电荷可变与电器技术应用

chensx3810

电荷可变与电器技术应用
陈叔瑄

    １９９４年出版的《物性论》一书就已提出电可变性、暂态性观念，又于１９９８年发表的《论基本粒子基础问题》一文中又进一步论证这个问题。后来读到《粒子的电荷量可变与光子物质化的推测》一文论文摘要说，电子的电荷随能量而变，带电粒子在短距离相互作用的强度和可达到强度。光子物质化是光子通过不同强度的电磁场耦合而成有质量及其它性质的粒子。用实验数据论证电荷可变性，更加强对电荷可变性观念，该文可作为一个旁证。实际上《论电的可变性与暂态性》一文更深入明确电荷是总能量或质量改变量，且改变量大小为电荷单位，改变量的正负为电荷的正负。所提出电的观念进一步充实《物性论》原理，对电和光子物质性观念有许多发展。
    物质涡旋运动趋匀过程而浓缩质量，涡旋运动本身含有径向平动和切向转动，向心径向运动是浓缩质量成体和形成万有引力的根源，而切向场质圆周运动及其微涡旋是电性、磁性产生的基础。真正稳定的涡旋体必同时再弥散质量，即形成正反交换运动，促使涡旋体内微旋化并构成大量低速粒子和高速量子。量子辐射出去，以跟浓缩质量趋于质量交换平衡状态，也是大型涡旋体，即天体源源不断热量产生的基础。但是处于交换平衡粒子或原子，一旦分离而出现周围物质交换不平衡状态，有再恢复趋势而形成电性。如物体原子失壳粒有再得壳粒或加速浓缩周围物质过程，即质量正改变量；而得壳粒物体原子有再失壳粒或加速弥散物质过程，即质量负改变量，分别称为带正负电。
    一、电磁动态和新解释应用
    《论电的可变性与暂态性》一文提出了三条基本原理，如电的暂态性原理，相对运动电磁能变换原理，电磁波生成传播原理。电阻、电容、电感、互感等线路上器件只有通电情况下才具有电的性能，一旦断电这些性能全部失去，本来就是电暂态性、可变性必然结果。除需要时电源从其它能量形式转化电能获得电流或电压外，谁也没有用器件长久保存过“电”，所谓固有电的“电子”纯粹是一种假设，谁也没有获得过永久的带电粒子，即使加速器中运行的带电粒子的径迹都是有限的长度。因此，所谓带电粒子或带电体或电（线）路都是暂态可变的，静电或电流是导电材料内粒子交换不平衡场质一种暂时状态，静电材料周围构成电场，电流材料周围构成磁场，它们是构成电容或电感器件功能的基础。这些器件周围电能与磁能周期性变换是构成同步变换电磁波量子流基础。
    １、电暂态可变性检验的实验
    验电器是检验带电体的性质基本工具，在一个金属棒绝缘地固定在玻璃罩上，玻璃罩内金属棒末端有两片薄锡铂，另一端金属圆球在玻璃罩外，以便电荷从金属球送到两片薄锡铂片上。由于带同电，两锡铂片张开。如果电是暂态可变性，那么时间一久，两锡铂片终究要合拢，可定性验证电的暂态性。如果电是永久性，那么不管时间多长，两锡铂片永不合拢。为了避免空气或其它因素对验电器的锡铂叶片上电荷存在的影响，可以将玻璃罩内抽真空，再观察带电的两锡铂片是否随时间延长而逐渐合拢，可进一步验证电是否暂态的。又为了避免宇宙射线的影响，甚至可以用适当方法将其屏蔽。一般两锡铂片张的愈开所带的电荷愈多，可以用张开角度的刻度来量度所带的相对电荷量，合拢时间也可量度，便可测出电荷存在的寿命。
    如果电荷永久性，那么按照电离说，溶解溶质的溶液通常存在正负电的离子，并且正负离子可结合成分子，又可再分离成离子，平衡时存在固定数量的离子。如果电是暂态可变的，时间一久，溶液离子带电性也应消失。可设计一个玻璃糟，一端固定流出溶液，另一端可升高，使玻璃糟处于不同斜度来流入溶液，这端可接有开口的并装有溶液的容器，以便溶液源源不断地流入玻璃糟。玻璃糟内两侧面装上金属板极，并外接微电表，以检测电流。玻璃糟外上下面装上两磁极。当溶液流经磁场，若有带正负电离子，在磁场作用下，应移向不同电极，产生电流。可通过微电流表中检测到的。如果在磁场垂直方向上所有流动溶液任意长久情况下都能产生电流，就是对电离说或电固有性的证明，否则就是对电的固有性或电离说的否定，即对电暂态可变性验证。
    ２、半导体器件组合应用
