高中電學在電路發展中的應用

貴新旸

(大連市莊河市高級中學二年六班,遼寧 大連 116400)

高中電學在電路發展中的應用

貴新旸

(大連市莊河市高級中學二年六班,遼寧 大連 116400)

力學、熱學、電學都是高中物理的重要組成部分，對我們高中生而言，電學知識在日常生活中是隨處可見的，其在很多領域都有廣泛的應用，尤其是在電路的發展中，有著重要的影響.因此，本文對高中電學在電路發展的應用進行分析，以便我們能夠在以后的學習和生活中，靈活運用電學知識解決實際問題.

高中電學；電路發展；應用

我們在高中學習電學知識，最終目的是要能夠運用這些知識解決實際生活中的問題.而高中物理的許多實驗，都需要對電路進行設計，這就能夠培養我們的實際操作能力，使我們能夠運用所學的電學理論知識，學會獨立設計電路，掌握電學在電路發展中的應用.

一、高中電學在有線通信中的應用

1.電話

電話是我們日常生活中最常見的有線通信設備之一，其雙向傳輸是利用電信號來進行的，在電話的工作過程中，是利用電路連接將兩部電話連接起來的.在電話機中設置有送話器，當我們對著送話器說話時，空氣會隨著我們聲帶的振動而振動，聲波就是這樣形成的.當聲波經過送話器時，就會有電流產生，也就是我們平時提到的話音電流.于是，電路會將話音電流進行傳輸，使其到達對方電話的受話器中，當受話器接收到電流后，會將其進行轉換，最后變成聲波，傳至對方耳中.我們可以對電話的原理進行模擬演示，模擬演示器的組成有三部分，一是聽筒，二是話筒，三是電池組.我們可將玻璃筒制成話筒，尺寸為8cm×3cm，在玻璃筒內，我們可安裝20個1號電池的圓形顆粒棒，其長度為1cm，然后將玻璃筒用橡皮塞塞緊.將燈泡作為聽筒，用導線將鐵釘的頂端與燈泡連接起來，并讓鐵釘與電池棒接觸充分.我們可將燈泡的功率設置為2.5W，用3V的電源將其接通.接下來，我們將鐵釘的兩端捏住，并用不同的力度擠壓鐵釘，我們在觀察中可發現碳精粒會發生振動，話筒的電阻、電流都會變化，這時燈泡就會出現忽明忽暗的現象.于是，我們可以認為，在增加壓力的情況下，電阻會減小，所以電流會增大，這時燈泡的亮度就會增加.在壓力減小的情況下，電阻會增大，而電流則會減小，這時燈泡的亮度就會變暗.

2.光纖通信

我們都知道，現階段的有線通信是利用光纖來實現通信的，其中以單模光纖占主導地位.利用單模光纖，能夠將中繼站的距離控制在100-200km內，如果其效率能夠再提高一點，噪聲能夠再減小一點，中繼站距離還可擴展到500-600km的范圍內.此外，在色散補償裝置中都會設置相應的色散容限，能夠使傳輸系統發生變化，由原來的PDH變成現階段的SDH，而SDH中的電路等級也在不斷的升級，從原來的STM-1發展至STM-64，再加上密集波分DWDM的作用，使得光纖的容量進一步擴大，骨干路由器和交換機之間的接口數量在增多，而這些都離不開電路的設計.

二、高中電學在無線通信中的應用

1.無線通信技術

我們的日常生活基本已經被無線通信覆蓋，且無線通信技術已經成為主流的通信技術，在未來有十分廣闊的發展前景.無線通信的信息傳遞，是通過電磁波信號來實現的，如我們在高中物理中所學習到的衛星通信和微波通信.無線通信技術影響著我們生活的方方面面，根據相關調查，目前全球的無線用戶數已經達到2億以上.在這些無線用戶中，既有文化層次比較高的人群，也有文化層次比較低的人群，這就說明無線技術的應用范圍是非常廣泛的.而無線技術在被應用的過程中，已經由原來的固定模式轉變為現在的移動模式，使得人們能夠更加便捷的對其進行利用.總的來說，ZigBee技術、WiMAX、WiFi技術、NFC技術和IrDA技術等，已經成為當前應用最廣泛的無線通信技術.

2.無線移動通信的發展

根據公眾移動通信的具體情況可知，無線移動通信的快速發展，是社會、經濟迅猛發展的重要趨勢，而3G的廣泛應用、4G在各行業的普及，也成為全球移動網絡的重要發展趨勢.總的來說，無線移動通信主要經歷了五個階段，作為移動通信用戶，我們高中生有必要了解這一發展歷程.第一階段主要的應用領域主要是艦船和軍事方面，并開始出現汽車公用移動電話系統.第二階段是無線通信頻段有很大的進步，從原來的150MHz擴大至450MHz，并逐漸向半導體發展，并使移動電話和公用電話的接續問題得到解決.第三階段是無線通信頻段能達到800MHz，在這個時期提出了蜂窩系統概念，并由美國開展了AMPS試驗.第四階段是第二代數字通信的發展，并開始出現個人通信，頻段已經能夠達到900MHz-1.9GHz.第五階段是第三代、第四代移動通訊時期，即隨著無線網絡、無線藍牙、GPS等的出現，無線通信的發展開始表現出多樣化、現代化等特征.

綜上所述，我們在高中學習到的電學知識，最終是要將這些知識應用于現實生活中.因此，高中電學知識在電路的發展中起著非常重要的作用，無論是有線通信的發展，還是無線通信的發展，都離不開電學知識的合理運用，對于提升電路設計科學性、合理性有著極大意義.

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[責任編輯：閆久毅]

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1008-0333(2017)25-0059-02

2017-07-01

貴新旸(2000.01-)，男，遼寧省大連市，遼寧省大連市莊河市高級中學，高中在讀.