理(li)論學習
沒有滿(mǎn)腹經綸,何能出(chu)口成章。但覺得(dé)書海茫茫,不😄知(zhī)從何下手?應先(xiān)把課本啃完,此(ci)是基礎。怎算啃(ken)完?把所有内容(rong)看完,所有公式(shi)推導一遍,習題(ti)全部做完。按照(zhào)老師講授的内(nei)容隻夠應付考(kao)試,書名都帶基(jī)礎,還挑着學,還(hái)想從事此行業(ye),連門都💰還沒進(jin)呢!事實證明,往(wang)往選讀的内容(róng)實際工作中很(hen)常用到。
淡然無(wu)味的文字,晦澀(se)的公式,望而生(shēng)畏?此時需要一(yī)位良師❤️——興趣。每(měi)人興趣來源也(ye)許不同,爲了電(diàn)子💚競賽⛷️,爲了找(zhao)個好工作,無論(lun)如何有了興趣(qu)就有求知的欲(yù)望。筆者😘的興趣(qu)源于幼時的好(hǎo)奇心,總想拆🐪開(kai)收音機看看人(rén)在哪裏,隻見元(yuán)件一堆。後來将(jiāng)壞電器的元件(jian)拆下用細銅絲(si)連接釘于木闆(pan)上,插上220V,試試有(yǒu)何功☔能,結果當(dāng)然是爆了。直到(dào)五年級從親⁉️戚(qi)處拿來👌一些電(dian)器維修的書,從(cong)7管收音機電路(lu)了解到放大的(de)概念,電風扇副(fù)繞組電容🐕分相(xiàng)與主繞組形成(chéng)旋轉磁場,電飯(fan)鍋利用鐵氧體(tǐ)的居裏點自動(dòng)跳閘,頓覺電子(zǐ)🍉世界其樂無窮(qiong)。凡見帶電的東(dong)西都要一窺其(qi)🐆原理,地攤淘舊(jiu)書,抄壞電器的(de)電路圖🈚研究,利(li)是錢買來一把(ba)烙鐵和一🛀🏻個指(zhi)針萬用表,一堆(dui)腐乳瓶👅裝住分(fèn)好類的阻容晶(jing)體管🈲,從此踏上(shang)這📞條不歸路。
大(da)學課本爛熟于(yu)心後,可以先找(zhǎo)開創性、原理性(xing)的🔱書籍來研💃究(jiū)✏️,看到技術發展(zhan)脈絡。比如從電(diàn)子管開始研究(jiū)放大器🌈,了解栅(shān)偏壓對陽極電(diàn)流的控制作用(yòng),如何設置工作(zuo)點和負反饋,到(dào)晶體管放大再(zai)到集成電路,你(ni)會發現其實JFET與(yu)電🌂子管有些💰類(lèi)似。從電磁學到(dao)電動力學,固體(tǐ)物理、半導體物(wù)理到半導體器(qì)件物理,控🏃♂️制🥰理(lǐ)論。另外還可學(xué)習熱力學、光學(xue),一級級進階豐(feng)富知識面。當前(qian)工程實踐中的(de)問題都可應用(yòng)這些理論解釋(shi),電路調試中所(suǒ)謂“靈異”現象不(bu)過是你水平不(bú)夠而已。而一些(xiē)設計手冊、指南(nan)是應對器件電(diàn)路非理想特性(xing)的應用技巧❤️,沒(méi)有過多🐕推導,也(ye)不難理解。
别以(yi)爲老舊的知識(shi)過了時,當今熱(re)門技術早有理(lǐ)論🤟研究。現在火(huǒ)熱的AI,從1950年提出(chū)圖靈試驗,1969年成(cheng)立IJCAI,1987年👣召開第一(yī)次國際神經網(wǎng)☔絡會議,到當今(jin)随着網絡發展(zhan)和硬件計算能(néng)力提高,理⭐論才(cai)得以實現和大(dà)量應用,被常人(rén)所熟知。