    金属性材料元素周围壳粒联结松懈，可在材料中自由移动，外加电压，使壳粒趋向具有空穴型正极，移走后留下空穴邻近壳粒再填补进去而构成电流，这类材料称为导体，如许多铜、铝、金、银等金属材料。有的材料元素原子或分子周围壳粒联结非常紧密，即使外加很强的电压也不能将其拉开或移动，这类材料为绝缘体，如橡胶、塑料、陶瓷等材料。不同的导体材料壳粒联结紧密程度不同和加工成的结构不同，接上相同电源，所产生电流不同，即导电性或电阻不同。壳粒脱离原子或分子则在其周围构成交换不平衡场质传递流动，场质传递流动速度近光速，并远大于壳粒移动速度，构成壳粒移动的电流和不平衡交换场质传递的电磁场。这样壳粒及其交换不平衡场质之电可以在导线中传输和电磁场质可在空间传递，成为电性能传输和遥控的基础。
    有的物体原子或分子壳粒联结程度及其导电性介于导体与绝缘体两者之间的物体称为半导体。这些材料电性能各种组合，产生各种各样功能电器设备，是电、磁技术科学重要组成部分。最具有代表性半导体材料是硅、锗等四价元素构成结晶实物的共价键（即趋于对称性而互相构成公共壳粒）材料。当掺入五价元素杂质时除构成共价壳粒外，具有多自由壳粒的Ｎ型半导体材料。反之掺入三价元素杂质形成共价键时具有缺壳粒子或多出自由空穴的Ｐ型半导体材料。壳粒子的浓度与联结程度并不一样而构成不同类型的半导体材料，易失壳粒且自由移动壳粒密度较高的为Ｎ型半导体，易得壳粒且缺自由移动壳粒的空穴为Ｐ型半导体。
    若在接上电源的半导体三极管基极所加的电压大到一定程度，即基极阻挡了电流通过，形成截止状态。相反地基极电压等零，电流通过最大值，即饱和导通状态，因此基极电压只取两极值时则起到控制开关的作用。电子管、场效应管等器件也具有这种开关功能。如果将这些器件，包括各式各样的电阻、电容、电感、互感、电机器件、继电器件、二极管器件、三极管器件等巧妙地重新组合成所需要线路，如各种的与门线路、或门线路、非门线路和双稳态线路、单稳态线路、无稳态脉冲发生器等基本组合线路。这些器件是组成各种各样仪器仪表和家电设备的基础。它们是在通电才产生其相应的功能，一旦断电这些功能随之消失，又是电的暂态可变性进一步的证明。
    ３、超导体材料
    物体材料原子、分子、颗粒是由壳粒和原子核微涡旋交换连结构成的，交换连结方式不同而构成不同物态的材料，如气体、液体、固体和场物质等。无机固体主要靠原子、分子间壳粒交换传递而连结成体的，有机固体还靠元素原子、分子，尤其水分子在酸碱性等化学反应中交换递传而连结成体的。此外固体内还存在原子或分子间场质交换递传，不规则运动速度愈小，其轴向涡量交换愈平衡，即轴向非平衡交换或磁性愈小，而径向平衡场质可离相邻粒子很远的粒子实现递换传输，即交换场质范围愈宽，有些液体或固体等的凝聚态内部温度愈低，粒子磁性愈小而场质交换范围愈宽。使得某些凝聚态材料粒子在某个转变温度下达到轴向涡量交换平衡且径向场质平衡交换范围覆盖或超过整个物体材料，这时出现超导现象。
    有的物体原子的外层壳粒分布对称且内外交换平衡状态而不跟其它原子相互作用的单粒子的气体状态，如惰性元素氦、氖、氩、氪等。这些原子在不规则运动情况下，壳粒与原子核磁性不完全处平衡状态，速度愈大愈不平衡。在低温情况下，构成非壳粒交换的纯场质交换液体状态，同时每个原子的磁性处于较平衡状态，对外加磁场几乎不发生作用或抵消作用，即物体内处于近零磁场强度。继续降低温度，不仅可使磁场强度达到零，而且使原子之间交换场质可在整个液体原子间交换。此时，一壳粒微小移动立即引起整个液体场质流动或传遍整个材料，即处于电阻为零的超导体状态。
    近年来超导材料研究愈来愈近常温和实用化。有的材料粒子的壳粒不能自由在材料中移动，如惰性气体。这类材料处于低温高压时，构成由场质交换的液态或凝聚态，其内部缺少壳粒自由运动，产生不了磁性，弱外磁场对其作用无效，即磁感应强度为零，材料只靠交换场质传导的超导状态。有的材料微颗粒具有周围交换场质传遍整个材料性质和功能，即具有颗粒内涡量平衡或逆磁性以抵消外磁场作用，使平衡交换场质可传遍整个材料的超导性质和功能。如有的合金原子的壳粒交换结成团粒，而团粒可以做到涡量进出平衡（磁性为零）和团粒径向场质交换复盖整个材料而形成超导体像氧化镧钡铜团粒金属氧化物。
    二、电磁器件应用技术原理
    电的暂态性理论认为完全没有必要预先假定原子内存在如电子等带电粒子，电是一种原子等外围壳粒子分离或原子核破裂后所出现的交换不平衡场质暂时可变状态，利用电源使电的交换不平衡在导体中递补形成电流传输的暂态现象，称电暂态可变性模型应用原理。不同材料在外部条件控制下具有不同磁性和电性，产生不同性质的电磁场质和其它电、磁转换、传输、控制功能的，称为材料电磁变换条件控制原理。线路通电时某些材料器件具有电阻、电容、电感、互感、开关、放大等性能的巧妙组合是线路设计制造，尤其是微器件和微线路的巧妙组合是数字集成线路、计算机线路和其它微线路的器件通电性能组合原理。
