電

• 電子（electron）：在原子中，圍繞在原子核外面帶負(fù)電荷的粒子稱為電子。

• 電路（electrics circuit）:由電源、用電器、導(dǎo)線等連接組成的電流通道，分為閉合電路和開合電路。不經(jīng)負(fù)載的閉合電路被稱之為短路。電子元器件在電路中的連接方法有串聯(lián)和并聯(lián)兩種基本形式。

• 電壓（voltage）或稱電勢差，是趨使電子流經(jīng)導(dǎo)線的一種潛能，若把電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)必須對電場做功就稱兩點(diǎn)之間存在電壓（電勢差）。

• 電流：是電荷的移動(dòng)，通常以安培（Ampere）為度量單位。任何移動(dòng)中的帶電粒子都可以形成電流。

• 電荷（electric charge）是電子負(fù)荷的量，電場之源。當(dāng)正電荷發(fā)生凈移動(dòng)時(shí)，在其移動(dòng)方向上即構(gòu)成電流。

• 電阻（electric resistance）：限制電路中電流的量，亦稱為電流的阻力。

• 阻抗（impedance）：交流電路中對電流限制能力(以同電阻用于直流電路非常相似的方式)的一種度量。定義為電壓除以電流

• 電功率（electric Power）：定義為單位時(shí)間內(nèi)所作之功。因?qū)Ь€不積存電荷，故在一閉合電路中有多少電荷通過電池必有相同量之電荷通過電阻。

• 電場（electric field）：正或負(fù)電荷周圍產(chǎn)生電作用的區(qū)域，電場方向由高電勢指向低電勢。

• 電容（capacitance）：加電壓至金屬平行板上，電荷會(huì)分布于其上，而其所表現(xiàn)的比例常數(shù)值，也是存儲電荷能力的度量。

• 電感（inductance）：線圈由變化磁場對另一個(gè)線圈（互感,M）或自身（自感,L）產(chǎn)生電壓能力的度量

• 電源（power supply）：干電池與家用的110V/220V 交流電源是常見的電壓源。

• 電壓源：可以維持定值大小的電壓且不受負(fù)載變動(dòng)的影響的來源。

• 電流源：可以維持定值大小的電流且不受負(fù)載變動(dòng)的影響的來源。

• 充電（electrify）：給蓄電池等設(shè)備補(bǔ)充電量的過程。

• 變壓/整流（rectification/commutation）：把交流電(不斷改變方向的電流)變?yōu)橹绷麟?只允許電流朝一個(gè)方向流動(dòng)。電燈和電機(jī)使用交流電,但大多數(shù)電子設(shè)備需用直流電。

• 導(dǎo)體（conductor）：能夠讓電流通過的材料。

• 接地（ground connection; grounding; earthing）

• 電擊（electric shock）：經(jīng)由導(dǎo)體接觸到某程度的電壓源，人體只要1mA就會(huì)有觸電之感覺，5mA以上就會(huì)有肌肉痙攣現(xiàn)象，在嚴(yán)格控制下可作為醫(yī)療使用，但未受控制下將會(huì)造成生命危險(xiǎn)。

電古代發(fā)現(xiàn)

早在對于電有任何具體認(rèn)知之前，人們就已經(jīng)知道發(fā)電魚（electric fish）會(huì)發(fā)出電擊。早在4750年前撰寫的古埃及書籍記載，這些魚被稱為“尼羅河的雷使者”，是所有其它魚的保護(hù)者。大約兩千五百年之后，希臘人、羅馬人，阿拉伯自然學(xué)者和阿拉伯醫(yī)學(xué)者，才又出現(xiàn)關(guān)于發(fā)電魚的記載。

古羅馬醫(yī)生 Scribonius Largus 也在他的大作《Compositiones Medicae》中，建議患有像痛風(fēng)或頭疼一類病痛的病人，去觸摸電鰩，也許強(qiáng)力的電擊會(huì)治愈他們的疾病。

阿拉伯古人可能是最先了解閃電本質(zhì)的族群。早于15世紀(jì)以前，阿拉伯人就創(chuàng)建了“閃電”的阿拉伯字 “raad”，并將這字用來稱呼電鰩。

