荷量和电荷通过导体的时间成正比，即I=Δq/Δt。
其中Δq为电荷量，Δt为时间。
3. 电流密度在导体中，电流通过的面积越大，电流密度越小；电流通过的面积越小，电流密度越大。
09---电学特性
i ti e i p
磁场对电阻的影响模型如下图所示。当加磁场时，随 着磁矩往同一方向排列，ρ mag将逐步减小。
金属导电的温度特性是电阻随着温度的升高而增大。其原因 是自由电子的数目没有明显变化，但是由晶格振动和磁矩的 非平行排列加大，所以对电子的散射提高。然而这种电阻随 温度提高而增大的规律也会有利外。
三、陶瓷的电导特性
电阻和电阻率有区别，电阻是反映导体对 电流阻碍作用的大小．电阻率是反映导体导电 性能的好坏，电阻率是影响电阻的一个因素．
电导率
另外一个反映材料导电特性的量是电导率σ ，它是电阻率 的倒数，既：
1
单位为：S/m (西/米)， 或 (Ω · cm)-1。σ 越大，则材料的导电 特性越好，反之则越差。
d dk 1 在电场的作用下，所有电子的受力为： F m e ( E B ) dt dt c
因为没有磁场，所以
k (t ) k (0) eE /
如果系统的电子分布在k空间是以原点为中心的一个费米球内， 加电场τ 时间后，新球的中心将平移 k eE / ，如图所示。
5
低温和高温时的声子电阻
当T》Θ 时，
当T《Θ 时， ph
ph A' T
5 3
（ ph 4M 2
AT
T>0.5Θ ）
T<0.1Θ ）
5 T T （ 124 AT A' B' ph 6 M
第二章 材料的电学性能(二)
金属的接触电位差为这两个原因形成电位差的叠加。
2.11.2 金属-半导体的接触电效应
1. 半导体存在表面势 2. 金属电子的逸出功和半导体存在表面势不同 3.金属-半导体接触。 4.发生扩散 5. 在金属和半导体间形成电位差
第II类超导体 除金属元素钒、锝和铌外，第II类超导体主要包括金属化合物 及其合金。第II类超导体和第I类超导体的区别主要在于： 1)第II类超导体由正常态转变为超导态时有一个中间态（混合 态） 2)第II类超导体的混合态中有磁通线存在，而第I类超导体没有； 3)第II类超导体比第I类超导体有更高的临界磁场。
超导体的完全抗磁性机理：
这是由于外磁场在试样表面感应产生一个感应 电流，此电流由于所经路径电阻为零，故它所产 生的附加磁场总是与外磁场大小相等，方向相反， 因而使超导体内的合成磁场为零。 因此感应电流能将外磁场从超导体内挤出，故 称抗磁感应电流或屏蔽电流。
2.10.3 超导电性的影响因素和基本临界参数
2.9.5 电介质的介电损耗
介质损耗：电介质在外电场作用下，其内部会有发 热现象，表明部分电能已转化为热能耗散掉，这 种介质内的能量损耗。其损耗原因是电导作用和 极化作用引起。
2.10 超导电性
2.10.1 超导电性的发现与进展 什么是超导体？
1. 零电阻 将超导体冷却到某一临界温度 （TC）以下时电阻突然降为零的现 象称为超导体的零电阻现象。不同 超导体的临界温度各不相同。1911 年昂纳斯首先发现，汞在低于临界 温度4.15K时电阻变为零。
2.9 绝缘体的电学性能
2.9.1 电介质的极化
材料物理性能——电学性能
P型半导体 在本征半导体中掺入三价元素杂质（B、Al、Ga、In，形成高浓度空穴。
在常温下价带中的价电子能进入三价元素的空穴，而在价带在产生空穴。 三价元素称为受主杂质（能接受价电子）。 P型半导体（空穴型半导体）中，空穴的浓度大，称为多数载流子，简称
1、工作电流标准化（K到N）
I EN Rb
2、求待测电动势（K到X）
Ex
IR x
EN
RK Rb
3、求待测电阻Rx Rx=R标Ux/U标
特点：消除连线电阻和接触 电阻
电阻分析的应用
• 合金的时效 • 合金的有序－无序转变 • 固溶体的溶解度 • 淬火钢的回火