    １、电荷、电流暂态应用技术原理
    电荷暂态可变性最基本事实是带正负电粒子，如正负电子的湮没和产生现象，表明光量子与电粒子之间可以互相转化。光量子入射到铅原子的壳粒受到制动，速度变慢构成减速的浓缩性粒子，壳粒受到推动脱离原子核并速度变快而构成加速的弥散性粒子，两者则是正反粒子产生过程。两者相邻时互相加速，达到光速则转化为交换平衡的光量子，即出现湮没现象。湮没现象本身就证明电的可变性、暂态性和量子物质性。可以预言量子，尤其高频量子撞到粒子成功可转化为带电粒子，如设想用高频激光量子轰击壳粒也可能出现正反粒子，以验证上述理论。
    由于电场方向定义与场质流动方向相反，带负电粒子电场方向相心，而场质向外的弥散性粒子，那么质量愈来愈小，电荷量随时间减少，测得荷质比为常数时，则表明递减速率几乎一样。负电粒子测得荷质比随时间延长而缓慢减少，则表明质量递减比电荷量减少略快些，使荷质比减少速度较慢，需要经较长时间荷质比才等于零，这时才转化为光量子或中性粒子。带正电的粒子若是浓缩性粒子，质量是递增的，而电荷量是递减的，则荷质比快速递减，很快达到交换平衡而转化为量子或中性粒子。正粒子加速会加快这个过程，这正是反壳粒子物质世界总是少见的根本原因。在宇宙中任何找到反粒子或反物质比正常粒子或物质更长久存在，就是对上述理论的否定。
    《论基本粒子基础问题》一文指出带电粒子的电荷量随速度增大而减少，达到极限速度或光速时电荷量便消失。可用任何一种加速器能对带电粒子进行无限制地加速，达到极限速度或光速时变成不带电性的量子或场物质，量度的荷质比为零，便是对粒子带电暂态可变性另一种证明，也是粒子带电性随速度增大而减少的证明。电荷的本质在于粒子周围交换不平衡引起的总能量或质量可变和暂时性，粒子质量改变量可定义为电荷量。交换趋于平衡时，粒子质量恒定不变的。
    任何加速器的带电粒子实验能找到达光速的实物或实物粒子而仍然保持带电性，就是对电荷可变性或暂态性的否定。可见，花费巨大投资建造的加速器所能提高粒子速度或能量是非常有限的，因为随速度提高粒子必往场物质转化。可以预言带电粒子一直加速，最终必转化为量子或场物质。导线或导电材料两端加上电压，其中分子、原子周围壳粒递补移动而处于交换不平衡状态，产生电流。导体线路电流一旦断开，电流随之消失，因此开关等器件控制导体电流。称为电荷、电流暂态模型应用技术原理。
    《论基本粒子基础问题》一文指出，脱离原子核的壳粒周围具有交换不平衡场质状态不仅具有电性，而且具有磁性。因为壳粒是周围弥散性场在前沿叠加上同向速度，具有弥散性，而后沿叠加上反向速度，具有浓缩性，前沿趋于后沿的环形磁场，即电流周围构成了环形磁场。如果电流等效单位为速度话，电流乘电压为功率，单位牛顿．米／秒，那么电压等效单位是速度平方，相当于能量。所加的电压愈大相当于所加的功力愈大，相应迫使壳粒脱离原子核愈多，即电流愈大，等效跃迁质速愈大。电压愈大，电流也愈大，两者之间成正比，它们关系为欧姆定律。
    ２、材料电磁变换条件控制技术原理
    导线绕成线圈并通以电流，在线圈中生成磁场和存贮了磁能，恒定电流生成恒定磁场和存贮恒定磁能，电流变化其磁场和磁能也随之变化，该线圈在线路中作为电感器。若线路中放一平行板，电流的壳粒停留负极板上并生成电场和存贮电能，但逐渐隔断电流，直到断路。若电流变化其电场和电能也随之变化，它在线路中称为电容器。电路基本器件除电阻外，还有电容、电感、互感等器件，对于直流电来说电容相当断路，电感相当于短路，互感器件不起互感作用。交变或突变电流通过电感或电容器件才起阻抗作用，且跟频率密切相关的，即对于通以交流电线路来说，除电阻Ｒ外还有电感Ｌ和电容Ｃ构成了线路的总阻抗Ｚ为
Ｚ＝Ｒ＋ｉ（ωＬ－１／ωＣ）
当ωＬ＝１／ωＣ时表示处于谐振状态。