在地中海區(qū)域的古老文化里，很早就有文字記載，將琥珀棒與貓毛摩擦后，會(huì)吸引羽毛一類的物。2600年前左右，古希臘的哲學(xué)家泰勒斯（Thales, 640-546B.C.）就做了一系列關(guān)于靜電的觀察。從這些觀察中，他認(rèn)為摩擦使琥珀變得磁性化。這與礦石像磁鐵礦的性質(zhì)迥然不同；磁鐵礦天然地具有磁性。泰勒斯的見解并不正確。但后來，科學(xué)證實(shí)了磁與電之間的密切關(guān)系。

電近代研究

但是幾千年來，人們只是觀察了雷電等自然現(xiàn)象，并不了解電的本質(zhì)，直到1600年，由于英國科學(xué)家威廉·吉爾伯特的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度，才開始對于電與磁的現(xiàn)象出現(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。吉爾伯特是英國女王伊麗莎白一世的皇家醫(yī)生，他對于電和磁特別有興趣，撰寫了第一本闡述電和磁的科學(xué)著作《論磁石》。這是一本具有現(xiàn)代科學(xué)精神的書籍，著重于從實(shí)驗(yàn)結(jié)果論述。吉爾伯特指出，不只是琥珀可以經(jīng)過摩擦產(chǎn)生靜電的物質(zhì)，鉆石、藍(lán)寶石、玻璃等等，也都可以表現(xiàn)出同樣的電學(xué)性質(zhì)，在這里，他成功地?fù)羝屏绥甑奈κ瞧鋬?nèi)秉性質(zhì)這持續(xù)了2000年的錯(cuò)誤觀念。吉爾伯特制成的靜電驗(yàn)電器可以敏銳的探測靜電電荷。在之后的一個(gè)世紀(jì)，這是最優(yōu)良的探測靜電電荷的儀器。

先前，意大利數(shù)學(xué)家和醫(yī)生吉羅拉莫·卡爾達(dá)諾列出一些電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的不同之處。從卡爾達(dá)諾的結(jié)果，吉爾伯特得到很多啟發(fā)，他提出更多分歧之處：帶電物質(zhì)會(huì)吸引所有其它物質(zhì)，而磁石只會(huì)吸引鐵器；琥珀需要磨擦才能產(chǎn)生電性，而磁石不需要任何動(dòng)作；磁石會(huì)將物體按照某定向排列，而帶電物質(zhì)則只會(huì)吸引其它物質(zhì)。吉爾伯特創(chuàng)建了新拉丁術(shù)語“electrica”（類似琥珀，從“?λεκτρον”，“elektron”，希臘文的“琥珀”），意思為像琥珀的吸引方式一般的那些物質(zhì)。

由于他在電學(xué)的眾多貢獻(xiàn)，吉爾伯特被后人尊稱為“電學(xué)之父”。后來，從“electricus”又衍生了英文詞語“electric”和“electricity”，這兩個(gè)英文字最先出現(xiàn)于托馬斯·布朗的1646年著作《世俗謬論》（Pseudodoxia Epidemica，英文書名《Vulgar Errors》）。之后，科學(xué)家奧托·馮·格里克、羅伯特·波義耳、史蒂芬·葛雷（Stephen Gray） 、查理·杜費(fèi)（Charles du Fay） 等等，都做了更進(jìn)一步的研究。

電十八世紀(jì)

1767年，約瑟夫·普利斯特里做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在帶電金屬容器的內(nèi)部，電作用力為零。從這實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他準(zhǔn)確猜測，帶電物體作用于彼此之間的吸引力與萬有引力都遵守同樣的定律。1785年，查爾斯·庫侖用扭秤（torsion balance）做實(shí)驗(yàn)證實(shí)了普利斯特里的猜測，兩個(gè)帶電物體施加于彼此之間的作用力與距離成平方反比。他奠定了靜電的基本定律，即庫侖定律。于此，電的研究已提升成為一種精密科學(xué)。

