第八章 电的应用

电的应用非常广泛，它既可以用于人们的日常生活中，也可以用于医疗、战争、通信等领域。它与人类的生活息息相关，如果没有了它，人类就无法正常生活。电改变了人类的生活，使人类文明不断向前发展。
 
霓  虹  灯
霓虹灯不同于荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯、水银灯、白炽灯等弧光灯，它是依靠充入玻璃管内的低压惰性气体在高压电场下冷阴极辉光放电而发光的。霓虹灯的光色由充入惰性气体的光谱特性决定：光管型霓虹灯充入氖气，霓虹灯发红色光；荧光型霓虹灯充入氩气及汞，霓虹灯发蓝色、黄色等光，这两大类霓虹灯都是靠灯管内的工作气体原子受激辐射发光。
与其他电光源相比，霓虹灯具有很多的优点。
因为霓虹灯是依靠灯光两端电极头在高压电场下将灯管内的惰性气体击燃而发光的，它不同于普通光源必须把钨丝烧到高温才能发光，造成大量的电能以热能的形式被消耗掉，所以用同样多的电能，霓虹灯具有更高的亮度。
霓虹灯因其冷阴极特性，工作时灯管温度在60摄氏度以下，所以能置于露天日晒雨淋或在水中工作。同样因其工作特性，霓虹灯光谱具有很强的穿透力，在雨天或雾天仍能保持较好的视觉效果。
随着技术的不断创新，新型电极、新型电子变压器的应用，使霓虹灯的耗电量大大降低，由过去的每米灯管耗电56瓦降到现在的12瓦。
霓虹灯在连续工作不断电的情况下，寿命达一万小时以上，这一优势是其他任何电光源都难以达到的。
霓虹灯由玻璃管制成，经过烧制，玻璃管能弯曲成任意形状，具有极大的灵活性，通过选择不同类型的管子并充入不同的惰性气体，霓虹灯能得到五彩缤纷的光。
霓虹灯画面由常亮的灯管及动态发光的扫描管组成，可设置为跳动式扫描、渐变式扫描、混色变色七种颜色扫描。扫描管由装有微电脑芯片编程的扫描机控制，扫描管按编好的程序亮或灭，组成一幅幅流动的画面。因此，霓虹灯是一种投入较少、效果强烈、经济实用的广告形式。
 
电  视  机
电视是将分成无数因素的一系列静止图像连续传送出，由于人类的视觉暂留功能，使连续出现的系列静止图像呈现景物移动的感觉。
电视摄影机主要是利用一种特殊的真空管（摄像管），把被拍摄的像投影到管内的幕或像屏上。屏上覆有异常灵敏的感光层，它是由几十万个叫做“像素”的小点组成的，就像眼睛中的视网膜是由无数个视神经细胞组成一样。为了把投影到感光屏上的影像变成电讯号并被传送出去，在摄像管内有一电子束从左到右、从上到下地扫过。当电子束扫过某一点时，这点就能把它感受光的强弱变成不同强弱的电讯号。
在我国的电视系统中，最普通的电视画面是由600多行，每行又有800多个小点组成的。在播送电视时，每秒钟要播出25幅画面。电讯号的强弱又对传送讯号的无线电波进行调制，调制好的无线电载波就从电视发射天线发射出去。当打开电视机选送这些调好的电波时，就是利用这些电波来控制显像管里的电子束。电子束在每秒钟内多次自上而下地扫过荧光屏的每一部分。由电波携带的电视图像讯号控制着扫描电子束的强弱。强弱变化着的电子束打到荧光屏上，产生亮暗不同的光点，从而扫出各种图像，所以屏面上的画景就和若干千米外摄像机所拍摄的画景完全一致。电视的发声和收音机的原理是相同的。
天线的长度决定了它接收的最佳频率。电视机天线的一般规则是天线的长度应该是它想要接收的波的波长的一半。这样就允许在接收天线中被感应到的电流以特定的频率产生共振。
环形天线则不用遵守上述规则。有磁性的金属环形天线能在晶体管收音机中找到，它只接收调幅波段的低频无线电波。为了接收低频的调幅波段，半波长的直金属天线的无线电波必须非常长。晶体管收音机中的环形天线对无线电波的振动磁场起反应，反而能感应到一个巨大的电流。
家用电视机的天线通常有一个宽频带宽和一个小的倍率。宽频带宽允许天线去接收比窄频带宽的天线所能接收的更大的频率。然而，更宽的频带虽然取代了窄频波段宽，却影响了天线的倍率和灵敏度。
 