    线路通电时平板电容建立起场质交换不平衡或生成质速变化率的电场和电能，通过线路上电感与电容串联或并联中电容放电而转化为电感磁能，当电容上交换不平衡壳粒放完，即电能全部转化为磁能。随后电流反向往电容充电，逐渐建立反向电场或电能，磁能又转化为电能。接着电能再转化为磁能，形成了周期性电磁能变换的线路。变换周期Ｔ或频率ν决定于ＬＣ。如果每周期不补充电能或磁能，最后因电暂态性而变换逐渐减少到消失。同样地断电时间一久这些功能也会逐渐减弱消失，人们解释为漏电引起的，实际上真正原因是电暂性引起的。
    两半导体接触面可扩散壳粒层，构成接触电位差，但时间一久只剩下无电性壳粒扩散层，称为ＰＮ结。只要一通电，壳粒恢复移动又形成接触电位差，断电恢复无电性的壳粒层。晶体二极管由Ｎ型或Ｐ型半导体接触点构成的，当电源正极接Ｐ端，负极接Ｎ端时，Ｎ型半导体丰富的自由移动壳粒向正极移动，有大量壳粒移向正极，并得到Ｎ型材料大量补充，构成正向大电流状态或穿过器件电流大、电阻小的导电性。反之电源正极接Ｎ端，负极接Ｐ端时，Ｐ型半导体缺少壳粒向正极移动，又得不到缺壳粒的空穴型或Ｐ型材料壳粒补充，构成反向几乎无电流（或阻挡电流通过）状态，从而构成电流小、电阻大的导电性。即ＰＮ结二极管形成单向导电性器件，是构成整流、检波、稳压等器件的基础。
    如果一类型半导体材料两侧接上相反类型半导体材料，即构成ＮＰＮ或ＰＮＰ三极管器件。三极管两端集电极和源极（两极浓度不一样）加上电压便有电流通过，用反向基极电压来阻挡电流，而且电压愈大阻挡愈强，通过电流愈小。如果基极电压随时间变化，那么所通过的电流也随时间变化。基极电压微小变化，控制相应的电流较大变化，具有放大作用。在电源与三极管之间接上适当电阻器，便可转化为放大的电压。这类电压或电流信号变化放大控制器件和导电线路是构成放大器基础。放大器件的输出信号同相或反相地反馈到其输入端，反相的负反馈可使输出放大信号稳定。同相的正反馈可将即使不输入信号，也会使微扰信号愈来愈强，直至器件电流或电压最大值限制为止，而构成电磁振荡器件。
    某些材料低温时出现超导性，粒子涡量交换平衡，磁性为零，而径向场质交换范围扩大到几乎整个材料的超导现象。随着磁场强度或温度增大，原子周围场质逐步个体化，并具有壳核间交换整数倍能级的允许轨道运动，使电阻阶跃式增大。这是因为壳粒要吸收整个量子才能使原子周围场（如磁涡量形成）能级跃迁而逐步个体化，这时出现分数电荷。继续增大磁场强度或温度，粒子达到完全个体化后，粒子不规则运动，电阻则变成常量。可见电阻与材料粒子周围场质情况密切相关的。导线或线圈有电流就有磁能产生，从而导体线圈可构成电感器件。各种形状的平行金属面若有电荷，在两金属面之间则存在电场或产生电能，构成电容器件。电流变化或交变，电感器件磁能和电容器件电能随之变化或交变。称为线路电流传输和线路电磁变换条件控制技术原理。
    氦之类液体还可能使原子的壳粒微小移动，能引起电流源源不断地流动超导电性现象。这类材料通常是逆磁性强的粒子，低温下粒子有微弱的不规则运动，即有弱电产生的基础，在弱外磁场作用下被抵消成磁感应强度为零的状态。有个临界温度和临界外磁场，温度愈低相应临界外磁场愈高，这种情况下粒子间交换弱而复盖整体，壳粒微小移动其周围不平衡交换场质立即传遍整个材料，即构成磁感应强度与电阻为零的超导电状态。若能在较高温度的固体中实现超导性，那就有广泛应用的价值。如较高温度的有机超导体出现就是一种例证。
    有的低温材料内原子、分子磁场质处于平衡，即磁感应强度为零，而径交换场物质成片连结，壳粒微小移动立即无阻力地传递整个材料的超导性等。外加磁场足够大或温度升高就会使其原子运动增强，交换场质收回到原子周围邻近，至使超导性消失，这时磁场强度Ｈ称临界磁场强度，温度Ｔ称临界温度。两者关系为
Ｈ＝Ｈ。（１－Ｔ／Ｔ。）
其中Ｔ。最高临界温度，Ｈ。为最高临界磁场强度。磁场强度是粒子涡量交换不平衡程度的量度，温度是粒子不规则平动运动程度的量度。温度愈高单一粒子涡量交换不平衡性愈大，但整体又愈不易整齐排列，即总磁场强度愈小。低温时单一粒子磁性小到近零，非平衡涡量整体排列虽增强，但仍然微弱到近零，而平衡交换几乎贯穿整个物体。超导体现象是电的条件控制一种方式。
    外磁场对粒子磁性取向几乎不影响或内磁性对外磁场排斥有作用，温度愈低愈是如此。但从电可变性和暂态性观念出发，这种现象是壳粒在低温下，粒子本身处于极低速运动，且不产生加速度运动，磁性近零，交换场质遍布整个物体材料。从极低温开始升温，成片场交换状态转化为个体化过程中，只能以其周围场物质辐射或吸收量子或阶跃能级方式交换来改变壳粒周围的场质状态，此时线路电阻只能以阶跃式改变的，这就是崔琦低温所出现分数电荷的根源。当温度上升足够高时原子周围场质完全个体化，并作不规则运动，这时电阻阶跃性消失。