最重要(yao)一點,别刻意記(jì)憶結論,要自己(ji)推導一遍。有人(ren)覺得爲何不能(neng)寫得生動活潑(po),公式一大堆,其(qí)實技術是講求(qiu)根㊙️據的,非憑感(gǎn)覺,任何試圖以(yi)通俗易懂的方(fāng)式去轉⭕化都有(you)可能偏離本質(zhì),真正有興趣的(de)人自不🌈覺枯燥(zào),望而卻步的人(rén)也許志不在此(cǐ)。像《一分鍾理解(jie)xxx》,不過是爲讓常(cháng)人易于理解,對(duì)工程師🥰是不夠(gòu)的,高🐉端🤞技術也(yě)不會通俗易懂(dong)。
實踐
實踐的重(zhong)要性不言而喻(yu),對一些結論和(hé)想法進行驗證(zhèng),印象異常深刻(ke)。以前做一個晶(jing)體管音頻放大(dà)器,偏置電流設(shè)置得比較低,輸(shu)入線引長之後(hou)竟然收到了🌍AM電(dian)台,說明低偏😍置(zhi)電流下三極管(guan)發射結進行了(le)檢波,将靠近輸(shu)🧑🏽🤝🧑🏻入端的引😍線在(zai)鐵氧體磁芯上(shàng)繞幾圈便被抑(yì)制了,說明了扼(è)流圈的作用。
可(kě)惜大學裏提供(gòng)給學生實踐的(de)資源還是很有(you)限。不過🌂即便如(rú)🌈此,有時還是可(ke)以變通一下,以(yi)前做一個升👣壓(ya)逆變器,沒有大(da)功率晶體管,就(jiu)用薄鐵片剪一(yī)個齒輪,膠水固(gù)定在🔞錄音機馬(ma)達轉軸上,電池(chi)碳棒作電刷,齒(chi)輪通斷㊙️形成開(kāi)關,工頻變壓器(qì)倒過來用,實現(xiàn)了升壓,但變壓(ya)器燙手,要先轉(zhuan)起來再用碳棒(bàng)靠近,避免鐵芯(xin)飽和。
在實踐過(guo)程中,還需結合(he)理論總結分析(xi)。你會認識到器(qì)件的非理想特(te)性,爲何會有很(hěn)大幹擾、噪聲、自(zi)激,達不到✔️預期(qi)性能。導體♌存在(zài)電阻和電感,導(dǎo)體間存在電🌈容(rong),載流子熱運動(dong)産生熱噪聲⭕等(děng)等,隻不過大多(duō)數情🏃🏻況下你潛(qian)意識裏理想化(hua)了。地環路——法拉(la)第電磁感應定(ding)律,多點接地——導(dao)線的阻抗已經(jīng)不能忽略,公共(gòng)阻抗、一點接地(di)——不過是歐姆定(ding)律,非理想特性(xìng)是被忽略的分(fèn)布存在的真實(shí)元件以及元件(jian)的真實特性,本(ben)該如🏃🏻♂️此,并沒有(you)多神秘。所以沒(mei)有豐富的理論(lùn),不提煉總結,依(yi)賴于别人的經(jīng)驗,不知其所以(yi)然。
思考
問渠哪(nǎ)得清如許?爲有(yǒu)源頭活水來。勤(qin)于思考,用心感(gǎn)悟,觸發靈感和(hé)産生創新的源(yuán)泉。
思考知識間(jian)的聯系,融會貫(guàn)通。一個環形電(diàn)感,感應電動勢(shi)U=Ldi/dt,又有另外的形(xing)式U=Ndφ/dt,這兩者有什(shi)麽聯系,結合安(ān)培環路定理推(tui)導你會找出電(diàn)感量與線圈匝(zā)數、磁導率和磁(cí)路截面S和磁路(lu)長度l的關系L=μN2S/l。根(gen)據電感的定義(yi)L=Ψ/i=Nφ/i同樣得到L=μN2S/l,殊途(tú)同路。SI單位制中(zhōng)有7個基本單位(wei),當前科學技術(shù)中如此之多的(de)物理量單位由(you)其導出,你說各(gè)種知識之間有(yǒu)沒有密切的聯(lian)系?