Al-Cu合金时效步骤： 1、加热到α单相区固溶 2、淬水，得到过饱和α固溶 体
• 金属化合物（如FeAl3,NiAl3）的导电性通常比其 组元的导电性低得多，主要是金属键部分地为共 价键或离子键所代替。
• 电子化合物（如Cu3Zn8）主要是金属键结合，导 电性介于固溶体和金属化合物之间。
• 间隙相(如TiC)具有金属键和的特性，导电性较好。
多相合金的导电性
• 当合金为退火态、无织构，且组成相的电导率相近时（电 导率之比约0.75~1.75），双相合金的导电性符合各项合 金相加规律。
12 V12 (T1 ) V12 (T2 ) V2 (T1,T2 ) V1 (T1,T2 )
热电偶回路的热电势由 温差电位差和接触电位差构成
E
热电偶测温 铂铑－铂，镍铬－镍铝，铜－康铜
12 V12 (600 ) V2 (600,25) V1(600,25)
温度越低，超导体越稳定。
热电性－赛贝克效应
探索电的特性
家用电器
家用电器的种类繁多，如空调、冰箱、洗衣机等
家用电器在日常生活中扮演着重要的角色，为人们提供了便利和舒适
家用电器在使用过程中需要注意安全问题，如防触电、防火等 随着科技的发展，家用电器也在不断更新换代，未来将会有更多的智能家 居产品进入家庭
通讯设备
手机：利用电磁波传递信息，实现语音通话和数据传输等功能。 电视：通过接收和传输电磁波，将图像和声音传递到电视机终端。 互联网：利用光纤等传输介质，实现全球范围内的数据传输和信息共享。 无线通讯设备：如无线路由器、蓝牙耳机等，利用无线电波进行通讯。
医疗设备
诊断设备：如心电图机、超声诊断仪等，用于检测心脏、血管等身体状况。 治疗设备：如电疗仪、射频消融仪等，利用电学原理治疗疾病。 监护设备：如心电监护仪、呼吸机等，监测患者的生理参数，确保患者安全。 康复设备：如电动按摩器、康复训练机等，帮助患者进行康复训练，提高生活质量。
Part Four
电的安全使用
安全用电常识
不接触高于36伏特的低压带电体。 不使用绝缘皮破损的导线。 不在电线上晾晒衣物。 不接触电气设备时，先检查电源是否断开。
触电的预防和急救措施
保持绝缘：使用绝缘材料，避免直 接接触带电体
安装保护装置：使用漏电保护器、 过载保护器等设备
添加标题
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添加标题
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保持距离：与带电设备保持安全距 离，避免跨步电压触电
交通工具
电车：利用电能驱动的公共交通工具，具有环保、节能、低噪音等优点。
电动汽车：采用电动机代替传统内燃机，具有节能、环保、高效等优点， 广泛应用于家庭和商业领域。
电动自行车：采用电池驱动的自行车，具有轻便、灵活、节能等优点，是 城市短途出行的理想选择。
Nsiway NNSS44335588 超低EMI、无需滤波器、5W+3W×2的2.1声道 用户手
10.1
TQFN4×4-28 封装尺寸................................................................................................................... 18
10.2
SOP-28 封装尺寸............................................................................................................................ 19
7.3
NS4358 引脚功能描述 ..................................................................................................................... 9