    超导体、导体、半导体、绝缘体、顺磁体、逆磁体、铁磁体等的电磁性能都是某些材料在一定条件下转化或控制而成的。如运动的磁体可使周围导体产生电流，又如导线通以电流，在其周围可产生磁场。某些材料在一定条件下产生超导性，如上所述。在纯晶体掺入不同杂质则产生不同半导体，控制不同杂质及其分量则产生不同的导电性。又如控制不同频率交变电流的导线可在其周围产生不同的电磁波，以传递信息能量。利用电场、磁场、温度等对某些材料条件控制，以实现特定功能的电磁条件控制技术原理。
    ３、电子器件及微器件性能组合技术原理
    为了使器件通用化，要作标准化规定，标上型号和数值、误差范围，以供用户设计使用时选择。如各种型号的电阻、电容、电感及其它电子器件一般都标有数值、误差范围、适用场合（如电流、功率等使用限制）。电路设计也规定一些标准符号，如电阻、电容、电感、晶体二极管、晶体三极管、电源等符号，不仅可以简化线路，便于设计、检测、调试、试验、组装和交流、选择、销售等。这样，线路器件灵巧组合则方便多了。称为器件或微器件性能组合技术原理。电磁器件不仅可巧妙组合成各种模拟线路，如收音机、电视机和电子仪器设备等而且是组合成数字线路的基础。如《数字直读式碳硫自动分析仪》设计就是利用光器件、电磁器件性能有机组合数字线路和某些化学反应颜色改变过程适当方法变换为时间长短的脉冲线路组合研制的。如附录一所述。
    最基本数字组合的开关器件，如半导体二极管和半导体三极管，尤其集成度很高的场效应管所制成的开关及其组合线路，如全加器、译码器、编码器、数据比较器、数据选择器、代码转换器等组合逻辑线路器件。如三个输入译码器的开（高电平或“１”）关（低电平或“０”）两状态，译码器有８个输出端，由８个与门和３个非门器件和线路组成的。所组合的开关状态的八种０００、００１、０１０、０１１、１００、１０１、１１０、１１１分别连接到与门的输入端。当满足其中一种状态，则相应的与门输出端被选通而有高电平，其它输出端为低电平。这个器件也只有通电时才具有译码功能，不通电时译码功能消失。
    脉冲发生器、双稳态线路或触发器和门线路有机组合可以构成同步或异步时序逻辑线路，如计数器、寄存器、移位寄存器、序列检测器、代码检测器等时序逻辑器件。计数器是用来计算脉冲个数的数字部件，常以若干触发器组合而成的，当脉冲输入时各触发器同时翻转的计数器称为同步计数器，否则称为异步计数器。如三位加的异步计数器由三个Ｄ触发器件组成的，第一个Ｄ触发器输入端接输入脉冲，输出反相端接第二个Ｄ触发器输入端，其输出反相端又接第三个Ｄ触发器输入端，这三个触发器正相输出就是计算的结果。这个器件只有通电情况下才具有计数功能，不通电时计数功能便消失。进一步证明电的暂态性。
    微型计算机硬件系统是建立在微器件和微金属线路的基础上，电子计算机与任何电子器件或微电子器件一样在没通电情况下，没有什么电性能和电现象出现，只有接上电源才出现各自的电性能和电现象。电子计算机实际上是由微电子数字器件和线路巧妙组合而成的，数字线路主要是开关门电路组成的，很方便地用二进制数码控制和表示。如计算机的中央处理器（运算器和控制器）、存储器、输入输出接口和外围设备等构成的，其中核心部件控制器是从存储器中取出指令，由指令操作码经译码和时序信号，经控制器中形成控制信号，以实现各种操作。称为线路电磁器件性能组合技术原理。因此与其称呼微电子学，不如说微器件或微线路学更为妥当。
    三、线路应用方法
    自然规律技术应用最多的是电磁规律，它几乎渗透到各个领域，应用电磁规律和原理制造发电机、电动机、电报、电话、半导体器件、收音机、电视机、仪器仪表和各式各样的电器。不管那种电器不供电都动作不起来，本来就是电暂态性原理的应用，只有供电的过程，即把构成电器材料的交换平衡状态的原子、分子等的周围壳粒分离出来，并构成了交换不平衡的电性过程。一旦停电，电性也随之消失，即材料原子、分子又恢复交换平衡状态。电和磁是场能的一种可传递暂态方式，通过适当技术只要把机械运动能量或其它能量方式变换转化为电磁能量，并将电能或磁能或电磁波等的场质能量传输到所需要的地方。
