孫祖童 綿陽中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校

論電子電路涉及的高中物理知識

孫祖童 綿陽中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校

電子電路是采用電子技術(shù)的運(yùn)用多種物理學(xué)遠(yuǎn)離，規(guī)模龐大及各種電路網(wǎng)絡(luò)為一體的迄今為止功能最為強(qiáng)大的電路，電子電路的應(yīng)用與普及使得人們的生活發(fā)生了巨大的改變，并持續(xù)影響人們的生活方式。電子電路是高中物理電路知識的升級版與強(qiáng)化版，但它的運(yùn)用原理與物理電路知識大致相同，并且在設(shè)計(jì)與使用方面設(shè)計(jì)到大量的高中物理知識。作為一名高中生，對電子電路的理解認(rèn)知不能僅僅停留在生活中的表面現(xiàn)象，而要結(jié)合所學(xué)高中物理知識進(jìn)行深入分析，收獲心得體會。文章基于高中生視角，以多元化客觀化的視角思考問題，試論電子電路涉及到的高中物理知識。

電子電路 高中物理知識 高中生視角 深入分析

電子電路比起高中物理電路功能性與安全性與有過之而無不及，物理電路只是簡單地對進(jìn)行各種電子元件進(jìn)行分析，并不會考慮如何連接電路網(wǎng)絡(luò)等一系列問題。而電子電路需要考慮的因素相當(dāng)多，設(shè)計(jì)電子電路需要花費(fèi)的人力成本與時(shí)間成本相當(dāng)之高，但相對地，它也具有無可比擬的優(yōu)越性。

1 高中物理原理在電子電路中的應(yīng)用

人們研究電子電路主要分為兩個方面，一方面是對電子電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，涉及到高中物理原理的應(yīng)用，另一方面則是對電子電路進(jìn)行改良強(qiáng)化功能，同樣也涉及到一些物理元件的相關(guān)知識。其中，電子電路的成型需要物理原理作為依據(jù)是極為重要的，這是電子電路運(yùn)用的第一步。高中物理原理在電子電路中應(yīng)用的方面有很多，無法一一詳盡，選取以下三個方面作為案例，以供參考：

第一，電子電路連接方式依據(jù)高中物理知識。電子電路與物理電路一樣，都需要根據(jù)實(shí)際情況選擇連接方式，這種連接方式的選擇需要依據(jù)高中物理知識。高中物理中不再忽略電源電阻與電流熱損，需要更多的考慮實(shí)際情況，一般來說，將閉合電路中的電路連接方式分為兩種，串聯(lián)與并聯(lián)。串聯(lián)電路具有電路供給穩(wěn)定，需要電源供給的電壓充足，以及不容易發(fā)生安全隱患等特點(diǎn)，在對安全與穩(wěn)定要求很高的單元電路中，采用串聯(lián)的方式結(jié)合閉合電路歐姆定律，判斷出電源需要供給的電壓。并聯(lián)電路具有各用電器間電壓充足，需要供給的電壓電壓少，電流不穩(wěn)定等特點(diǎn)，在對安全與穩(wěn)定要求不高的單元電路中，采用并聯(lián)的方式結(jié)合閉合電路歐姆定律，得出干路與支路需要的電流大小。

第二，電子電路設(shè)計(jì)的系統(tǒng)電路圖需要依據(jù)高中物理知識。電子電路是繁重復(fù)雜的工程，因此需要在不斷地模擬中選擇判斷最佳方案，而模擬的最好方式是畫出系統(tǒng)電路圖來實(shí)現(xiàn)模擬設(shè)計(jì)。畫出系統(tǒng)電路圖涉及到各電子元件符號，電路連接方式的選擇，以及電子儀器的選擇，這些都是高中物理要求高中生學(xué)會與掌握的，盡管電子電路是物理電路的升級版，然而在許多方面都依據(jù)了高中物理知識，沒有高中物理的支撐，即便花費(fèi)大量的時(shí)間人力成本也無法建造出規(guī)模龐大功能強(qiáng)大的電子電路。