通電導線内(nei)平均電場有多(duō)大呢,不妨推導(dǎo)一下,其結果🥰爲(wei)電流密度和電(diàn)阻率乘積。
衆所(suǒ)周知電傳播速(su)度非載流子的(de)移動速度。那麽(me)實際導體中電(diàn)子平均速度是(shi)多少呢?設銅導(dǎo)線截面積🌏爲1mm2,電(diàn)流爲1A,根據銅相(xiàng)對原子質量和(hé)密度,可得摩爾(er)密度爲1.4×105mol/m3,1mol數量爲(wei)阿伏伽德羅常(chang)數,設銅原子最(zui)外層爲1個電子(zǐ)脫離💋束縛,則自(zì)由電子密度爲(wèi)8.4×1028/m3,根據電流定義(yi)I=Q/t=vtSpq/t得㊙️到速度v=I/(Spq)=1/(1×10-6×8.4×1028×1.6×12-07)≈74μm/s,這隻(zhī)是大概值。導🌏體(ti)既然有電場爲(wei)何電子不是加(jiā)速呢,實際🎯電子(zǐ)運動會經曆加(jiā)速、與原子碰撞(zhuàng)等,碰撞、束縛宏(hóng)觀爲阻力,與宏(hóng)觀電場力相等(děng),電場力克🧑🏽🤝🧑🏻服阻(zǔ)力做功使導體(tǐ)發熱,此爲電阻(zǔ)。
大膽假設,然後(hòu)證明。摩擦帶電(diàn)的塑料可以吸(xi)引紙屑,220V帶電☔導(dǎo)線爲何不會吸(xī)引紙屑?其實前(qian)者指帶電荷,後(hòu)者指通有電流(liu)是電中性的。不(bu)過用一個絕緣(yuán)棒連接的金屬(shu)球碰觸一個對(duì)大地爲100V的電壓(ya),實際上吸引不(bu)了紙屑,但也是(shi)帶了電荷的。球(qiu)體半徑R,根據電(diàn)場高斯定理、電(diàn)壓、電容定義得(dé)孤立導體球電(diàn)容C=4πε0R。兵乓球大🔞的(de)金屬球電容爲(wei)2.2pF,連接到100V電壓上(shàng)充電電量爲220pC,當(dang)然脫離電源後(hou)球體電勢隻有(yǒu)100V。當充進1.5μC電量時(shi)(相當于人體帶(dài)10kV靜電的電量,冬(dōng)天很平常)電勢(shì)有682kV,表面電場是(shi)很高的。能否吸(xi)🧑🏽🤝🧑🏻引紙屑還沒試(shi)過,充這麽高電(dian)壓需要起電機(ji)。
曾經有一個靜(jìng)電發電機的想(xiang)法,一個固定,一(yī)個可動極闆構(gòu)成電容,可動極(jí)闆靠近固定極(jí)闆時,電源🌈對極(ji)闆充進電荷,然(rán)後可動極闆由(yóu)機械能帶動遠(yuǎn)離固定極闆并(bing)脫離電源,克服(fu)極闆間電場力(lì)所做的功使極(jí)闆間電壓增大(dà)(電容減少了),到(dao)達頂端連💜接到(dào)輸出電容對其(qí)充電,然後返回(hui)充電,周而複此(ci)🥰,這樣輸入輸💞出(chū)的平均電流相(xiang)同但電壓變高(gao)了,驅🐆動極闆運(yun)動的機械能轉(zhuan)化爲電能。
别人(ren)的經驗,千萬别(bié)不假思索拿來(lái)即用。比如驅動(dòng)繼電器,很☎️多書(shū)上都說線圈要(yao)并聯一個二極(ji)管吸收反電動(dong)勢。然而這不是(shi)🙇🏻任何時候都合(hé)适的,二極管正(zheng)向🚶♀️導通時壓降(jiàng)低等效電阻小(xiao),時間常數爲L/R,電(dian)🌍流衰減緩慢,導(dao)緻觸🙇🏻點斷開時(shi)間延後,吸力不(bú)足的時間區間(jiān)變大,斷開不夠(gou)幹脆。有些情況(kuàng)就需要并聯電(dian)阻或二♊極🔆管串(chuan)聯穩壓管提高(gāo)吸收電壓,使電(dian)流迅速衰減。
關(guān)于仿真
暫且将(jiang)知識分爲原理(lǐ)和技巧,利用工(gong)具是一種技巧(qiao)🔴,但應以🏃♀️原理爲(wèi)基礎。剛開始學(xue)習和工作,建議(yi)盡量手算,減少(shao)對工具的依賴(lai),對成長也有好(hǎo)處。下面有一個(gè)📐電路,兩個四線(xian)電阻并🙇♀️聯,求輸(shū)🔱出電壓和輸入(ru)電流的🈲關系,以(yi)及每部分電阻(zǔ)變化對輸出的(de)影響,光是前者(zhe)👈計算就可以⛷️寫(xie)滿幾頁紙⁉️,這也(ye)需要毅力。
