2 手電筒原理 手電筒原理應用 拐彎通訊以及電報機

2021-08-26 00:10:08 字數 1425 閱讀 7511

我們前面講到通過手電筒應用莫爾斯電碼,因為手電筒能夠提供二進位製碼,只有亮和滅,沒有第三種狀態。所以對於手電筒,我們能夠進行進一步的研究。

手電筒由燈泡、導線、電池、開關、金屬片和乙個容納電池的塑料外殼組成。接下來我們一一進行分析。

電路中電流的流動就像是水流和水管一樣,但是電的特性不能靠其他的模型能夠描述出來的。所以我們引入了「電子理論」。任何事物由原子組成。原子由中子、電子、質子組成。

乙個平衡的原子中電子數目和質子數目是一樣的。而電是由「琥珀」引入的。因為通過琥珀和毛皮進行摩擦,會使毛皮得到電子。但是最終都會趨於乙個平衡態。

強力:原子核中的質子被束縛在一起的力量。

接下來我們從閃電開始引入電流,為什麼會出現閃電呢?因為下層的雲層得到電子而上層的雲層失去電子,而一道閃電是用來平衡這種失衡的。閃電就是由大量的電子從一端快速移到另一端。

而手電筒的電流是因為電池中化學反應,使得負極快速地獲得電子,正極快速地失去電子,為了要保持平衡,負極需要把電子轉移到正極,就形成了電流。

沒有絕對的絕緣體,只要加上足夠的電壓,任何物質都能夠導電。

了解了手電筒的原理,我們可以利用手電筒的特性做一些事,想象一下,通過手電筒進行莫爾斯編碼的前提是必須是面對面的,並且距離不能過長。如果我需要和鄰居進行通訊,也就是說需要和非相鄰的人通訊,則我們就需要另外尋找乙個方法,這個方法是利用手電筒的原理進行的。

比如我需要傳送資訊給鄰居,則把電池和開關放在我這端,燈泡放在鄰居這端,通過導線把它們練成乙個迴路,這樣在我這端利用開關的閉合和斷開進行通訊,同樣,鄰居也可以再利用乙個相反的方法使得鄰居傳送訊息給我。

改進1:

我們先前利用了4根導線,如果利用公共連線,則可以只使用3根導線。

改進2:

由於地球是乙個很大的導體,由於截面很大,所以阻抗很小,所以我們可以利用天然條件,但是我們需要使用乙個電壓很大的電池,而不是一般的1.5伏電池,這樣只需要用2根導線。

現實生活中,導線是根據awg即美國線經標準度量,awg越小,則導線越粗,電阻越小。

對於長距離的解決方法有二:

(1)增加截面使減少電阻。

(2)高電壓。

莫爾斯在前面已經提到,其實他的功績不只有編碼,他還發明了電報機。

為了要完成實時遠距離通訊,我們用了很多方法,最典型的方法是讓一群人站在山頂揮舞旗子,作為中間傳輸。但是這仍然很不方便。電報機就是為了解決這個問題而發明的。

電報機的原理是通過在一端進行一些措施,而在另一端產生一些變化。在前面我們講的拐彎通訊的例子就是電報機的例子,但是不幸的是,發明電報機的時候還沒有發明燈泡,因此莫爾斯通過電磁進行代替。我們的電報機的結構是由乙個電鍵、電池、發生器組成。通過搬動電鍵,使得發生器發出嘀和噠的聲音,用來二進位制編碼。這樣即時通訊就解決了。但是如果長距離的話,導線很長會導致電流很小,這樣就無法達到效果。因此我們每200英里放置中繼器,中繼器是由乙個發生器和乙個電鍵組成,由於中繼器放置位置是較近,所以發生器能發出聲音並傳遞給電鍵,這樣就能起到放大的作用。

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