    按照人们需要和要求，线路设计是根据上述电磁规律和电的本质原理进行线路设想，并借助于线路图纸画成当加上电源后的电流信号通路和变换的草图，如线路中加上什么器件要隔离直流而只通过信号，什么器件可放大信号，什么器件和线路可以将交流电变换为直流电。这些器件和线路巧妙组合构成各种各样电器，许多电器开始时设计较为简单和基本的，后来为了增强或完善功能，增加许多辅助器件和线路，设计工作愈来愈复杂。根据需要和功能要求，充分应用电荷和电流暂态性，进行电器件、芯片、线路、仪表、仪器和设备设计制造。只要根据基本原理和规律进行合理性的设计，并用标准符号帮助绘制成线路图。设计思维可以从粗到细，逐步细节化，最后形成完整电通路的线路连接图。
    １、线路设计方法
    如为了自动快速钢铁材料中碳硫成分而提出研制科技项目，要求达到能精确的、快速的、数字化、自动化分析碳硫的仪器。首先根据目的要求设想方案。分析办法是将钢铁样品粉在特制的高温电炉中煅烧气化，而此含有碳、硫氧化气体跟某些溶液化学作用所产生现象，如二氧化碳和二氧化硫通过一定深度颜色的乙醇钾非水和含碘淀粉的溶液，使其变白。碳、硫成分愈多，变白的化学反应时间愈长。要做到快速分析只能变换成电量或计数量实现的。也便于解决自动化、数字化问题。
    非电量转化电量和模数转化方法很多，如果非电量转化与转化时间长短有关，便可用固定频率脉冲来进行计数，所计的数跟非电量的量值相对应，表示此量值，如化学反应往往伴随着电、磁、光、热、声等物理现象，以一定蓝色深度的乙醇钾非水、含碘淀粉溶液与二氧化碳、二氧化硫化合作用颜色变浅，然后再开始滴定，再变回到蓝色到一定深度，而二氧化碳、二氧化硫含量愈多或变深程度一定的作用时间愈长。利用这个原理，可用一定量的溶液滴定，碳、硫含量愈多，完全变为一定深色的溶液所需要的时间愈长。
    在此基础上设计利用固定频率脉冲计数，碳、硫含量愈多，一定量乙醇钾非水变色愈长，便可量度碳、硫的含量。脉冲计数可以通过数字电路实现自动计数和显示的方案。方案确定之后，便进入具体的技术设计，包括溶液吸收杯、注躯干式自动滴定装置、塑料磁阀及其控制电路、液面控制电路、时间继电器及其电路、光电继电器及其电路、计数器电路等的器件和电路技术设计，再通过数字电路实现自动计数和ＬＥＤ显示。许多部分经过反复试验才确定下来的。并画出各部分设计图和整体组装图，以便焊接组装。整机也经过反复调试和试验，才达到预期的目的要求。如《数字直读式碳硫自动分析仪》一文所述。
    ２、线路决断方法
    实性决断思维过程中除人力、财力、物力等条件可能性、可行性分析、论证决断外，主要是技术上可能性、可行性的分析决断思考，通常以正确理论及其演算为依据的属于可能性的分析决断，而可行性则依靠检测和试验。器件、线路应用选择则通过万用表、示波器和其它基本工具测试获得的。在器件、芯片、线路组合的电、磁性能的局部或整机检测、试验、调试是样机电路设计制造的决定决断的主要方法。器件线路检测和试验可行性确定后就是对样机的调试，直到成功为止。样机的试制或研制过程主要是各种可行性的分析决断过程，是研制线路产品重要决断方法。
    研制过程实际上查过大量资料，做过大量试验，还利用过已有知识和经验开展想象，画出草图。将其变为技术图纸时作过大量器件和线路实验才确定下来的，并逐步形成技术图纸。这是具体器件和线路的可能性、可行性提供决断依据的基本方法。对于具体施工安装计划就在此基础上进行的。若要大批量生产，还要形成工艺流程要求、计划和管理。其它项目研制过程大体如此，主要是应用能量变换转化的设计思维基本方法，应用经验和试验的决断或诊断和调试的分析方法。
    ３、线路执行方法
    器件标准化，以便电路器件性能组合成仪器、线路板、器件产品的制作与生产。许多仪器可以直接从社会商品市场购买来的器件和导线，加上简单工具，便可以亲自组装。生产过程也便于采用流水线装配方式或自动化装配方式，提高效率和产品质量。每台组装前对各器件检测合格适用，才能保证质量。组装后要调试，因为器件有误差，组装成整体系统时，可能性能偏离较大而功能达不到要求，需通过调试，作适当纠正，使之达到功能要求。
