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內容簡介圖解電力工程、電力設備的基礎知識
作者簡介譯者介紹 蔡婷朱 目錄前言 內容試閱§§與電子相關的三種電（電荷）§§ 一般來說，原子是由質子的正電與電子的負電相抗衡作用，原子本身並不帶電。然而，當原子遇到光、熱等外來能量，位處最外殼層的電子會飛出軌道外，形成自由電子的狀態。自由電子會在物質內移動，產生電後，引起各種作用。特別是金屬元素，繞行於最外殼層的電子在常溫下隨時都能飛出軌道，因此會被當成是通電的媒介（存在許多自由電子的物質稱為「導體」，不太具備自由電子的物質則稱為「絕緣體」）。 另一方面，原子在失去成了自由電子的電子後，產生失衡，形成帶正電狀態。此外，有些原子本身具備容易吸引自由電子的特性，甚至會出現將自由電子吸引進軌域，使原子帶負電的情況。像這樣將電子（或是分子）釋放出去又吸引回來，形成帶電狀態的原子又名為離子，因此離子也是一種電的型態。 半導體產業中，在半導體晶體裡，電子穿孔所形成的電洞（Electronhole）也被定義是電的型態之一。 §§電流動會產生什麼情況§§ 電型態之一的電子（電荷），在物質中流動又會產生什麼情況？各位不妨想像一下流動的自來水，將會較容易理解，因為電的流動和自來水極為相似。 舉例來說，水從水龍頭流出來時的水壓等同電所提到的電壓（單位為［V：伏特］），水從水龍頭流出來時的水流即為電流（單位為［A：安培］）。電阻（單位為［Ω：歐姆］）則是指水管粗度。換言之，電壓愈高，表示電流動的壓力愈強，電流愈大，流動的電量就愈多。而電阻代表電流動的順暢度，因此電阻太大時，即意味著水管太細。 當水從水龍頭流出，與葉輪片接觸時，葉輪片接收了水的能量（水力），便開始轉動。而電在流過物質時，也會隨著物質特性，產生發光、發熱等各種作用。這也是為何電子流動所產生的能量（將其稱為「電力」）能轉換為各種能源加以利用。 §§發電是指將各種能量轉換為電能§§ 在我們所知到的發電類型中，有透過摩擦產生靜電的「摩擦起電」、藉由化學反應產生電的「電池」，以及轉動磁鐵或線圈發電的「發電機」等。觀察這些發電類型後即可知道，所謂的發電是將電以外的能量轉換為電能的總稱。如近來備受關注的太陽能電池就是將太陽光能轉換為電能的發電系統。 發電所產生的電能（電力）也可以稱為電子持續流動的力量。此外，電子流動所產生的力量也被稱為電壓，因此各位可將發電想成是利用電以外的能量產生電壓。發電所產生的電力稱為電動勢，所產生的電壓則稱為端電壓。 §§為何電器產品無法透過摩擦起電力作動§§ 冬天把毛衣脫掉時，會聽到劈啪劈啪的聲音，或者是梳頭髮時，頭髮會黏在梳子上飄起，這都是俗稱「摩擦起電」（或稱「靜電」）的電氣特性所產生的現象。摩擦起電是指摩擦物質的能量讓物質中的正電及負電失衡，使物質帶電、物質間產生電壓的現象。但在讓帶電物質相互靠近後，電又會瞬間產生流動，恢復中和。這樣的現象稱為放電，脫掉毛衣時的劈啪劈啪聲就是在放電。 而打雷也是因為雲朵中許多小顆的冰粒，或冰粒與空氣相互摩擦，產生大量靜電並透過空氣瞬間放電時所產生的現象。由於摩擦放電的靜電屬於瞬間形成的現象，因此無法拿來運用在我們生活中的電器產品。 §§沒有磁鐵及線圈，就無法產生具實用性的電§§ 法拉第在聽聞奧斯特的實驗報告後，提出了「若電線的電流流動會形成磁力線，那麼在電線附近放置會形成磁力線的磁鐵，不就也會產生電流？」的想法。1831年，法拉第憑藉著天生的堅韌性格，成功發現了「電磁感應定律（ElectromagneticIn... |
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