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1、本單元內容9-1電位與電容器9-2電流與電阻9-3電路9-1.1 電位能Fe and Fg are mathematically identical Fe is a conservative force 9-1.2 電位Ue depends on q, but Ve does not 9-1.2 等位面Four Equipotential SurfacesE.S. for a uniform field, a point charge, and an electric dipole9-1.3 等位面3例9-1.4 由電場算電位The differential work done by FEx.

2、 1 均勻電場(a) Along path (a)Ex. 1 均勻電場路徑(a)Ex. 1 均勻電場路徑(b)9-1.5 點電荷的電位點電荷的電位點電荷的電位圖9-1.6 一組點電荷的電位 The principle of superposition on a circle on an arcEx.2 12 electrons9-1.7 電雙極的電位雙極矩 p = qdp 由負電荷指向正電荷Induced Dipole Moment感應雙極矩極化 (polarization)11-4.5 Polarization (偏振)Polarized LightThe Plane of Polariza

3、tionLinear, Circular and Elliptical polarization偏振片Polarization of Light偏振與太陽眼鏡水分子與微波爐9-1.8 連續電荷分佈的電位 Line of Charge 計算Charged Disk計算 9-1.9 由電位算電場 The work done by the electric field Ex.3 The charged disk 9-1.10一組點電荷的電位能 For charges q1 and q2 Ex.4 Three charges Ex.5 An alpha particle and a gold nucl

4、eus 9-1.11 Potential of a charged isolated conductor 導體內部及表面為一等位面(equipotentail surface)DischargePlots of E (r) and V(r)9-1.11 電容器 電容（Capacitance） 平行板電容器 C = ( F 法拉 ) K: 介電常數，真空 = 1 0: 真空電容率 A: 板面積 d : 兩板距離Ex.4 1.0 F 電容器d = 1.0mm9-1.12 Capacitors in parallel等效電容9-1.13 Capacitors in series 等效電容Ex.5 A

5、 RAM ChipC = 55fF（10-15） V = 5.3 volt Ex.6 電容式鍵盤Ex.6 (cont)A = 9.50 10-5m2 ; k = 3.50 按鍵後d由5.00mm減為0.150mm 按鍵前 C = 0.589PF 電容式麥克風Ex.7 defibrillator (除纖顫機) 心跳停止病人之急救 盡快求助盡快給予先進的救命治療盡快實行心肺復甦術(CPR) 盡快除纖顫人體各部位的電位差 人體的肌肉及神經細胞利用鈉、鉀等正離子及氯負離子執行生化機能；因此造成之電場延伸至人體表面，形成小量之電位差。 心電圖 -電極置於不同位置（A-B，B-C等）即決定不同形狀的心電圖

6、。 腦波圖 -電極置於頭部特定部位，紀錄電位差隨時間之變化。 心電圖和腦波圖視網膜電圖電流、電流密度與漂移速度電阻與電阻率歐姆定律半導體與超導體9-2 電流與電阻9-2.1 電流電荷守恆克：煞螂娏(節點)定理9-2.2電流密度J: A/m2電流密度與漂移速度銅的漂移速度dAl=2.5mm, dcu=1.8mmi=17mA, =9103kg/m3,M=6410-3kg/m39-2.3 電阻與電阻率ResistanceResistivityConductivity電阻率電阻的計算溫度效應The effect of temperature 電阻的微觀意義9-2.4 Ohms Law流過一電路元件之

7、電流與該元件之電位差成正比電阻率與電場的大小及方向無關 I-V curvesconductorpn junction diodeSemiconductors半導體Superconductors超導體More Maglev - magnetic levitationhttp:/physics/hudson/ResearchBackground.htmMaglev、MRI and TevatronPower line and motorBCS Theory - The Cooper pairs9-3 電路直流電路串聯電阻並聯電阻交流電路虛擬電路實驗9-3.1直流電路Direct Current C

8、ircuitA bimetallic strip flasher以電阻電熱絲加熱bimetallic strip，約一秒啟閉一次，可用作警示裝置。 Ex.8 Bimetallic Strip FlasherAutomatic Coffee MakerEx.9 簡單直流電路內之電位（電壓）升降 克：煞 Kirchhoff 迴路定理 Ex.10 The Ammeter and the VoltmeterEx.11 RC電路電阻電容電路Ex.11 (cont) Charging a CapacitorEx.11 (cont)Ex.11 (cont)Ex.11 (cont)如果 R = 10M C

9、= 1F經過46s後，e= 0.01，充電達99可用作間歇式雨刷等電路控制。9-3.2 Resistance in series9-3.3 Resistors in parallel Multiloop CircuitsThe Junction rule: 流入接點之電流必等於流出者 (Kirchhoffs junction/current rule)解System of equations (聯立方程組)Ex.12 What are the currents?解聯立方程組pivot equationForward Elimination and Back substitutionpivot

10、equationupper triangle高斯消去法 Ex.13 The electric eelThe Equivalent circuitThe currentRw=8009-3.4交流電路 Alternating Current CircuitV( t ) = V0Sin2f t f 頻率 = 60H（赫） V0 尖峰值， 一般家庭約170V 功率P（t）= I0V0Sin2 2 f t，取時間平均值 對交流電而言，歐姆定律變成 Ex.14 72W 音箱 Ex.15 A practical example Quebec Montreal3-way Light BulbElectrical Grounding9-3.5虛擬電路實驗敬請期待磁學(Magnetism)架設毛髮直豎內部構造/content/104/34/13565/F5.expansion Negative Temperature Coefficient of Resistivity