1791年，路易吉·伽伐尼發(fā)現(xiàn)，假設(shè)將青蛙與靜電發(fā)電機(jī)連結(jié)成閉合電路，然后開啟靜電發(fā)電機(jī)，則青蛙肌肉會(huì)顫動(dòng)。這實(shí)驗(yàn)演示出，神經(jīng)細(xì)胞倚賴電的媒介將信號傳達(dá)到肌肉。他因此創(chuàng)建了生物電學(xué)術(shù)領(lǐng)域。1800年，亞歷山大·伏打伯爵將銅片和鋅片浸于食鹽水中，并接上導(dǎo)線，制成了第一個(gè)電池：伏打電堆，堪稱是現(xiàn)代電池的元祖。伏打電堆給予科學(xué)家一種比靜電發(fā)電機(jī)更穩(wěn)定的電源，能夠連續(xù)不斷的供給電流。

電十九世紀(jì)

1820年，漢斯·奧斯特在課堂做實(shí)驗(yàn)時(shí)意外發(fā)現(xiàn)，電流能夠偏轉(zhuǎn)指南針的方向，演示出電流周圍會(huì)生成磁場，即電流的磁效應(yīng)。隨后，安德烈·瑪麗·安培對于這現(xiàn)象做定量描述，給出安培力定律與安培定律。他們兩個(gè)人的研究成果成功地將電與磁現(xiàn)象連結(jié)在一起，共稱為“電磁現(xiàn)象”。應(yīng)用這理論，可以制作出來磁性超強(qiáng)勁于天然磁石的電磁鐵。1827年，格奧爾格·歐姆發(fā)展出一套精致的數(shù)學(xué)理論來分析電路。

1831年，麥可·法拉第與約瑟·亨利分別獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)──磁場的變化可以生成電場。1865年，詹姆斯·麥克斯韋將電磁學(xué)加以整合，提出麥克斯韋方程組，并且推導(dǎo)出電磁波方程。由于他計(jì)算出來的電磁波速度與測量到的光速相等，他大膽預(yù)測光波就是電磁波。1887年，海因里?！ず掌澇晒χ瞥刹⒔邮盏禁溈怂鬼f所描述的電磁波。麥克斯韋將電學(xué)、磁學(xué)與光學(xué)統(tǒng)合成一種理論。

1859年，德國物理學(xué)家尤利烏斯·普呂克將真空管兩端的電極之間通上高壓電，產(chǎn)生陰極射線。物理學(xué)者發(fā)現(xiàn)，陰極射線是以直線傳播，但其傳播方向會(huì)被磁場偏轉(zhuǎn)。陰極射線具有可測量的動(dòng)量與能量。1897年，約瑟夫·湯姆孫做實(shí)驗(yàn)證實(shí)，陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成，稱為電子，因此他發(fā)現(xiàn)了電子。

十九世紀(jì)早期見證了電磁學(xué)快速蓬勃，如火如荼的演進(jìn)。到了后期，應(yīng)用電磁學(xué)的先進(jìn)知識，電機(jī)工程學(xué)開始了一段突破性的發(fā)展。例如，亞歷山大·貝爾發(fā)明了電話、湯瑪斯·愛迪生設(shè)計(jì)出優(yōu)良的白熾燈和直流電力系統(tǒng)、尼古拉·特斯拉發(fā)展完成感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和發(fā)現(xiàn)交流電、卡爾·布勞恩改良成功裝置在顯示器或電視機(jī)里的陰極射線管。由于這些與其他眾多發(fā)明家所做出的貢獻(xiàn)，電已經(jīng)成為現(xiàn)代生活的必需工具，更是第二次工業(yè)革命的主要?jiǎng)恿Α?h3 class="title-text">電二十世紀(jì)

德國物理學(xué)者海因里希·赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)，照射紫外線于電極可以幫助產(chǎn)生更多電花。這就是光電效應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。包括約瑟夫·湯姆孫、菲利普·萊納德在內(nèi)的物理學(xué)者們，對于光電效應(yīng)的做了很多理論研究與實(shí)驗(yàn)研究。1905年，阿爾伯特·愛因斯坦發(fā)表論文對于光電效應(yīng)的眾多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出解釋。愛因斯坦主張，光束是由一群離散的量子（現(xiàn)稱為光子）組成，而不是連續(xù)性波動(dòng)。假若光子的頻率大于某極限頻率，則該光子擁有足夠能量來使得金屬表面的電子逃逸，產(chǎn)生光電效應(yīng)。這個(gè)重要發(fā)現(xiàn)展開了量子物理的大門。

