高中电学在电路发展中的应用

贵新旸

(大连市庄河市高级中学二年六班,辽宁 大连 116400)

高中电学在电路发展中的应用

贵新旸

(大连市庄河市高级中学二年六班,辽宁 大连 116400)

力学、热学、电学都是高中物理的重要组成部分，对我们高中生而言，电学知识在日常生活中是随处可见的，其在很多领域都有广泛的应用，尤其是在电路的发展中，有着重要的影响.因此，本文对高中电学在电路发展的应用进行分析，以便我们能够在以后的学习和生活中，灵活运用电学知识解决实际问题.

高中电学；电路发展；应用

我们在高中学习电学知识，最终目的是要能够运用这些知识解决实际生活中的问题.而高中物理的许多实验，都需要对电路进行设计，这就能够培养我们的实际操作能力，使我们能够运用所学的电学理论知识，学会独立设计电路，掌握电学在电路发展中的应用.

一、高中电学在有线通信中的应用

1.电话

电话是我们日常生活中最常见的有线通信设备之一，其双向传输是利用电信号来进行的，在电话的工作过程中，是利用电路连接将两部电话连接起来的.在电话机中设置有送话器，当我们对着送话器说话时，空气会随着我们声带的振动而振动，声波就是这样形成的.当声波经过送话器时，就会有电流产生，也就是我们平时提到的话音电流.于是，电路会将话音电流进行传输，使其到达对方电话的受话器中，当受话器接收到电流后，会将其进行转换，最后变成声波，传至对方耳中.我们可以对电话的原理进行模拟演示，模拟演示器的组成有三部分，一是听筒，二是话筒，三是电池组.我们可将玻璃筒制成话筒，尺寸为8cm×3cm，在玻璃筒内，我们可安装20个1号电池的圆形颗粒棒，其长度为1cm，然后将玻璃筒用橡皮塞塞紧.将灯泡作为听筒，用导线将铁钉的顶端与灯泡连接起来，并让铁钉与电池棒接触充分.我们可将灯泡的功率设置为2.5W，用3V的电源将其接通.接下来，我们将铁钉的两端捏住，并用不同的力度挤压铁钉，我们在观察中可发现碳精粒会发生振动，话筒的电阻、电流都会变化，这时灯泡就会出现忽明忽暗的现象.于是，我们可以认为，在增加压力的情况下，电阻会减小，所以电流会增大，这时灯泡的亮度就会增加.在压力减小的情况下，电阻会增大，而电流则会减小，这时灯泡的亮度就会变暗.

2.光纤通信

我们都知道，现阶段的有线通信是利用光纤来实现通信的，其中以单模光纤占主导地位.利用单模光纤，能够将中继站的距离控制在100-200km内，如果其效率能够再提高一点，噪声能够再减小一点，中继站距离还可扩展到500-600km的范围内.此外，在色散补偿装置中都会设置相应的色散容限，能够使传输系统发生变化，由原来的PDH变成现阶段的SDH，而SDH中的电路等级也在不断的升级，从原来的STM-1发展至STM-64，再加上密集波分DWDM的作用，使得光纤的容量进一步扩大，骨干路由器和交换机之间的接口数量在增多，而这些都离不开电路的设计.

二、高中电学在无线通信中的应用

1.无线通信技术

我们的日常生活基本已经被无线通信覆盖，且无线通信技术已经成为主流的通信技术，在未来有十分广阔的发展前景.无线通信的信息传递，是通过电磁波信号来实现的，如我们在高中物理中所学习到的卫星通信和微波通信.无线通信技术影响着我们生活的方方面面，根据相关调查，目前全球的无线用户数已经达到2亿以上.在这些无线用户中，既有文化层次比较高的人群，也有文化层次比较低的人群，这就说明无线技术的应用范围是非常广泛的.而无线技术在被应用的过程中，已经由原来的固定模式转变为现在的移动模式，使得人们能够更加便捷的对其进行利用.总的来说，ZigBee技术、WiMAX、WiFi技术、NFC技术和IrDA技术等，已经成为当前应用最广泛的无线通信技术.

2.无线移动通信的发展

根据公众移动通信的具体情况可知，无线移动通信的快速发展，是社会、经济迅猛发展的重要趋势，而3G的广泛应用、4G在各行业的普及，也成为全球移动网络的重要发展趋势.总的来说，无线移动通信主要经历了五个阶段，作为移动通信用户，我们高中生有必要了解这一发展历程.第一阶段主要的应用领域主要是舰船和军事方面，并开始出现汽车公用移动电话系统.第二阶段是无线通信频段有很大的进步，从原来的150MHz扩大至450MHz，并逐渐向半导体发展，并使移动电话和公用电话的接续问题得到解决.第三阶段是无线通信频段能达到800MHz，在这个时期提出了蜂窝系统概念，并由美国开展了AMPS试验.第四阶段是第二代数字通信的发展，并开始出现个人通信，频段已经能够达到900MHz-1.9GHz.第五阶段是第三代、第四代移动通讯时期，即随着无线网络、无线蓝牙、GPS等的出现，无线通信的发展开始表现出多样化、现代化等特征.

综上所述，我们在高中学习到的电学知识，最终是要将这些知识应用于现实生活中.因此，高中电学知识在电路的发展中起着非常重要的作用，无论是有线通信的发展，还是无线通信的发展，都离不开电学知识的合理运用，对于提升电路设计科学性、合理性有着极大意义.

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[3]司志科.物理电学知识课堂教学与实际应用的有效结合探析[J].高中数理化,2014(6):29.

[责任编辑：闫久毅]

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1008-0333(2017)25-0059-02

2017-07-01

贵新旸(2000.01-)，男，辽宁省大连市，辽宁省大连市庄河市高级中学，高中在读.