7.4
芯片印章说明 ................................................................................................................................. 10
NS4358
超低EMI、无需滤波器、5W+3W×2的2.1声道+3D环绕立体声数字音频功放
NS4358 用户手册 V1.1
深圳市纳芯威科技有限公司 2011 年 10 月
Nsiway
1
日期
2011-3-11 2011-10-11
NS4358
超低EMI、无需滤波器、5W+3W×2的2.1声道+3D环绕立体声数字音频功放
电学性能课件1
J nqv σ= = = nqµ E E
电导率的一般表达式为
2011-3-22
v µ= E
σ = ∑ σ i = ∑ ni qi µi
材料电学性能 3
导电性能
2、导电机理
1）金属及半导体的导电机理
经典电子理论 在金属晶体中，离子构成晶格点阵，并形成一个均匀的电场， 价电子是完全自由的，弥散分布于整个点阵之中，其运动遵循 经典力学气体分子的运动规律。 无外加电场时，自由电子沿各方向运动的几率相同，不产生电 流；有外加电场时，自由电子沿电场方向作宏观定向移动，形 成电流。 电阻来源于自由电子与晶格点阵的碰撞。
2011-3-22
材料电学性能
2
导电性能
1、基本概念
迁移数（输运数）：载流子对材料导电贡献的比例。离子迁移数ti > 0.99的导体称为离子导体， ti < 0.99的称为混合导体。
σx tx = σT
迁移率和电导率的一般表达式 导电的微观本质是载流子在电场作用下的定向迁移。
J = nqv
迁移率为载流子在单位电场中的迁移速度
1 • X La2O3 BaTiO3 → 2 LaBa + O2 + 2e'+2OO 2
2011-3-22 材料电学性能
Si（掺杂As）载流子体 积密度与温度的关系
10
导电性能
2、导电机理
1）金属及半导体的导电机理
电子电导率的影响因素 杂质及缺陷的影响 组分缺陷：非化学计量比的化合物中， 由于化学成分的偏离，形成离子空位或 间隙离子等晶格缺陷。 阳离子空位 (M1-xO)：FeO, CoO, NiO等 在氧化气氛下，由于氧过剩而形成。
ε
冷加工变形铁的电阻 在退火时的变化
10LED电学特性_程立文
二、LED的电学指标
• 1、正向电压 VF：LED正向电流在20mA时的 正向电压。 • 2、正向电流 IF：对于小功率LED，目前全世 界一致定为20mA，这是小功率LED的正常 工作电流。但目前出现了大功率LED的芯片， 所以IF就要根据芯片的规格来确定正向工作 电流
二、LED的电学指标
• 3、反向漏电流IR：按LED以前的常规规定， 指反向电压在5V时的反向漏电流。如上面 所说，随着发光二极管性能的提高，反向 漏电流会越来越小，但大功率LED芯片尚未 明确规定。 • 4、工作时的耗散功率PD：即正向电流乘以 正向电压。 • 5、开启电压UON
• 特别注意，如果不加任何保护，当正向电 压增加到一定值后，发光二极管的正向电 压增加会减小，而正向电流增加会加大， 会因电流增大而烧坏发光二极管。
一、LED的电流-电压特性图
1、OC段：反向死区
• 发光二极管加反向电压是不发光的，但有 反向电流。这个反向电流通常很小，一般 在几µ A之内。
– 1990~1995年，为10μA – 1995~2000年，为5µA – 目前一般是，为3µ A以下，但基本上是0µ A
一、LED的电流-电压特性图
1、CD段：反向击穿区
• 发光二极管的反向电压一般不要超过10V， 最大不得超过15V。超过这个电压，就会出 现反向击穿，导致LED报废。
一、LED的电流-电压特性图