    为了产品性能提高，需要综合重组的技术愈来愈多，现代的汽车除动力和机械组合外，还组合了各种电器技术，构成庞杂的技术系统。一个庞杂的技术系统产品已经包含许许多多知识综合和重组，构成一门专业技术科学。技术科学不同于自然科学，它往往以大型复杂产品为基础的综合科学知识和技术（设计、决断、执行）方法，一个人能够做的只是其中一部分，许多部分别人已经做过了，可以充分加以利用或分工合作，避免不必要的重复。做到这一点就需要尽量获取信息，应用能量控制和操作的执行思维方法来实现的，包括跟踪、反馈、控制过程。
    工艺中微型器件制造设备，印刷电路板和焊接工具设备，生产流水线等及其相应技术是这类产品基本手段。许多产品需分工合作才能做到的，尤其是重大革新产品。产品论证决策、生产组织、协调执行，指挥管理，包括职责分工和市场投入等是组织管理者的基本任务。善于获取信息、出主意、用人（发挥各人作用）、克服矛盾的组织管理者往往是成功的管理者。针对产品技术特点和人力、物力、财力条件，组织车间、班组进行生产。在调查和获取信息基础上，组织人力进行生产和推销。管理也是一门科学，称为管理科学。它与技术科学相辅相成，如果技术科学是基础，那么管理科学则是主导，是现代技术科学矛盾的两面。
    四、线路应用类型
    任何导体、器件和线路接上电源通电，构成了线路各种电和磁的性能和现象，而断开电源的导线、器件和线路的电和磁性能和现象就接着消失。相对应的过程证明电并非原来所以为的那样，电预先固有地存在于原子核和壳粒中或只是电中和，没有生成或消失过程。电性实际上是场质交换平衡被破坏中产生的交换不平衡状态，并在平衡趋势中消失，即电是暂态可变的。因此电机、电器、电子线路、脉冲线路、数字线路等都是按通电所产生的一定功能要求来连接和组合的，没有通电就没有电和磁性能与现象。可见各种电器、线路与其说固有电的电路，不如说是通电时才具有电暂态可变性能和功能的各种器件组合的电器线路。
    １、电荷器件应用类型
    各种元素原子由原子核和周围壳粒交换平衡组成的稳定粒子。当原子壳粒吸收较大能量子，使壳粒脱离原子核而各自周围形成交换不平衡场质状态，即带不同电荷的粒子。尽管电荷是暂态的，但电荷存在期间在外电场或外磁场作用控制下作偏移运动。如阴极射线或带电壳粒束在外加电场或外加磁场方向和大小控制下偏转成不同角度或位置上，再加上通断控制，可以灵活地控制带电壳粒束，简称电子束。壳粒束射到荧光屏产生亮点，并以足够快速度控制其移动，就会在屏幕上出现直线或各种曲线扫描。射到某些特殊荧光屏上壳粒子速度或变换频率不同就会产生不同的颜色，三条不同速度或变换频率壳粒束同时扫描射到此屏幕上则产生颜色的组合，在整体上则构成彩色。
    放射性元素的原子间存在质量差异，实际上也是原子核及其内部核粒子，包括边缘的轻粒子质量的差异。当原子核分离成众多‘碎片’粒子时，不仅质量差异，而且分离的交换不平衡状态，即电性也存在差异。贝塔衰变中负电粒子能量有一定分布本身就是荷质比不同、带电量不同或电的暂态性的自然反映。并不需要另行假设中微子来解释贝塔衰变。放射性元素原子核存在不稳定的因素，有的原子核速度较大，易破裂而放射出中子。若这些放射性元素原子群构成的实物体积或质量足够大，那么一原子核破裂放射出的中子又轰击周围原子而使其破裂，再轰击其它原子，引起连锁反应，最后爆炸。这就是设计裂变原子弹爆炸的根据。放射性轻元素原子也可以聚变放射出巨大的能量而爆炸，成为氢弹设计根据。
    带电粒子能量单位电子伏特是建立在电荷不变性假设基础上，即用电子的电荷量乘以电场电压获得的能量值。在外加电场或磁场一定力作用下，电子速度实际上不可能线性递增，即加速度不可能是常量，极限速度时加速度为零，否则光速如何保持不变性呢？这只能说明电子伏特作为微观粒子能量单位是不太妥的。还不如用量子变换频率乘以普朗克常数作为微观粒子能量的量度。但不管怎样，外加电场或磁场总可以加速带电粒子，达到较高动能，以轰击重原子核，迫使其分裂成若干“碎片”或基本粒子。这些破裂的粒子多半处于交换不平衡状态，即带电性。因此可以设计这些粒子加速器以提高其速度或动能，实现人工对原子核轰击和衰变。以观察核碎片或基本粒子性能。
    ２、模拟线路应用类型