1901年，古列爾莫·馬可尼從英國發(fā)射無線電訊號，越過大西洋，傳送至加拿大。5年后，“無線電之父”李·德富雷斯特研究出真空三極管。這重大發(fā)明推動(dòng)電子時(shí)代急速向前推進(jìn)，使得無線電與長途電話科技不再是遙不可及的夢想。到了1940、1950年代，固態(tài)原件開始出現(xiàn)在越來越多個(gè)場合，這標(biāo)記著真空管科技的快速?zèng)]落與半導(dǎo)體科技的崛起。1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的威廉·肖克利、約翰·巴丁和沃爾特·布喇頓工作團(tuán)隊(duì)發(fā)明了晶體管。這是二十世紀(jì)最重要的發(fā)明之一，凡是電子器具大多都須要用到晶體管。杰克·基爾比于1958年和羅伯特·諾伊斯于1959年分別獨(dú)立發(fā)明集成電路?，F(xiàn)今，大量晶體管、二極管、電阻器、電容器等電子原件都可以被裝配在單獨(dú)的集成電路里。

按實(shí)際用電量計(jì)算的電費(fèi)部分。電度電費(fèi)用以補(bǔ)償電力企業(yè)隨發(fā)供電量變化而變化的變動(dòng)成本支出部分。對居民等小用戶，電度電費(fèi)即為其全部應(yīng)交電費(fèi)；對執(zhí)行兩部制電價(jià)的用戶，電度電費(fèi)僅為應(yīng)交電費(fèi)的一部分，再加上基本電費(fèi)才為其全部應(yīng)交電費(fèi)。電度電費(fèi)是按照電力企業(yè)在用戶處安裝的計(jì)費(fèi)電能計(jì)量裝置中有功電能表讀數(shù)為基數(shù)計(jì)算的。

由于電能表計(jì)數(shù)是累計(jì)值，因此在計(jì)算一個(gè)規(guī)定期限內(nèi)的用電量時(shí)，應(yīng)是期末讀數(shù)與期初讀數(shù)之差。在電能計(jì)量裝置中裝用電流互感器和電壓互感器時(shí)，還要分別乘以電流互感器和電壓互感器的變比。電流互感器（或電壓互感器）的變比為電流互感器（或電壓互感器）一次繞組與二次繞組的額定電流（或電壓）的比值。

高電壓用戶的計(jì)費(fèi)電能計(jì)量裝置如裝在其專用變壓器低壓側(cè)，執(zhí)行高壓側(cè)規(guī)定的電價(jià)時(shí)，稱為高供低量用戶。這類用戶的用電量應(yīng)把用戶專用變壓器的銅鐵損電量中的有功損耗電量部分并入用電量之內(nèi)，計(jì)算出電度電費(fèi)。

電位降定義

電位降法測電偶電流galvanic current measurement by }x}tcnrial drop一種測定金屬電偶腐蝕的簡易方法二在被測 的電偶對之間接一個(gè)已知的低阻值電阻，電偶電流流過時(shí)測 定電阻兩端的電壓降，即可算出電偶電流，分析電渦腐蝕的行 為。優(yōu)點(diǎn):沒備簡單易得;缺點(diǎn):由于有一個(gè)電壓降，故測出的 電偶電流總是比電偶對一完全短接時(shí)的實(shí)際電偶電流小二[1]2100433B

標(biāo)準(zhǔn)電極電勢標(biāo)準(zhǔn)電極電勢

對于任意給定的電極，使其與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組合為原電池：

標(biāo)準(zhǔn)氫電極 || 給定電極

設(shè)若以消除液體接界電勢，則此原電池的電動(dòng)勢就作為該給定電極的氫標(biāo)電極電勢，簡稱為電極電勢，并用φ來表示。

以銅電極為例： Pt | H₂(p^?) | H (a_H =1) || Cu² (a_Cu2 ) | Cu(s)