同一品牌和不同品牌LED伏安特性
一、LED的电流-电压特性图
不同温度下的LED伏安特性
一、LED的电流-电压特性图
LED产品参数实例
AOD 8mm 大功率LED标准品参数明细
LED极限参数实例
五、测量方法——杭州市创惠仪器有限公司
材料的电学性能
马基申定律 金属固溶体 电阻率：
基本电阻率ρ(T)：由热运动引起，与温度有关。 残余电阻率ρC：决定于化学缺陷和物理缺陷， 与温度无关。
3.2 影响金属导电性的原因
1. 温度对金属电阻的影响 （1）一般规律
0 K 时：
其大小决定于晶体缺陷的类型和数量。
极低温时：电子散射占主要地位，声子散射很弱，基
超导体的完全抗磁性机理：
这是由于外磁场在试样表面感应产生一个感 应电流，此电流由于所经路径电阻为零，故它所 产生的附加磁场总是与外磁场大小相等，方向相 反，因而使超导体内的合成磁场为零。 因此感应电流能将外磁场从超导体内挤出， 故称抗磁感应电流或屏蔽电流。
超导电性的影响因素和基本临界参数
铁磁材料随温度的变化，在一定温度下发生铁磁顺磁的磁相转变，从而导致电阻-温度关系反常。
2. 受力情况对金属电阻的影响 （1）拉力的影响
在弹性限度内，单向拉伸或扭转应力能提高金属 的电阻率。
ρ0 为无负荷电阻率，αγ 应力系数，σ为拉应力。
（2）压力的影响 对于大多数金属，压力能降低金属的电阻率。
3. 冷加工对金属电阻的影响 冷加工的形变使金属的电阻率提高。
超导材料的应用
超导材料最诱人的应用是发 电、输电和储能。
由于超导材料在超导状态 下具有零电阻和完全的抗磁性 ，因此只需消耗极少的电能， 就可以获得10万高斯以上的稳 态强磁场。而用常规导体做磁 体，要产生这么大的磁场，需 要消耗3.5兆瓦的电能及大量的 冷却水，投资巨大。
超导磁体可用于制作交 流超导发电机、磁流体发电机 和超导输电线路等。
5 接触电性
当两种材料在它们接触的效界面上产生的载流子 的某种行为，由此引起的两种材料单独存在时所没 有的新的电学效应，称为接触电效应。存在于两种 不同材料接触之中。
科学实验演示电的性质
科学实验演示电的性质电是我们生活中常见的物理现象，它具有独特的性质和特点。
通过科学实验的演示，我们可以更好地理解电的本质和性质。
本文将通过一系列实验演示，介绍电的性质，包括导电性、绝缘性、电流和电压。
一、导电性演示实验导电性是电的一种重要性质，指的是物质在电场中能够传导电流的能力。
在导电性实验中，我们可以使用导体和非导体材料进行对比来说明导电性的差异。
实验一：用导体连接电源和电灯材料：电源、电灯、导线、铝箔步骤：1. 将电源的正极和电灯的一端用导线连接。
2. 将电源的负极和铝箔紧密接触，并将另一端用导线与电灯连接。
3. 打开电源，观察电灯是否亮起。
实验结果：当电源打开时，电灯亮起。
这是因为铝箔作为导体能够传导电流，从而使得电灯发光。
实验二：用非导体切断电流材料：电源、导线、塑料棒步骤：1. 将电源的正极和电灯的一端用导线连接。
2. 将电源的负极和塑料棒紧密接触，并将另一端用导线与电灯连接。
3. 打开电源，观察电灯是否亮起。
实验结果：当电源打开时，电灯不亮。
这是因为塑料棒作为非导体不能传导电流，从而切断了电流的通路，使得电灯无法发光。
通过以上实验，可以清楚地看到导体和非导体对电流传导的影响，从而认识到导电性是电的一个重要性质。
二、绝缘性演示实验绝缘性是电的另一重要性质，指的是物质对电流的阻断能力。
在绝缘性实验中，我们可以使用不同的绝缘材料来演示绝缘的作用。
实验三：用胶带绝缘电线材料：电源、导线、胶带、电灯步骤：1. 将电源的正极和电灯的一端用导线连接。
2. 将电源的负极用导线与铜导线的一端连接。
3. 将铜导线的另一端用胶带绝缘。
4. 将另一根导线的一端与胶带绝缘的铜导线连接。
5. 将该导线的另一端与电灯连接。
6. 打开电源，观察电灯是否亮起。