    现代电子技术实际上是线路及其器件技术，如各种电阻器、电容器、电感器、互感器、电子管、晶体管、场效应管、继电器、电机、显示器、传感器等有机组合连接成各式各样线路。不管上述线路或任何一器件只能在通电情况下才能工作，电源断开任何线路或器件立刻停止工作。如通电则电动机转动，停电则电动机不动。根本不必预先假设原子或分子内就存在电荷，而电荷、电流、电压本来就是交换平衡被破坏产生的场物质运动状态，是暂态的，断电后保留的只是线路或器件连接的实物体，没有电和磁性能。可见电子技术实际上是按人类需要而设计成通电后可产生一定电功能的各种器件和金属线路重新组合成仪器仪表的技术。
    收音机、电视机、仪器仪表和各种各样电器是由这些电器件，如电阻、电容、电感、互感、整流、检波、放大、振荡、稳压、滤波等器件和导电线路巧妙重新组合而成的，再加上啦叭、显示器、话筒等，使其组合成具有更复杂功能的电器设备。如收音机将天线感应的各种频率电磁波与本机的可调电感或可变电容构成振荡器频率一致的输入到收音机中，经检波器件检出叠加在高频信号上音频信号，并经若干级放大器件放大信号至足够大，以推动啦叭播送出声音。一旦断电，这些电或磁功能全部消失。
    ３、数字线路应用类型
    微电子技术实际上是微器件和微线路技术，尤其是数字线路技术。微器件的核心器件是各种芯片，微处理器芯片由上万个微器件及微线路构成的，在没有通电时什么功能也不会出现，只有在接上要求电源条件下运行，才会呈现一定的功能。数字化和集成化技术发展使微器件及其微线路设计、制造成为可能。芯片的设计、制造是根据功能的需要而进行的数字化和高度集成化的微器件及其微线路的设计、制造的。如ＴＴＬ型或ＭＯＳ型的微器件和微线路是微电子技术基础，相应的微电子技术更妥当的称呼应是微器件及其微线路技术。
    开关或数字器件主要是门电路、触发器、计数器、寄存器、存储器、运算器、控制器等数字线路和计算机组成的硬件器件及其线路。门线路通常包含开关之与、或、非的关系组合的半导体器件线路。这些器件线路又可组织成逻辑组合基本线路，加上触发器又可构成时序基本线路，它们都是构成数字线路和计算机硬件中的存储器、运算器、控制器基础。
    计算机是一系列数字化的半导体芯片组合成的硬件系统，可以用二进制数码表示。二进制数码可组合成指令，指令组合成程序，它是软件智能控制的基础。智能控制强弱取决于硬件器件和线路组合系统设计和软件指令系统和程序设计，指令系统在的每一条指令可由所设计的组合逻辑器件线路或微程序存储器的控制器产生的。同样地有可能设计一种能自学习、自推理、自积累的指令系统及其相应的器件线路，以便模拟人脑的思维过程，把思维的结果自动存储起来，以便继续推理思维中利用这个结果产生新的结论。
    微型计算机实际上由一系列微器件和微线路组合在微小的硅片上制造的一种技术，成为高集成线路或超大规模集成线路的芯片，以便于实现数据运算处理、比较分析、传输调节等智能过程，再化作信号去控制各种执行机构和机械运动状态。在理论应用和参数的量化、数字化、信息化基础上产生计算机硬件和软件控制操作，通过软件程序实现对电子计算机的控制操作，使其具有一定智能性质的控制操作。将自动化控制操作化成计算机的控制操作，则成为智能控制操作。计算机二进制数码来控制操作的，并具有数字计算、处理、变换、存储等功能。这些开关可以用二进制数码表达和控制，并构成指令，一系列指令的集合构成程序，程序的控制过程就是智能化系统操作。
    计算机智能控制操作和网络不仅可控制试验或生产执行过程，而且还可实现辅助设计和辅助制造的ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，实现辅助诊断的专家系统等智能辅助工作。它像机电设备辅助和扩充人的体力劳动那样地辅助和扩充人的脑力劳动，有些功能如计算速度超过人脑。它也改变了人类思维方式，人可以在很短的时间里，获得所需要的大量信息，更需要理性思维的概括力（统观能力、逻辑分析能力）和实性思维的想象力（形象能力、系统综合能力）。计算机成为人类的脑力劳动的有力辅助工具，虽然计算机不能代替人脑，但充分发挥计算机长处，辅助人脑思维活动，以提高思维效率。
参考资料：
1、《物性论=自然学科间交叉理论基础》 陈叔瑄著  厦门大学出版社1994年月12月出版
2、《物性理论及其工程技术应用》 陈叔瑄著  香港天马图书有限公司2002年月12月出版
3、《思维工程=人及智能活动和思维模型》 陈叔瑄著  福建教育出版社1994年6月出版
4、《论基本粒子基础问题》陈叔瑄著 《科学（美国人）》中文版1998年7期