?4.電力設(shè)備和三相交流技術(shù)

    兩相交流電是用四根電線輸電的技術(shù)。德國的多勃羅沃爾斯基在繞組上想出了竅門，從繞組上每隔120度的三個(gè)地方引出抽頭，得到了三相交流電。1889年，利用這種三相交流電的旋轉(zhuǎn)磁場，制成了功率為100的最早的三相交流電動(dòng)機(jī)。

    同年，多勃羅沃爾斯基又開發(fā)出了三相四線制交流接線方式，并在1891年的法蘭克福輸電實(shí)驗(yàn)（150va三相變壓器）中獲得了圓滿成功。

    8.電子電路元器件的歷史

    當(dāng)代，是包括計(jì)算機(jī)在內(nèi)的電子學(xué)繁榮昌盛的時(shí)代，其背景與電子電路元器件由電子管-晶體管=集成電路的不斷發(fā)展有著密切的關(guān)系。

    1.電子管

    電子管是沿著二極管-三極管-四極管-五極管的順序發(fā)明出來的。

    二極管：前面曾經(jīng)講過，愛迪生發(fā)現(xiàn)了電燈泡燈絲發(fā)射電子的“愛迪生效應(yīng)”。1904年，英國人弗萊明受到“愛迪生效應(yīng)”的啟發(fā)，發(fā)明了二極管。

    三極管：1907年，美國的福雷斯特發(fā)明了三極管。當(dāng)時(shí)，真空技術(shù)尚不成熟，三極管的制造水平也不高。但在反復(fù)改進(jìn)的過程中，人們懂得了三極管具有放大作用，終于拉開了電子學(xué)的帷幕。

    振蕩器也從上面所講過的馬可尼火花裝置發(fā)展為三極管振蕩器。三極管有三個(gè)電極，陽極，陰極和設(shè)置在二者之間的控制柵極，這個(gè)控制柵極是用來控制陰極所發(fā)射的電子流的。

    四極管：1915年，英國的朗德在三極管的控制柵極與陽極之間又加了一個(gè)電極，稱為簾柵極。其作用是解決三極管中流向陽極的電子流中有一部分會(huì)流到控制柵極上去的問題。

    五極管：1927年，德國的約布斯特在陽極與簾柵極之間又加了一個(gè)電極，發(fā)明了五極管。新加的電極被稱為抑制柵。加入這個(gè)電極的原因是：在四極管中。電子流撞到陽極上時(shí)陽極會(huì)產(chǎn)生二次電子發(fā)射，抑制柵就是為抑制這種二次電子發(fā)射而設(shè)置的。

    此外。1934年美國的湯綠森通過對(duì)電子管進(jìn)行小型化改進(jìn)，發(fā)明了適用于超短波的橡實(shí)管。

    管殼不用玻璃而采用金屬的st管發(fā)明于1937年，經(jīng)小型化后的mt管發(fā)明于1939年。

    2.晶體管

    半導(dǎo)體器件大致分為晶體管和集成電路（ic）兩大部分。第二次世界大戰(zhàn)后，由于半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，電子學(xué)得到了令人矚目的發(fā)展。

    晶體管是美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克萊，巴丁，布拉特在1948年發(fā)明的。

    這種晶體管的結(jié)構(gòu)是使兩根金屬絲與低摻雜鍺半導(dǎo)體表面接觸，稱為接觸型晶體管。

    1949年。開發(fā)出了結(jié)型晶體管，在實(shí)用化方面前進(jìn)了一大步。

    1956年開發(fā)出了制造p型和n型半導(dǎo)體的擴(kuò)散法。它是在高溫下將雜質(zhì)原子滲透到半導(dǎo)體表層的一種方法。1960年開發(fā)出了外延生長法并制成了外延平面型晶體管。外延生長法是把硅晶體放在氫氣和鹵化物氣體中來制造半導(dǎo)體的一種方法。

    有了半導(dǎo)體技術(shù)的這些發(fā)展，隨之就誕生了集成電路。

    3.集成電路

    大約在1956年，英國的達(dá)馬就從晶體管原理預(yù)想到了集成電路的出現(xiàn)。

    1958年美國提出了用半導(dǎo)體制造全部電路元器件，實(shí)現(xiàn)集成電路化的方案。

    1961年，得克薩斯儀器公司開始批量生產(chǎn)集成電路。

    集成電路并不是用一個(gè)一個(gè)電路元器件連接成的電路，而是把具有某種功能的電路“埋”在半導(dǎo)體晶體里的一個(gè)器件。它易于小型化和減少引線端，所以具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