实验结果：当电源打开时，电灯不亮。
这是因为胶带作为绝缘材料能够阻断电流的传导，使得电流无法流经电灯，从而电灯不发光。
通过这个实验，我们可以认识到绝缘材料在电流传导中的重要作用，以及绝缘性是电的一种基本性质。
最新纳米材料的电学特性
材料的电学性能
• 导电 电荷载流子：电子和阴离子，阳离子，以及电子空穴。
• 介电 绝缘体（电介质），在外电场作用下内部电场不为零， 正负电荷分布的中心分离，产生电偶极矩，即发生电 极化。
纳米材料对离子电导的影响
➢热缺陷的运动； ➢间隙离子的电导率：
=Asexp[-(E2 +Es/2)/ kBT]= Asexp[-Ws/kBT] ➢ 扩散：
纳米电子器件的基本现象
• 电导量子化 • 库伦阻塞效应 效应
如果量子点材料和基体材料的介电性质不同,当半导体材 料从体相减小到可以产生量子尺寸效应以后,量子点中 的电子、空穴和激子等载流子受到由于量子点材料和基 体材料的介电性质不同引起量子点电子结构的变化的影 响,这种效应称为介电受限效应。
=D×nq2/kT
影响金属导电性的因素
• 温度 • 应力 • 冷加工变形 • 合金元素及相结构
纳米材料的电学特性
同一种材料，当颗粒达到纳米级时，它的电阻、电阻温度 系数都会发生变化。如银是良导体，但是10-15nm大小的银 颗粒的电阻会突然升高，失去金属的特征；对于典型的绝 缘体氮化硅、二氧化硅等，当其颗粒尺寸小到15-20nm 时， 电阻却大大下降使它们具有导电性能。
纳米材料的介电性
结束语
谢谢大家聆听！！！
17
• 当纳米材料与介质的介电常数值相差较大 时，便产生明显的介电限域效应，此时，
带电粒子间的库仑作用力增强，结果增强 了电子-空穴对之间的结合能和振子强度， 减弱了产生量子尺寸效应的主要因素—— 电子-空穴对之间的空间限域能，即此时表
面效应引起的能量变化大于空间效应所引
起的能量变化，从而使能带间隙减小，反
映在光学性质上就是吸收光谱表现出明显 的红移现象。
导体与绝缘体的电气特性
导体与绝缘体的电气特性在我们日常生活和现代科技中，电是无处不在的。
而要理解电的传输和控制，就必须了解导体和绝缘体这两个重要的概念。
它们的电气特性对于电路的设计、电器的运作以及电力系统的安全稳定都有着至关重要的影响。
首先，让我们来认识一下导体。
导体，顾名思义，就是能够良好传导电流的物质。
常见的导体有金属，如铜、铝、银等。
这是因为这些金属内部存在着大量可以自由移动的电子。
当在导体两端施加电压时，这些自由电子就会在电场的作用下定向移动，从而形成电流。
导体的电导率通常都比较高，这意味着它们能够让电流相对容易地通过。
比如，铜是一种非常优秀的导体，被广泛应用于电线电缆中，因为它可以有效地减少电能在传输过程中的损耗。
导体的电阻是其一个重要的特性。
电阻的大小取决于导体的材料、长度、横截面积以及温度等因素。
一般来说，导体的长度越长、横截面积越小，电阻就越大。
而温度的升高通常会导致导体电阻的增加。
但也有一些特殊的情况，比如某些超导材料，在极低的温度下电阻会突然降为零，这一特性为未来的高效能源传输和强大的磁悬浮技术等带来了巨大的潜力。
与导体相对的是绝缘体。
绝缘体是那些几乎不能传导电流的物质，例如橡胶、塑料、玻璃和陶瓷等。
绝缘体内部的电子被紧紧束缚在原子或分子中，无法自由移动，所以电流很难通过。
这使得绝缘体在电路中起到了隔离和保护的作用。
我们常见的电线外皮通常就是由绝缘材料制成的，以防止电流泄漏造成触电危险。
绝缘体也并非完全不导电，只是其电导率非常低。
在极端条件下，比如非常高的电压或者特定的环境中，绝缘体也可能会被击穿而导电。
这也是为什么在设计和使用电气设备时，需要充分考虑绝缘材料的耐压能力和工作环境。
导体和绝缘体的电气特性在实际应用中有着广泛的用途。
在电路中，导体用于连接各个电子元件，传输电能和信号；而绝缘体则用于包裹导线、隔离不同电位的部分，以确保电路的安全和稳定运行。
