浅析高中物理知识在电子电路中的应用

林皓澜 成都市树德中学光华校区

浅析高中物理知识在电子电路中的应用

林皓澜 成都市树德中学光华校区

电子电路作为迄今为止功能最为强大，覆盖最为全面，同时具有不同信号转化、多种信号存储功能的集成电路，近年来被广泛运用，并且极大地影响与改变了人们的日常生活。电子电路与高中物理电路息息相关、联系紧密，尽管电子电路是高中物理电路的升级版、加强版，但高中物理知识作为基础的理论知识，也被广泛运用于物理电路中。此外，电子电路与高中物理电路也有共通之处，同样属于物理学科的分支领域。本文基于高中生视角，以客观全面的维度思考探索问题，对高中物理知识在电子电路中的应用作一个浅析。

电子电路 高中物理知识 广泛应用 高中生视角

电子电路是近年来随着物理学研究地不断深入，科技的进步以及发展被人们研发出来的新型电路，与普通的物理电路相比，具有无可比拟的强大功能与适用性兼容性，电子电路通常作为集成电路网络存在，在一些对供电要求非常高的领域，电子电路无疑是最好的选择，因此人们对电子电路的研究成果也有着极其重要的意义。

1 高中物理知识与电子电路联系紧密

高中物理中涉及大量的物理电路知识，对高中生设计并画出电路图，实验检测电路故障与电路分析等作出了较高的要求，全面覆盖了物理电路的主要知识点与重要知识点，同时，为了与相关理工类高校进行无缝连接，教材还特地补充了电阻、电容、电感等原件在电路中的作用、二极管的单向导电以及LC振荡电路、调制、调频等相关电子电路的初级知识。而电子电路作为集成电路，由无数的单元电路组成，必然与高中物理知识联系紧密，这方面的论据有很多，在此无法一一列举，只能选取以下三个方面作为参考：

1.1 电路图的绘制

在电子电路的设计与分析中，需要根据实际情况以电路图的形式绘制出来，令人能够更加直观地了解到导线连接与仪器选择的准确性，在中学物理电路知识中，学会规范画电路图是中学生应该掌握的必备技能。尽管电子电路比中学电路复杂许多，但仍然有许多相通之处，如用电器的符号，电路的连接方式等，因此中学物理的电路图规范绘制是学好电子电路必备的基本技能。

1.2 电子电路的设计与构造要符合电路稳定原理

尽管电子电路是功能无比强大的集成电路网络，然而越是密集越是连接紧密的电路就越需要稳定安全地运行，人们对电子电路的研究主要包括设计与分析，在设计时首先要考虑到电路安全与稳定的原理。与普通的单元电路不同的时，电子电路一旦出现电路故障便会导致其他部分也出现故障，在这种现象之下，就必须保持大量单元电路的稳定，从而实现整体功能的稳定。这一方面，在高中学习的恒定电流实验电路设计就显得尤为重要，要求设计的电路要满足安全稳定（不超量程、电流小于最大电流等），同理，在电子电路设计中，电路稳定原理既要考虑到各用电器与电子元件的功率，承载的最大电压，同时也要考虑电流的大小与电路的安全性与稳定性，因此，符合电路稳定的原理是电子电路设计的首要前提和基础。

1.3 电子电路的设计要考虑优化、完善

在满足电路稳定的基础上，进行电子电路的设计，还需要考虑许多实际因素，设计多种方案，并不断排除那些不适用与现实的方案等，这便需要计算并考虑各种物理参数，在这些的基础上，才能够选择合适正确的电子元件与导线。高中物理要求高中生设计物理电路时要注意整个电路的是否节约能量、电路的热损耗最小，效率最高等原则同样也在电子电路的设计中进行体现，各种仪器物理参数影响着整体电子电路的运作，一旦物理参数不符合要求，即便不会造成安全隐患也会使整个电子电路的工作效率低下，无法满足人们的使用需求。

2 高中物理知识在电子电路中的应用

大量的事例可以证明，高中物理知识与电子电路联系非常紧密，二者共同促进，不可分割，高中生可以通过掌握高中物理知识进一步强化深入对电子电路的认知与理解。高中物理知识在电子电路中有无数的应用，案例不可胜举，以下主要列举以下三点作为参考：

2.1 串并联与混联连接方式的选择

串并联与混联是高中物理电学版块要求学生重点理解与掌握的知识点，特别是运用串并联的特点结合闭合电路欧姆定律进行电路分析和计算等，人们在设计电子电路时，首先要根据实际情况运用物理知识考虑连接方式，从整体电路到单元电路，根据能够供给电压的大小与要求该部分电路回路的安全性与稳定性做一个整体分析。一般来说，在电源能够供给的电压非常充足，并且对用电器的稳定性与安全性有较高的要求情况下，选择串联电路，而在电源能够供给的电压并不充足，并且对用电器的稳定性与安全性没有较高要求的情况下，选择并联电路。混联电路在整体电路中较常涉及，主要是减轻用电器负担与增加用电器的使用效率。

2.2 电路故障的检测与排除

高中物理电学版块中，要求高中生能够熟练分析电路的一些常见故障，如断路、短路等，并能使用万用电表等实验器材通过实验进行检测与排除，而这些知识技能在电子电路中同样能派上用场，在电子电路中，因为电压不足，或是电流过大烧坏用电器的情况频繁出现，尽管电子电路的安全性比其他物理电路要强上许多，但电路故障也并非不可能，人们需要通过高中物理知识，对故障进行基本的判断分析，使用万用表等仪器测某两点的正反向电阻或各点与接地点之间的电压来确定各点的电势等来检测，并通过一些实验来证实故障点，在证实后排除，对电子电路故障的检测与排除同样能够维护电子电路的安全与稳定，因此同样具有重要的意义。

2.3 新型电子材料的选择与应用

高中物理电学版块中简单对新型材料与电路元件进行了简单地介绍，而这些新型材料的运用与选择同样可以适用在电子电路中，电子电路作为高科技领域的电路类型，具有无可比拟的强大功能，然而也存在一些不足，因此需要通过选择新型电子材料与电子元件来使得电子电路的功能更加强大，如将半导体作为集成电路的材料，为减少热损失将超导体作为电路中的导线，利用材料的电阻率随温度变化不明显的合金丝制作标准电阻，以及未来还将拥有更为先进的纳米电子材料等，这些都能够使电子电路的运作更加稳定安全，有的甚至会发生质的飞跃，能满足更多人的需求，因此是非常必要与重要的。

综上所述，高中物理知识与电子电路联系紧密，不可分割，尽管电子电路作为目前功能最为强大的电路，具有无可比拟的优越性，但它的设计依据与选择参数的依据也是根据最基本的物理电学知识进行的。高中物理知识在电子电路中的应用有很多，如选择电子电路的连接方式，对故障信息的检测与排除，预计对新型电子材料的选择与排除等。高中物理具有重要的启蒙意义与铺垫作用，提高高中物理水平能够让高中生在今后的专业学习中受益匪浅，获得属于自身独特的见解与心得。

[1]姜书燕.电力电子电路故障诊断与故障预测方法研究[J].湖南大学.2016年4月