負(fù)極氧化 H₂(p^?)→2H (a_H =1) 2e^-

正極還原 Cu² (a_Cu2 ) 2e^-→Cu(s)

凈反應(yīng) H₂(p^?) Cu² (a_Cu2 )═Cu(s) 2H (a_H =1)

電池的電動(dòng)勢E=φ_R-φ_L

下表“”和“”分別表示“右“和“左”，則電動(dòng)勢E為

E=φ_{Cu2 |Cu}-φ^Θ_{H |H2}=φ_{Cu2 |Cu}

根據(jù)以上規(guī)定，該電池的電動(dòng)勢就是銅電極的氫標(biāo)還原電極電勢。當(dāng)銅電極的Cu² 的活度a_Cu2 =1時(shí)，實(shí)驗(yàn)測得的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢為0.337V，所以φ_{Cu2 |Cu}=0.337V。用同樣的方法可得到 其他電極的標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢值，列表備用 。

標(biāo)準(zhǔn)電極電勢標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表

標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表，是指半反應(yīng)按電極電勢由低到高排序，可十分簡明地判斷氧還反應(yīng)的方向。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢是可逆電極在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)及平衡態(tài)時(shí)的電勢，也就是標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)的電極電勢。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢有很大的實(shí)用價(jià)值，可用來判斷氧化劑與還原劑的相對強(qiáng)弱，判斷氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行方向，計(jì)算原電池的電動(dòng)勢、反應(yīng)自由能、平衡常數(shù)，計(jì)算其他半反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，等等。

為了能正確使用標(biāo)準(zhǔn)電極電位表（課本或化學(xué)手冊上均有較詳細(xì)的表），現(xiàn)將有關(guān)的一些問題敘述如下：

(1)在Mⁿ /M電極反應(yīng)中，M叫做物質(zhì)的還原態(tài)。Mⁿ 叫做物質(zhì)的氧化態(tài)，物質(zhì)的還原態(tài)和氧化態(tài)構(gòu)成氧化還原電對。電對也常用符號來表示，例如Zn² /Zn是一個(gè)電對，Cu(II)/Cu也是一個(gè)電對等。

(2)表中所列的標(biāo)準(zhǔn)電極電位的正、負(fù)數(shù)值，因電極反應(yīng)進(jìn)行方向而改變。如，當(dāng)電極反應(yīng)按Zn² 2e^-=Zn，或者按Zn=Zn² 2e^-的方式進(jìn)行時(shí)，電對（Zn² /Zn或Zn/Zn² ）的標(biāo)準(zhǔn)電極電位符號是相反的。

(3)在表中，物質(zhì)的還原態(tài)的還原能力自下而上依次增強(qiáng)；物質(zhì)的氧化態(tài)的氧化能力自上而下依次增強(qiáng)。具體地說，電對的電極電位數(shù)值越小，在表中的位置越高，物質(zhì)的還原態(tài)的還原能力越強(qiáng)，電對的電極電位數(shù)值越大，在表中的位置越低，物質(zhì)的氧化態(tài)的氧化能力越強(qiáng)。例如電對Zn^ 2/Zn的標(biāo)準(zhǔn)電極電位的數(shù)值為-0.76伏較Cu數(shù)值 0.34伏為小，所以Zn原子較Cu原子容易失去電子，即Zn是較強(qiáng)的還原劑。

(4)物質(zhì)的還原態(tài)的還原能力越強(qiáng)，其對應(yīng)的氧化態(tài)的氧化能力就越弱，標(biāo)準(zhǔn)電極電位越?。晃镔|(zhì)氧化態(tài)的氧化能力越強(qiáng)，其對應(yīng)的還原態(tài)的還原能力就越弱，標(biāo)準(zhǔn)電極電位越大。

(5)只有電極電位數(shù)值較小的物質(zhì)的還原態(tài)與電極電位數(shù)值較大的物質(zhì)的氧化態(tài)之間才能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，兩者電極電位的差別越大，反應(yīng)就進(jìn)行得越完全。