在电力传输系统中，高压架空输电线路通常采用钢芯铝绞线作为导体。
电学串联电路与平行电路的特性
电学串联电路与平行电路的特性电学串联电路和平行电路是电路学中的基础概念。
它们分别描述了电路中电阻、电容和电感器件的连接方式和特性。
在本文中，我们将分析和比较电学串联电路和平行电路的特性，以更好地理解它们在电路中的应用。
一、电学串联电路的特性电学串联电路是将电阻、电容或电感等元器件按照一定的顺序连接在一起的电路。
当元器件按照串联的方式连接时，它们的电流是相等的，而电压则会在不同的元器件之间分配。
以下是电学串联电路的特性：1. 电流相等：在电学串联电路中，电流通过每个元器件时是相等的。
这是因为在串联电路中，电流只有一条路径可以流动。
因此，电路中的总电流等于每个串联元器件的电流之和。
2. 电压分配：在电学串联电路中，电压会在每个串联元器件之间分配。
这是因为在串联电路中，电流通过每个元器件时是相等的，根据欧姆定律，电压与电流成正比。
因此，电路中的总电压等于每个串联元器件的电压之和。
3. 总电阻等于各个电阻之和：在电学串联电路中，各个电阻之间是相互连接的。
因此，总电阻等于各个电阻的阻值之和。
这是由于串联电路中电流必须通过每个电阻，总电阻等效于按顺序连接的各个电阻。
二、电学平行电路的特性电学平行电路是将电阻、电容或电感等元器件按照平行的方式连接在一起的电路。
当元器件按照平行的方式连接时，它们的电压是相等的，而电流则会在不同的元器件之间分配。
以下是电学平行电路的特性：1. 电压相等：在电学平行电路中，电压在每个平行元器件之间是相等的。
这是因为在平行电路中，电压只有一个路径可以流动。
因此，电路中的总电压等于每个平行元器件的电压。
2. 电流分配：在电学平行电路中，电流会在每个平行元器件之间分配。
这是因为在平行电路中，电压在每个平行元器件之间是相等的，根据欧姆定律，电流与电压成正比。
因此，电路中的总电流等于每个平行元器件的电流之和。
3. 总电导等于各个电导之和：在电学平行电路中，各个元器件是并联连接的。
因此，总电导等于各个元器件的电导之和。
电学特性检测课件
定义与重要性
定义
电学特性检测是指通过测量电学参数 来评估材料、器件或系统的性能特征 ，包括电阻、电容、电感、电导等。
重要性
电学特性检测是电子工程、材料科学 、物理学等领域中非常重要的实验手 段，对于产品研发、质量控制以及科 学研究具有重要意义。
检测方法分类
直流测量法
通过测量直流电流和电压来计 算电阻、电导等参数。
详细描述
电力系统的稳定性对于保障电力供应的可靠性至关重要。电学特性检测通过对电力系统的电压、频率 、波形等参数进行实时监测和分析，能够及时发现潜在的不稳定因素，为预防和解决电力系统故障提 供科学依据。
案例三：通信信号质量检测
总结词
通过电学特性检测，确保通信信号质量 达标。
VS
详细描述
通信信号质量直接影响通信系统的性能和 可靠性。电学特性检测通过对通信信号的 幅度、频率、相位等参数进行测量和分析 ，能够及时发现信号失真、干扰等问题， 为通信系统的优化和维护提供数据支持。
电磁感应原理
法拉第电磁感应定律
当磁场发生变化时，会在导体中产生电动势，电动势的大小与磁场变化率成正比 。
楞次定律
感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
电路分析原理
欧姆定律
流过电阻的电流与电阻两端的电压成 正比，与电阻成反比。
基尔霍夫定律
电路中任一节点电流的总和等于零， 即流入节点的电流等于流出节点的电 流；对于任意一个闭合回路，电源电 动势的总和等于各部分电压降的总和 。
确性和稳定性。
执行器性能检测
对自动化控制系统中的执行器进 行电学特性检测，确保其动作准
确性和响应速度。
01
电学特性检测的实 验操作
10LED电学特性_程立文
二、LED的电学指标
