文科生也看得懂的電路學

第1章電路的基本知識
1-1 電是什麼？
1-2 電的表示方法：前綴詞
1-3 電流是什麼？
1-4 何謂電位、電壓？
1-5 何謂電路
1-6 電路圖的畫法

第2章直流電路
2-1 歐姆定律1：定義
2-2 歐姆定律2：計算方法1
2-3 歐姆定律3：計算方法2
2-4 歐姆定律4：深入研究
2-5 合成電阻之1：串聯
2-6 合成電阻之2：並聯
2-7 合成電阻之3：串並聯
2-8 克希荷夫定律1：電流定律
2-9 克希荷夫定律2：電壓定律
2-10 克希荷夫定律3：計算方法
2-11 惠斯登電橋
2-12 定電壓、定電流、電池
2-13 戴維寧定理
2-14 諾頓定理
2-15 疊加原理
2-16 電阻、電阻率、導電率
2-17 電流的發熱作用、電力、電力量
2-18 最大輸出電力

第3章電磁學
3-1 電荷、靜電感應、極化
3-2 庫倫定律
3-3 何謂電場
3-4 電力線與電通量
3-5 高斯定律與電通量密度
3-6 電位與等電位面
3-7 極化與電容率
3-8 何謂電容器
3-9 電容器的連接方式（並聯）
3-10 電容器的連接方式（串聯）
3-11 電位能
3-12 磁石的性質、發現電磁力
3-13 磁力線
3-14 弗萊明左手定則
3-15 磁通密度
3-16 安培定律
3-17 必歐沙伐定律
3-18 磁通與磁場的強度
3-19 磁化、磁性物質、磁化率
3-21 磁路
3-22 法拉第定律、楞次定律、弗萊明右手定則
3-23 線圈的物理量（自感）
3-24 電磁能

第4章交流電路
4-1 何謂交流
4-2 數學補充說明1：三角比
4-3 數學補充說明2：三角函數
4-4 正弦波交流
4-5 交流的物理量1：週期、頻率
4-6 交流的物理量2：弧度、角頻率
4-7 瞬時值的顯示方法
4-8 相位
4-9 平均值
4-10 有效值
4-11 交流與向量
4-12 向量的計算方法
4-13 記號法1：以複數表示向量
4-14 記號法2：複數的計算方法
4-15 記號法3：複數的應用範圍
4-16 交流電路中各元件的作用1：性質
4-17 交流電路中各元件的作用2：計算方法
4-18 組合元件1：RL串聯電路
4-19 組合元件2：RC串聯電路
4-20 交流的電力
4-21 三相交流

第5章測電
5-1 各種測量儀器
5-2 各種測量法
5-3 測定量的處理方法：有效數字與誤差
5-4 分流器、倍壓器

第6章過渡現象、非正弦波交流
6-1 何謂過渡現象
6-2 電容器的過渡現象
6-3 何謂非正弦波交流
6-4 非正弦波交流的處理方法

序

準備學習「電子學」的讀者，對「電子」抱有什麼樣的印象呢？這邊先來比較「電子學」和「電路學」吧

在拙著《文科生也看得懂的電路學》（碁峰資訊）收錄下述一節：

「電是一顆一顆的粒子，分成正電與負電。」

這是針對初學者，將電的源頭「電荷」比喻成容易理解的「一顆顆粒子」。電的源頭是帶負電荷的「電子」，與帶正電荷的「質子」。電路學會整體處理「一顆顆」的電子和質子，將推動一顆顆粒子的力量稱為「電壓」，其形成的流束稱為「電流」。在「電壓」與「電流」為漂亮線性關係的範圍內討論，就是「電路學」這門學問。多虧電路學，我們才能夠理解電線等金屬通電的性質。

另一方面，「電子」是小到超乎人類想像的微小物質，具有非常神奇的性質。在電路學，以「一顆顆粒子」就能充分理解電子的性質，但在電子學可就不同了。其實，電子具有跟「粒子」完全相反的性質──「波」。

「電子學」的技術，巧妙利用了電子在微觀世界展現的波性質。因此，「電壓」與「電流」的關係也會變得不可思議。電子學收錄的內容完全不會出現在日常生活中，所以「電子學」的內容會比「電路學」難上許多。

關於本書收錄的電子學範圍
什麼樣的人會拿起本書呢？因工作需要而學習的人、單純因為有興趣的人、學生或者工學系的教職員，應該會有形形色色的人翻閱這本拙著。

在寫作本書時，筆者恪遵下述執筆方針：
・適合初次接觸電子學的人
・以暸解電路學的基本內容為前提（根據需要適時補充）
・網羅詳細閱讀專業書籍前的必要知識

因此，本書具有下述特色：
・未網羅電子學的全部內容。
・詳盡解說專業書籍未加以說明的部分。
・理解本書後，能夠閱讀更專業的書籍。

考量到篇幅限制，以及避免前述的預設讀者接收過多資訊，本書省略了電子學書籍中的「功率放大電路」、「振盪電路」、「調變電路」、「解調電路」、「電源電路」等內容。

本書的構成與閱讀方式
本書大致分成三個部分：

I. 歡迎來到電子學的世界
在第1章，會講述閱讀II.前半段所需的知識。解說理解半導體性質時必要的微觀世界法則，並仔細敘述一般入門書不會詳加說明的內容。

II. 元件的動作原理
這部分會解說使用半導體的「二極體」、「電晶體」等元件的動作原理。初學者建議按照第2章、第3章、第4章的順序閱讀，第5章和第6章則視需要來選擇閱讀。

第2章～第6章的內容，是裝置業者需要的知識。生產裝置（＝元件）得學習元件本身的動作原理，也就是理解材料、內部結構為何，暸解是以什麼原理運作。如此一來，才能夠判斷需要組進什麼元件、應該怎麼使用元件。

III. 元件的使用方式
這部分會說明實際怎麼使用II.提到的半導體元件。

在第7章～第10章，會學習電路業者需要的知識。電路業者會組裝、使用裝置業者生產的元件。實際生產產品時，必須組裝大量的元件。電路業者需要學習各種元件的使用方式，進而利用現有的元件實現社會的需要。

本書跟其他多數「電子學」書籍不同的地方有：
・分成II.「元件的動作原理」與III.「元件的使用方式」來說明。
・在I.詳述了說明II.「元件的動作原理」需要的微觀世界法則。

III.的內容在多數電子學的書籍更為充實，而II.的內容屬於「半導體工學」的領域。考量到初學者應該確實理解元件的動作原理，本書在II.的部分，特別詳述了「能帶理論」。

如同上述，本書能夠同時學到「元件的動作原理」與「元件的使用方式」。多數書籍是交叉解說這兩項內容，或者分成不同冊闡述，而本書則是將其統整為一冊，方便讀者學習。

在學習電子學之前，閱讀下一頁開始的內容有助於自身理解，直覺地想像電子學的世界。這些只是基礎知識，請各位輕鬆閱讀。

期望大家能夠透過本書更加親近電子學，進而翻閱更為詳盡的專業書籍。

文科生也看得懂的電子電路學(電子書)

山下明

碁峰資訊股份有限公司, 26 Mar 2020 - Computers - 260 pages

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只要具備國中程度，就能輕鬆理解，最淺顯易懂的電子學入門書。

本書是專為初次接觸、想要認真研究電子學的讀者而寫，藉由本書，您將可以了解：

．什麼是半導體與電子的性質

．二極體、電晶體等元件的工作原理

．認識各種二極體、電晶體之特色與用途

．運算放大器的使用方式

．數位電路的工作原理

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