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        電工理論在實(shí)踐中的應(yīng)用

        2014-12-31 00:00:00侯春娥
        數(shù)字化用戶 2014年7期

        【摘 要】電工理論是一個(gè)比較廣泛的范圍,在實(shí)踐中應(yīng)用也比較廣泛。本文主要論述了日常生活常見的電工理論在實(shí)踐中的運(yùn)用,例如:在無損耗電阻中的運(yùn)用,以及憶阻器中的運(yùn)用。本文詳細(xì)介紹了這兩種具體的實(shí)踐中的相關(guān)理論,以及詳細(xì)的計(jì)算公式等。但是理論在實(shí)踐中的應(yīng)用也有不足的地方,例如理論聯(lián)系實(shí)際的不準(zhǔn)確,電流和電磁理論不合理等,本文也做了一定的論述,希望相關(guān)人員加以重視。

        【關(guān)鍵詞】電工理論 實(shí)踐 應(yīng)用 無損耗電阻 憶阻器 數(shù)據(jù)

        一、電工理論在實(shí)際中的運(yùn)用例子

        (一)在無損耗電阻中應(yīng)用

        1.無損耗電阻的組裝

        從電工理論的相關(guān)知識(shí)可以得知,當(dāng)電感L 的端電壓與電流為關(guān)聯(lián)方向時(shí),L 的伏安特性為u(t)=L*di L(t)d t)=R(L,i L,t)*i L(t)(1)式。注意:(1)式中的R(L,i L,t)=L*d In i L(t)d t。

        然而當(dāng)電容C 的端電壓u c(t)與電流i c(t)為關(guān)聯(lián)方向時(shí),C 有呈現(xiàn)出另一種的伏安特性:

        I c(t)=C*d u c(t)d t=G(C,u c,t)#u c(t)(2)式。注意:(2)式中的G(C,u c,t)=C*d In u c(t)d t。

        有電工理論知識(shí)可了解,無損耗電阻有兩個(gè)組成部分,一個(gè)是電感L ,另一個(gè)是電容C 。而由(1)和(2)式看出,這兩者的的特性剛剛好體現(xiàn)出了一個(gè)事實(shí):無損電阻是時(shí)變的非線性元件。

        2.在理論中的實(shí)際運(yùn)用

        有實(shí)際可知,無阻損耗有兩個(gè)組分。由電工理論以及實(shí)物考察可推測出,無損耗電阻是一種具有多個(gè)功能的變換器。這種變換器可以把電流轉(zhuǎn)換成電壓輸出,當(dāng)開關(guān)達(dá)到某一個(gè)值得時(shí)候,這個(gè)轉(zhuǎn)換器就把這個(gè)電流轉(zhuǎn)換成遞增或遞減的電壓。當(dāng)開關(guān)時(shí)間又到達(dá)另一個(gè)值,電阻中又出現(xiàn)一個(gè)電流,由此可見這種轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)電路中電流的變換。所以可以總結(jié)這種無損耗電阻大致有兩方面的功能,具體是回轉(zhuǎn)器以及理想變換器的功能。這是電工理論的實(shí)際運(yùn)用。

        (二)電工理論在憶阻器中的運(yùn)用

        1.憶阻器的基本知識(shí)

        通過電工理論可以了解到,二端口的電路元件的三個(gè)元件,也就是電阻、電容、電感之間相互作用建立了電路的四個(gè)變量也就是電壓、電流、磁通量和電荷量間的數(shù)學(xué)聯(lián)系。據(jù)此,還在他們之間建立了公式關(guān)系,而且在過去相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi),一直錯(cuò)誤的認(rèn)為前三者為基本元件,并且認(rèn)為有它們?nèi)齻€(gè)就足夠了。但是憶阻器的發(fā)現(xiàn)證明了上述觀點(diǎn)的錯(cuò)誤,相反由于憶阻器的特性,可以說它是在電阻、電容、電感三個(gè)基本元件之后的第4 個(gè)基本的理想元件。由此可以說,憶阻器的發(fā)現(xiàn)是對電工理論的繼承發(fā)展和創(chuàng)新。