• 1、正向电压 VF：LED正向电流在20mA时的 正向电压。 • 2、正向电流 IF：对于小功率LED，目前全世 界一致定为20mA，这是小功率LED的正常 工作电流。但目前出现了大功率LED的芯片， 所以IF就要根据芯片的规格来确定正向工作 电流
二、LED的电学指标
• 3、反向漏电流IR：按LED以前的常规规定， 指反向电压在5V时的反向漏电流。如上面 所说，随着发光二极管性能的提高，反向 漏电流会越来越小，但大功率LED芯片尚未 明确规定。 • 4、工作时的耗散功率PD：即正向电流乘以 正向电压。 • 5、开启电压UON
• 特别注意，如果不加任何保护，当正向电 压增加到一定值后，发光二极管的正向电 压增加会减小，而正向电流增加会加大， 会因电流增大而烧坏发光二极管。
一、LED的电流-电压特性图
1、OC段：反向死区
• 发光二极管加反向电压是不发光的，但有 反向电流。这个反向电流通常很小，一般 在几µ A之内。
– 1990~1995年，为10μA – 1995~2000年，为5µA – 目前一般是，为3µ A以下，但基本上是0µ A
LED的电学特性
内容
• • • • • 一、LED的电流-电压特性图 二、LED的电学指标 三、LED的极限参数 四、LED的其它电学参数 五、电参数测量仪
LED的伏-安（I-V）特性
（1） LED的伏-安（I-V）特性是流过芯片PN 结电流随施加到PN结两端上电压变化的特 性，它是衡量PN结性能的主要参数，是PN 结制作优劣的重要标志。 （2）LED具有单向导电性和非线性特性。
一、LED的电流-电压特性图
1、CD段：反向击穿区
• 发光二极管的反向电压一般不要超过10V， 最大不得超过15V。超过这个电压，就会出 现反向击穿，导致LED报废。
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• 设计一个利用电学特性检测农产品‘品质’或 ‘水分’的装置
有图说明 组成与原理 对象 检测方法 10页以上 列出参考文献 下周上课前发给我 : jwang@ 二同学间不得：抄袭
一、基本概念
农业物料的电学特性--基本概念
农业物料的电学特性可分为二类: 一类是在物料内部存在某种能量而产生电位，
例如生物物料中的生物电位差； 另一类是指影响物料所在空间的电磁场及电流
分布的一些特性，例如电阻、电导、介电特性 等。
1 电阻和电导
电学特性-- 概念 --电阻和电导
电阻和电导
电阻和电阻率的定义
电阻R是导体内两端的电位差与电流强度之比。 电阻率ρ是用来比较各种物质相对的电阻大小
的量，又称比电阻。
体(电介质)。 电介质其分子中的电子受到很大束缚力，致
使电子不能自由移动，故电介质在一般情况 下是不导电的。
电学特性--概念--介电特性
如果将电介质置于外加电场中，则电介质将 被极化。
这时有极分子由杂乱的排列变为定向排列， 形成定向极化，在电介质表面上出现正、负 电荷。
极化会生相反电场，并使充满电介质的电容 器极板间的电位差减小，电容量增大。
其单位为S／m。
电学特性-- 概念 --电阻和电导
电阻率及电导率在确定农业物料及食品的含水 率和其它物理化学特性方面有着广泛的应用。
生物物料电阻率很低，电阻率及电导率大部分 局限于含水率测定上。
举例－－豆浆的电导率
通电加热是利用物料的电导特性，当在物料的 两端施加交变电压时，物料中有电流通过，自 身产生热量。
豆渣悬浮液的通电加热速率(a)及温度θ与电导率的关系(b)
在豆浆中加入电导率很小的颗粒物质(豆渣)，使豆 浆的加热速率和电导率都略有降低，含渣量越多， 其加热速率和电导率下降越明显。
豆渣的加入阻碍了豆浆中导电颗粒和离子的运动， 运动阻力增大，导电性能下降，电导率降低。
加渣对豆浆加热速率（a)和电导率γ(b)的影响
电学特性--概念--介电特性