    集成電路的集成度在逐年增加。元件數(shù)在100個(gè)以下的小規(guī)模集成電路，100~1000個(gè)的中規(guī)模集成電路，1000~100000個(gè)大規(guī)模集成電路。以及100000個(gè)以上的超大規(guī)模集成電路，都已依次開發(fā)出來，并在各種裝置中獲得了廣泛應(yīng)用。

    電磁效應(yīng)

    物質(zhì)中的電效應(yīng)是電學(xué)與其他物理學(xué)科(甚至非物理的學(xué)科)之間聯(lián)系的紐帶。物質(zhì)中的電效應(yīng)種類繁多。有許多已成為或正逐漸發(fā)展為專門的研究領(lǐng)域。比如：

    電致伸縮、壓電效應(yīng)(機(jī)械壓力在電介質(zhì)晶體上產(chǎn)生的電性和電極性)和逆壓電效應(yīng)、塞貝克效應(yīng)、珀耳帖效應(yīng)(兩種不同金屬或半導(dǎo)體接頭處，當(dāng)電流沿某個(gè)方向通過時(shí)放出熱量，而電流反向時(shí)則吸收熱量)、湯姆孫效應(yīng)(一金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體中維持溫度梯度，當(dāng)電流沿某方向通過時(shí)放出熱量，而電流反向時(shí)則吸收熱量)、熱敏電阻(半導(dǎo)體材料中電阻隨溫度靈敏變化)、光敏電阻(半導(dǎo)體材料中電阻隨光照靈敏變化)、光生伏打效應(yīng)(半導(dǎo)體材料因光照產(chǎn)生電位差)，等等。

    對(duì)于各種電效應(yīng)的研究有助于了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及物質(zhì)中發(fā)生的基本過程，此外在技術(shù)上，它們也是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和非電量電測法的基礎(chǔ)。

    電磁測量

    也是電學(xué)的組成部分。測量技術(shù)的發(fā)展與學(xué)科的理論發(fā)展有著密切的聯(lián)系，理論的發(fā)展推動(dòng)了測量技術(shù)的改進(jìn)；測量技術(shù)的改善在新的基礎(chǔ)上驗(yàn)證理論。并促成新理論的發(fā)現(xiàn)。

    電磁測量包括所有電磁學(xué)量的測量，以及有關(guān)的其他量(交流電的頻率、相角等)的測量。利用電磁學(xué)原理已經(jīng)設(shè)計(jì)制作出各種專用儀表(安培計(jì)。伏特計(jì)、歐姆計(jì)、磁場計(jì)等)和測量電路，它們可滿足對(duì)各種電磁學(xué)量的測量。

    電磁測量的另一個(gè)重要的方面是非電量(長度、速度、形變、力、溫度、光強(qiáng)、成分等)的電測量。它的主要原理是利用電磁量與非電量相互聯(lián)系的某種效應(yīng)。將非電量的測量轉(zhuǎn)換為電磁量的測量。由于電測量有一系列優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高、量程寬、慣量小、操作簡便，并可遠(yuǎn)距離遙測和實(shí)現(xiàn)測量技術(shù)自動(dòng)化，非電量的電測量正在不斷發(fā)展。

    電學(xué)相關(guān)

    電學(xué)作為經(jīng)典物理學(xué)的一個(gè)分支，就其基本原理而言，已發(fā)展得相當(dāng)完善，它可用來說明宏觀領(lǐng)域內(nèi)的各種電磁現(xiàn)象。

    20世紀(jì)，隨著原子物理學(xué)、原子核物理學(xué)和粒子物理學(xué)的發(fā)展，人類的認(rèn)識(shí)深入到微觀領(lǐng)域，在帶電粒子與電磁場的相互作用問題上，經(jīng)典電磁理論遇到困難。雖然經(jīng)典理論曾給出一些有用的結(jié)果，但是許多現(xiàn)象都是經(jīng)典理論不能說明的。經(jīng)典理論的局限性在于對(duì)帶電粒子的描述忽略了其波動(dòng)性方面，而對(duì)于電磁波的描述又忽略了其粒子性方面。

    按照量子物理的觀點(diǎn)，無論是物質(zhì)粒子或電磁場都既有粒子性，又具有波動(dòng)性。在微觀物理研究的推動(dòng)下，經(jīng)典電磁理論發(fā)展為量子電磁理論。(未完待續(xù))

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