        2.憶阻器在理論中的運(yùn)用

        有電工理論可知納米電子自旋可以產(chǎn)生的磁性效應(yīng),基于此研發(fā)出了多種電子自旋憶阻器,而且這三種憶阻器的原理不盡相同。一種憶阻器是二氧化鈦雙極開關(guān)模型。這種憶阻器是電子自旋的,能夠?qū)﹄娮柚狄圆煌乃俣绒D(zhuǎn)換。而且,筆者認(rèn)為憑借這種憶阻器的優(yōu)勢,在不遠(yuǎn)的未來,它會(huì)受到大眾的青睞。除此之外,通過憶阻器的發(fā)現(xiàn)表明數(shù)學(xué)方法在電工理論的應(yīng)用中還是比較重要的。由此可見,電工理論和實(shí)踐的結(jié)合面也越來越廣,這也是值得肯定的地方。

        (三)在電工理論的實(shí)踐小結(jié)

        上文對無損耗電阻的相關(guān)性能進(jìn)行了論證,說明了無阻損耗的電阻實(shí)際的功能是變換器。由此可知,無阻損耗電阻的發(fā)現(xiàn)豐富了電工理論,給電工理論的實(shí)際運(yùn)用開辟了一個(gè)新的道路。而且憶阻器的發(fā)現(xiàn)和更新,也同樣在電工理論在實(shí)際的應(yīng)用樹立了一個(gè)很好的先例,不僅僅要尊重科學(xué)理論,還要積極思考善于挑戰(zhàn)理論。

        二、電工理論在實(shí)踐中的應(yīng)用出現(xiàn)的問題

        (一)電流與電磁理論不符合

        電工理論中闡述到電子自傳才可以產(chǎn)生磁場,而電子公轉(zhuǎn)才能形成電場,兩個(gè)“場”同時(shí)存在,但是電和磁是完全不同的事物,它們的聯(lián)系只有是通過一定的過程間接轉(zhuǎn)換。但是從力學(xué)方面分析,兩力方向一致是里做過的必要條件。磁場的方向和電流的方向是直角,磁力就不能做工,所以,實(shí)際電流是如何產(chǎn)生的就成了自相矛盾。

        (二)電功率名稱不能和物理意義適應(yīng)

        從實(shí)踐中可以知道,在實(shí)際的電路中有兩種負(fù)載,可以轉(zhuǎn)變兩種能量,一個(gè)是熱能一個(gè)是交變電磁場能,但是因?yàn)閷碚撝械臒o功功率認(rèn)識(shí)不足,不承認(rèn)電磁功率做工,所以在實(shí)際的電動(dòng)機(jī)的電功率中也不承認(rèn)電磁做工,導(dǎo)致實(shí)際電動(dòng)機(jī)的電功率與有用功率不符合。

        (三)電工理論有些與實(shí)踐不相符

        電工理論中并不承認(rèn)電路諧振可以產(chǎn)生能量,據(jù)此可以說,電路中就不應(yīng)該利用電容器,但是在實(shí)際中情況卻相反,電容器的應(yīng)用范圍還相當(dāng)不小。而且,電容器也在電路電網(wǎng)中也經(jīng)常被使用,這也是電工理論與實(shí)踐不符的一個(gè)表現(xiàn)。

        三、結(jié)語

        電工理論目前是在實(shí)踐領(lǐng)域有了較多較為廣泛的應(yīng)用,例如無損耗電阻,憶阻器,電動(dòng)機(jī)等等的應(yīng)用,方便了大眾的生活的同時(shí),也有利于高科技的發(fā)展。但是也應(yīng)該看出,電工理論在實(shí)際的應(yīng)用過程中也存在不少的問題,需要有關(guān)人員積極思考來解決,這樣在不斷實(shí)踐的過程中,才還可以改進(jìn)運(yùn)用的方法,而且這樣也能在實(shí)踐中不斷豐富和發(fā)展電工理論。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]趙陽,李世錦,沈雪梅,尹海平. “電工理論與新技術(shù)”學(xué)科建設(shè)探討[A]. 中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)、中國電工技術(shù)學(xué)會(huì).電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)、中國電工技術(shù)學(xué)會(huì):,2005:4.

        [3]馮平,豆興偉. 從憶阻器的發(fā)現(xiàn)看在電工理論的應(yīng)用[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2012,S1:86-87+97.

        作者簡介:

        姓名:侯春娥,性別:女,民族:瑤,出生年月:1986-06,籍貫:廣西省柳州市,職稱:助理講師,學(xué)歷:本科, 所屬行業(yè):中職教師。

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