第三，電子電路故障分析與處理需要依據(jù)高中物理知識。在電子電路成型后，在長久使用的過程中難免會發(fā)生故障，這時(shí)候也要依據(jù)高中物理原理來分析處理。在電子電路的故障中，短路與斷路較可能出現(xiàn)的情況，一般沒可能發(fā)生開路。電子電路在發(fā)生故障時(shí)，如果串聯(lián)電路部分各用電器無法使用檢測出電路電流幾乎為零的情況基本可以判定為斷路，可以通過電壓表測量用電器兩端來判斷。并聯(lián)電路中各用電器使用功率過大，基本可以判定為短路，這時(shí)候檢測需要安裝電阻來方式電流過大燒壞用電器的情況。

2 電子電路升級改良涉及的高中物理知識

電子電路并非一成不變的電路，人們致力于將功能強(qiáng)大的集成電路往功能更為強(qiáng)大的方向發(fā)展，在電子電路的探索中，還要運(yùn)用高中物理知識改良電子電路元件等。高中生只有在熟悉高中物理知識的情況下，才能結(jié)合實(shí)際情況，分析出電子電路升級改良涉及的物理知識，案例很多，無法一一列舉，以下選擇三種案例以供參考：

2.1 使用新型導(dǎo)線減少電流熱損失

無論是何種電路都需要利用導(dǎo)線來承接運(yùn)輸電流，而在電流的運(yùn)輸過程中必然會產(chǎn)生電流熱效應(yīng)，一部分的電能轉(zhuǎn)換為熱能散發(fā)在空氣中，形成電能損耗。在電子電路的升級改良，人們采用新型導(dǎo)線的方式來較少電能的損耗，在傳統(tǒng)的電子電路中，人們使用銅線作為導(dǎo)體，然而效果并理想，后來選擇半導(dǎo)體，超導(dǎo)體作為導(dǎo)線，由于這些導(dǎo)體性能優(yōu)良，且導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性都較好，因此能夠使電流穩(wěn)定高效地運(yùn)輸，從而達(dá)到改良電子電路的目的。

2.2 使用新型電路集成板存儲更多數(shù)據(jù)

電子電路不僅能夠承擔(dān)電流安全穩(wěn)定地運(yùn)輸，還能夠存儲數(shù)據(jù)并在需要時(shí)讀取數(shù)據(jù)，這種強(qiáng)大的功能是其他電路所沒有的，人們通過在電子電路中安裝電路集成板將數(shù)據(jù)存儲到其中。近年來，人們采用了半導(dǎo)體材料，作為電路集成板中的制造材料，而這種新型電路集成板存儲數(shù)據(jù)穩(wěn)定并且能夠有效地保存數(shù)據(jù)，方便人們的讀取，因此這種新型電路集成板在電子電路中的運(yùn)用也越來越普及，改良優(yōu)化了電子電路。

2.3 使用新型材料作為電子元件優(yōu)化整體功能

電子電路屬于集成電路，在電子電路網(wǎng)絡(luò)中有無數(shù)的單元電路以及電子元件，電子電路的整體功能是各電子元件性能的充分反映，因此電子元件的性能關(guān)系著整體電路的功能。選擇新型材料作為電子元件，能夠較少電路故障的產(chǎn)生，使電路的更為安全穩(wěn)定的運(yùn)行，另外一些新型材料的成本較低，還能夠節(jié)省電子電路的經(jīng)濟(jì)成本，具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義，這同樣依據(jù)高中物理知識中對材料各種參數(shù)的判斷與選擇，以及電路運(yùn)行各種參數(shù)中的計(jì)算。

綜上所述，電子電路涉及到的高中物理知識相當(dāng)多，在電子電路的設(shè)計(jì)與分析中，需要用到高中物理的相關(guān)原理，如選擇連接方式，畫出系統(tǒng)電路圖，以及檢測排除故障等，還可以通過運(yùn)用新型材料來改良電路的部分功能，在許多部分功能改進(jìn)的基礎(chǔ)上優(yōu)化整天功能。

[1]蔡久評，熊中侃.電子電路故障檢測技術(shù)研究[J].電子測試.2010年2月