邏輯運算與邏輯門

什么是電？

??宇宙中物質的基本構成單位是原子，原子是由一個原子核和若干電子組成。原子核帶有正電荷，電子帶有負電荷。由于電荷相反，原子核和軌道上的電子之間有一定的吸引力，因為電子在一定軌道上圍繞著原子核運動。
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??原子的最外層軌道上可能有松散結構的電子，它們只要很小的能量就可以從母體原子中分離出來，因此這些電子也被稱為自由電子。自由電子在物質內部隨即移動，從一個原子轉移到另一個原子。當一個物體因為外部能量失去電子后，其原子核攜帶的正電荷就要大于負電荷，物體表現為帶有正電。當一個物體獲取了電子后，其電子攜帶的負電荷就要大于原子攜帶的正電荷，物體表現為帶有負電。

??同性電荷相斥嗎，異性電荷相吸，所以正電荷和負電荷之間會形成一個電勢，可以將這個電勢理解為吸引電子移動的能力。物理學中使用電壓描述兩點之間的電勢差，電壓的單位為伏特，簡稱伏，符號位V。比如我們常見的1.5V干電池，兩級之間的電勢差為1.5V。
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?? 電勢是一個相對量，其參考點可以任意選取的。無論被選取的物體是不是帶點，都可以被選取為標準位置，即零參考點。地球是一個巨大的導體，對于電子而言就好像大海對于水滴而言。所以在這樣的大導體上增減一些電荷，對它的電勢改變微乎其微，其電勢比較穩定，所以，一般情況下，我們都是將地球作為零電勢參考點。在電路中如果某個位置接地了，那么就說明此位置的電勢為0，電路圖中使用如圖所示的符號表示接地。
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??當一個帶點的物體通過導體連接到一個帶正電的物體時，因為存在電勢差，帶負電的物體的多余電子開始流向帶正電的物體，以補償帶正電的物體中缺少的電子。電子的流動，構成電流。因為物理規律認知的影響，最初人們誤以為電荷也會移動，所以將正電荷移動的方向為電流方向，事實上，原子核中帶正電荷的質子根本不會移動，所以電子移動方向與約定俗成的電流方向相反。

??有些材料在常溫下有大量自由電子，所以具有良好的導電性，被稱為導體。而幾乎沒有自由電子的材料被稱為非導體或絕緣體。

??當自由電子移動時，自由電子與導體的原子發生碰撞，導致電子的流動速度受到限制。在物理學中導體對電流的阻礙作用稱為電阻，電阻是導體本身的一種性質。導體的電阻通常用字母R表示，R是英文單詞Resistance的首字母。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。

電的信息表示

??計算機使用的電路中只有兩種電壓：高電壓和低電壓。通常使用接地電壓作為低電壓，使用3.3V或5.5V作為高電壓。如果將其對應為數學抽象，那么低電壓可以對應數字0，高電壓可以對應數字1，因此，計算機中的電路又稱為數字電路。數字電路中的電壓是離散的，只有高和低兩個級別，英文中也用high level和low level表示，中文譯為高電平和低電平。