相对介质损耗因数反映电 介质在交流电场中可能损 耗的能量。
其值愈大表明物料在微波 处理时加热愈快。
电学特性--概念--介电特性
介电特性主要有三项，即相对介电常数，相对
介质损耗因数和介质损耗角正切tg 。它们之
间关系可用下式表示
r r jr r e j
温度升高引起电子间频繁的碰撞，导致碰撞时 间缩短，从而使电阻率增大。
电阻率与物料内的自由电子数成反比。
电学特性-- 概念 --电阻和电导
电导和电导率 物体的电导是指该物体所通过电流与该物体
所加电压的比值。 对直流电路而言，就是电阻的倒数，其单位
为S。 电导率是电阻率的倒数，记为
σ＝1/ρ= L /R A，
• 豆浆固形物质量分数增大，导电成分成比例增加，豆浆的 电导率随固形物的增加成线性增加。
温度θ(a)和固形物质量分数w(b)对豆浆电导率γ的影响
加热速率
加热速率及电导率在60℃左右发生突变。 在60℃以下，加热速率和电导率较小；在60℃以
上，加热速率和电导率快速增加。 含渣量越多，加热速率和电导率也越高。
增大电场强度，豆浆的电导率 并没有发生变化。 主要原因是电压增大，加速了豆浆中离子和导电颗
粒的运动，通过物料的 电流也成比例增加，但电流 与电压的比值并没有增大，所以电导率基本不变。
电场强度E对豆浆电导率γ的影响
2 介电特性
电学特性--概念--介电特性
电介质的极化和介电常数 按导电性质的不同，物体可分为导体和非导
电学特性-- 概念 --电阻和电导
可用下式加以定义：
ρ=RA/L L——导体长度 A——导体横截面积 电阻R是与导体尺寸有关的量，而电阻率ρ
是与导体尺寸无关的量。因此，电阻率是表 征导体性质的一个物理量。
电学特性 -- 概念 --电阻和电导
生物物料的电阻率不仅与物料性质有关，而且 还与含水率和温度有关。
举例
水果的电学特性及与品质的相关性 农作物生长过程的电学特性
电学特性对农作物生长的影响 是否可以利用电学特性对畜产品品质进行评价 谷物（如稻谷、小麦等）存在哪些电学特性 电学特性在农产品分级加工中的应用
一、基本概念 二、物料电特性测量方法 三、电学特性与技术在农业中应用
作业
要求
• 通过查阅资料，完成一个PPT
介质损耗 将平板电容器两极扳间充以电介质，在高频电场作
• 升温速率快，加热均匀； • 无传热面，也就没有传热面的污染问题； • 热效率高(90%以上)； • 易于实现连续操作； • 适合较高浓度的液体和固液混和物的加热。
豆浆通电加热速率的大小主要决定于豆浆的电 导率。
豆浆的电导率与温度成直线关系.
• 主要是蛋白质胶体颗粒和无机盐离子，随温度的升高，导 电颗粒和离子的运动增大，电导率增大；
tg r / r
式中 r r ——复数相对介电常数
r ——相对介电常数 tg ——相对介质损耗因数
——介质损耗角
电学特性--概念--介电特性
电介质的相对介电常数可定义为
r
C C0
式中 C——以材料为介质时的电容器的电容 C。——以真空为介质时的电容器的电容
相对介电常数是物料实际介电常数和真空介 电常数的比值，是一个无量纲的量，可写成
农业物料的电学特性
如何利用电学特性评价农产品品质。 如何利用电学特性进行植物生长信息和生理
信息的检测。 电强与植物生长作、动物生长间的关系如何。 除课堂内容外，你能否设计一种电学特性方
面的装置，并在日常生活中有所应用。
生物电学特性及生物系统工程中的应用 如何利用电学特性评价农产品品质。 设计一个电学特性评价农产品品质的测试装置。 举例电学特性生物信息获取中的利用。
r 0
电学特性--概念--介电特性
介质损耗角的正切也是反映能 量的损耗。
介质损耗角是交流电的总电流I 与电容器中的电容电流之间的 夹角。
充满理想电介质的电容器无能 量损耗，电流超前电压90°。
由于有了损耗，使相位角减小， 损耗角增加。
损耗角和相位角的关系如下
=90°-
电学特性--概念--介电特性