貴新旸

(大連市莊河市高級中學(xué)二年六班,遼寧 大連 116400)

高中電學(xué)在電路發(fā)展中的應(yīng)用

貴新旸

(大連市莊河市高級中學(xué)二年六班,遼寧 大連 116400)

力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)都是高中物理的重要組成部分，對我們高中生而言，電學(xué)知識在日常生活中是隨處可見的，其在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，尤其是在電路的發(fā)展中，有著重要的影響.因此，本文對高中電學(xué)在電路發(fā)展的應(yīng)用進(jìn)行分析，以便我們能夠在以后的學(xué)習(xí)和生活中，靈活運(yùn)用電學(xué)知識解決實際問題.

高中電學(xué)；電路發(fā)展；應(yīng)用

我們在高中學(xué)習(xí)電學(xué)知識，最終目的是要能夠運(yùn)用這些知識解決實際生活中的問題.而高中物理的許多實驗，都需要對電路進(jìn)行設(shè)計，這就能夠培養(yǎng)我們的實際操作能力，使我們能夠運(yùn)用所學(xué)的電學(xué)理論知識，學(xué)會獨(dú)立設(shè)計電路，掌握電學(xué)在電路發(fā)展中的應(yīng)用.

一、高中電學(xué)在有線通信中的應(yīng)用

1.電話

電話是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷挠芯€通信設(shè)備之一，其雙向傳輸是利用電信號來進(jìn)行的，在電話的工作過程中，是利用電路連接將兩部電話連接起來的.在電話機(jī)中設(shè)置有送話器，當(dāng)我們對著送話器說話時，空氣會隨著我們聲帶的振動而振動，聲波就是這樣形成的.當(dāng)聲波經(jīng)過送話器時，就會有電流產(chǎn)生，也就是我們平時提到的話音電流.于是，電路會將話音電流進(jìn)行傳輸，使其到達(dá)對方電話的受話器中，當(dāng)受話器接收到電流后，會將其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后變成聲波，傳至對方耳中.我們可以對電話的原理進(jìn)行模擬演示，模擬演示器的組成有三部分，一是聽筒，二是話筒，三是電池組.我們可將玻璃筒制成話筒，尺寸為8cm×3cm，在玻璃筒內(nèi)，我們可安裝20個1號電池的圓形顆粒棒，其長度為1cm，然后將玻璃筒用橡皮塞塞緊.將燈泡作為聽筒，用導(dǎo)線將鐵釘?shù)捻敹伺c燈泡連接起來，并讓鐵釘與電池棒接觸充分.我們可將燈泡的功率設(shè)置為2.5W，用3V的電源將其接通.接下來，我們將鐵釘?shù)膬啥四笞。⒂貌煌牧Χ葦D壓鐵釘，我們在觀察中可發(fā)現(xiàn)碳精粒會發(fā)生振動，話筒的電阻、電流都會變化，這時燈泡就會出現(xiàn)忽明忽暗的現(xiàn)象.于是，我們可以認(rèn)為，在增加壓力的情況下，電阻會減小，所以電流會增大，這時燈泡的亮度就會增加.在壓力減小的情況下，電阻會增大，而電流則會減小，這時燈泡的亮度就會變暗.

2.光纖通信

我們都知道，現(xiàn)階段的有線通信是利用光纖來實現(xiàn)通信的，其中以單模光纖占主導(dǎo)地位.利用單模光纖，能夠?qū)⒅欣^站的距離控制在100-200km內(nèi)，如果其效率能夠再提高一點(diǎn)，噪聲能夠再減小一點(diǎn)，中繼站距離還可擴(kuò)展到500-600km的范圍內(nèi).此外，在色散補(bǔ)償裝置中都會設(shè)置相應(yīng)的色散容限，能夠使傳輸系統(tǒng)發(fā)生變化，由原來的PDH變成現(xiàn)階段的SDH，而SDH中的電路等級也在不斷的升級，從原來的STM-1發(fā)展至STM-64，再加上密集波分DWDM的作用，使得光纖的容量進(jìn)一步擴(kuò)大，骨干路由器和交換機(jī)之間的接口數(shù)量在增多，而這些都離不開電路的設(shè)計.

二、高中電學(xué)在無線通信中的應(yīng)用

1.無線通信技術(shù)

我們的日常生活基本已經(jīng)被無線通信覆蓋，且無線通信技術(shù)已經(jīng)成為主流的通信技術(shù)，在未來有十分廣闊的發(fā)展前景.無線通信的信息傳遞，是通過電磁波信號來實現(xiàn)的，如我們在高中物理中所學(xué)習(xí)到的衛(wèi)星通信和微波通信.無線通信技術(shù)影響著我們生活的方方面面，根據(jù)相關(guān)調(diào)查，目前全球的無線用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到2億以上.在這些無線用戶中，既有文化層次比較高的人群，也有文化層次比較低的人群，這就說明無線技術(shù)的應(yīng)用范圍是非常廣泛的.而無線技術(shù)在被應(yīng)用的過程中，已經(jīng)由原來的固定模式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的移動模式，使得人們能夠更加便捷的對其進(jìn)行利用.總的來說，ZigBee技術(shù)、WiMAX、WiFi技術(shù)、NFC技術(shù)和IrDA技術(shù)等，已經(jīng)成為當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的無線通信技術(shù).

2.無線移動通信的發(fā)展

根據(jù)公眾移動通信的具體情況可知，無線移動通信的快速發(fā)展，是社會、經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的重要趨勢，而3G的廣泛應(yīng)用、4G在各行業(yè)的普及，也成為全球移動網(wǎng)絡(luò)的重要發(fā)展趨勢.總的來說，無線移動通信主要經(jīng)歷了五個階段，作為移動通信用戶，我們高中生有必要了解這一發(fā)展歷程.第一階段主要的應(yīng)用領(lǐng)域主要是艦船和軍事方面，并開始出現(xiàn)汽車公用移動電話系統(tǒng).第二階段是無線通信頻段有很大的進(jìn)步，從原來的150MHz擴(kuò)大至450MHz，并逐漸向半導(dǎo)體發(fā)展，并使移動電話和公用電話的接續(xù)問題得到解決.第三階段是無線通信頻段能達(dá)到800MHz，在這個時期提出了蜂窩系統(tǒng)概念，并由美國開展了AMPS試驗.第四階段是第二代數(shù)字通信的發(fā)展，并開始出現(xiàn)個人通信，頻段已經(jīng)能夠達(dá)到900MHz-1.9GHz.第五階段是第三代、第四代移動通訊時期，即隨著無線網(wǎng)絡(luò)、無線藍(lán)牙、GPS等的出現(xiàn)，無線通信的發(fā)展開始表現(xiàn)出多樣化、現(xiàn)代化等特征.

綜上所述，我們在高中學(xué)習(xí)到的電學(xué)知識，最終是要將這些知識應(yīng)用于現(xiàn)實生活中.因此，高中電學(xué)知識在電路的發(fā)展中起著非常重要的作用，無論是有線通信的發(fā)展，還是無線通信的發(fā)展，都離不開電學(xué)知識的合理運(yùn)用，對于提升電路設(shè)計科學(xué)性、合理性有著極大意義.

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[責(zé)任編輯：閆久毅]

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2017-07-01

貴新旸(2000.01-)，男，遼寧省大連市，遼寧省大連市莊河市高級中學(xué)，高中在讀.