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化「被动」为力量
电子的三大被动元件隐含着无限的潜能与力量

【作者: 黃俊義】2002年08月05日 星期一

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电子零组件有所谓的主动元件与被动元件之分,关于被动元件的三大类则又分为电阻器(R)、电容器(C)与电感器(L),其实我们可以说电源控制或产生电子讯号的装置都是这三大被动元件或这三大电性应用所整合而成的,所以被动元件本身就隐含了很大的潜能与动力,我们不仅可以化被动为力量,也可以化被动为主动。


当然,这三大被动元件只是电与物体互动所产生的基本现象,也就是说任何物体在导电时,都会同时兼有电阻、电容与电感的效应,至于那一种效应比较大,就要看物体本身的材质特性了。所以我们会做各种不同的电阻器、电容器与电感器来控制或转换电流成有用的电力或电磁,也可以化成各种热能或光源的应用;其它以半导体材质制成的离散元件如二极体或电晶体也是如此,像二极体便可以经由电流与电压的控制而达到上述三种被动元件可产生的功能,而电晶体本身的基极、集极与射极当然也是这三种电性的应用罢了,只是在电脑逻辑的处理上,则是利用电晶体饱和与截止的工作状态来作为1与0的讯号处理。


另外,我们也可以把电容、电感与电阻想像成一种心理的作用,电容中电荷的有无与多少当然是属于一种理性与逻辑上的度量,而电感的磁性效应便是一种直觉与感情上的状态,至于电阻则是一种意志与行为上的延伸范围。一个人的心中的情感、理智与意志,实在而言都是三而一、一而三的,至于能不能发挥内心的力量与潜能,端赖我们能不能​​控制好情感、理智与意志的作用;同样地,能不能发挥电性的力量,也端赖能不能控制好电容、电感与电阻的作用啊!难怪有人说设计好电源控制元件,不只是技术问题,更需要长期经验与艺术般的协调整合。


其实再把三大被动元件与力学上的三大运动定律对照想像一下就更有趣了,在力学上第一运动定律即是所谓在不受外力影响下,动者恒动、静者恒静的惯性定律,只是在现实的环境下,都会因为物质的摩擦或碰撞而转换,物体的电阻性也是类似这样的作用结果,也就是说本来I=V,但实际上电的运动中I=V/ R。而力学上的第二运动定律即当物体受外力作用下,会在力的方向上产生一加速度,此一加速度则与外力成正比,与质​​量成反比(F=ma),物体的电容性也是类似这样的作用结果,即物体在导电后产生的电位差,与其电荷量成正比,而与其电容量成反比(Q=CV)。至于力学上的第三运定律则是当在物体每施一力时,必同时产生一反作用力,大小相等、方向相反,且作用在同一直线上,这就是所谓的作用与反作用力,物体的电感性也是类似这样的作用结果,即物体在导电后都会产生相对的电磁效应,所以我们可以利用线圈等材质让电流变动率迟缓缩小,在同样的感应电压下,那么就能产生所需要的反作用电感量(V=L(di/dt))。


可见三大被动元件是最基础的电子元件,不要因为现在被归类为不起眼的传统产业或技术就小看它,其实它蕴含着一股最原始的力量与哲理。很多大至国家社会的作用,小至个人身心的内涵也是一样,善于管理国家社会资源者,便能把小小的资源整合发挥出很大的力量,例如有大国要欺负小国,小国便可以利用电感原理,化「悲痛」为力量,把自己变成像线圈般的婉转柔软,结果就会产生一股相对的反弹力量,让大国自己去自食恶果。如果你期待影响别人或接受别人,何不把与外界沟通的电阻变小?如果你期待自己发光发热,何不加强身心的戒律电阻,不要放纵自己,到处放电。总而言之,不要小看被动元件,给一跟够长的棒子与施力的支点,你我都可以独立撑起地球。


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