电  冰  箱
冰箱是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的家电。1910年，世界上第一台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世。中国从20世纪50年代开始生产电冰箱。
目前人们普遍使用的冰箱是压缩式电冰箱，该种电冰箱由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统做功。制冷系统是利用低沸点的制冷剂蒸发汽化时吸收热量的原理制成的。其优点是寿命长，使用方便。这种电冰箱利用氟利昂把冰箱里的“热”输送到冰箱的外面。
冰箱按内冷却分为冷气强制循环式、冷气自然对流式和冷气强制循环与自然对流并用式三种。
冷气强制循环式冰箱，又称间冷式（风冷式）或无霜冰箱。这种冰箱内有一个小风扇强制箱内空气流动，因此箱内温度均匀，冷却速度快，使用方便。但因具有除霜系统，耗电量稍大，制造相对复杂。冷气自然对流式冰箱，又称直冷式或有霜电冰箱，其冷冻室直接由蒸发器围成，或者冷冻室内有一个蒸发器，另外冷藏室上部再设有一个蒸发器，由蒸发器直接吸取热量而进行降温。此类冰箱结构相对简单，耗电量小，但是温度无效性稍差，使用相对不方便。
近年来，电冰箱新产品较多采用冷气强制循环和自然对流并用式，主要是同时兼顾风、直冷冰箱的优点。
冰箱按用途分为冷藏箱、冷藏冷冻箱和冷冻箱三类。
冷藏箱至少有一个间室是冷藏室，用以储藏不需冻结的食品，其温度应保持在0℃以上。但该类型电冰箱可以具有冷却室、制冰室、冷冻食品储藏室、冰温室，但是它没有冷冻室。冷藏冷冻箱至少有一个间室为冷藏室，一个间室为冷冻室。冷冻箱至少有一个间室为冷冻室，并能按规定储藏食品，可有冷冻食品储藏室。
现在市面上还出现了节能冰箱、电脑冰箱、无氟冰箱、变频冰箱等新式冰箱。
节能冰箱采用了先进冰箱压缩机，制冷量、能效比等技术参数实现了最优化，冰箱的保温性能增强，整个冰箱箱体的导热系数因此就优于一般冰箱。
第三代数字温控冰箱基于电脑人工智能，以精确数字温控为代表。可在箱体外采用可视化的数字温度显示，对箱体内温度进行精确控制。即使频繁开启冰箱，也能通过电脑系统控制，改变压缩机的工作频率，使温度固定在设定数值，同时达到省电的效果。
说起“无氟”冰箱，人们往往认为这种冰箱不使用氟利昂了，因为有氟冰箱是使用氟利昂11和氟利昂12来做发泡剂和制冷剂的冰箱。但从化学反应式中可以看到，破坏臭氧层的元凶是“氯”而并非“氟”。现在启用的冰箱制冷剂为异丁烷（C4H10），使冰箱的制冷速度更快，更节能。
变频冰箱采用的是“直流无级变频”技术，压缩机转速可以根据外界温度变化和食物储存情况，从2000转到4000转的区间内柔性变动。平滑变频既能避免能源浪费，比普通冰箱节能70％以上，也能将噪音值降低50％以上，还能延长压缩机和整机系统的使用寿命。
洗  衣  机
从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机出现以前，洗衣留给人们的感受常常是辛苦劳累。
1858年，一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴，轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。
1910年，美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。
1922年，美国玛塔依格公司制造出了第一台搅拌式洗衣机。这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进行周期性的正反摆动，使衣物和水流不断翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。搅拌式洗衣机结构科学合理，受到人们的普遍欢迎。
1932年，美国本德克斯航空公司研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。滚筒洗衣机是模仿棒槌击打衣物原理设计，利用电动机的机械做功使滚筒旋转，衣物在滚筒中不断地被提升、摔下，再提升再摔下，做重复运动，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗涤干净。
1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格并流行至今的波轮式洗衣机。
20世纪60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。70年代，日本生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，以电脑（实际上微处理器）控制的全自动洗衣机在日本问世，开创了洗衣机发展史的新阶段。80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，功能更完备，洗衣程序更随人意，外观造型更为时尚。
一般来说，洗涤容量在6千克以下的为家用洗衣机，洗涤容量在6千克以上的为集体用洗衣机。家用洗衣机主要由箱体、洗涤脱水桶（有的洗涤和脱水桶分开）、传动和控制系统等组成，有的还装有加热装置。
机械力、洗涤液、水是洗衣机洗涤过程中的三要素。洗衣机运动部件产生的机械力和洗涤液的作用使污垢与衣物纤维脱离。加热洗涤液，可增强去污效果。织物不同，适宜液温也不同。反映洗衣机洗涤性能（即洗净衣物的能力）的主要指标是洗净率（或洗净比）和织物磨损率。洗净率是洗衣机在额定洗涤状态下，利用光电反射率计（或白度仪）测定洗涤前后人工污染布及其原布的反射率。
伴随着科技的进一步发展，相信新型更适合人们使用的洗衣机会给我们的生活带来新的方式。
 
空　调
空调是一种给空间区域（一般为密闭）提供处理空气温度变化的机组，空调具有降温、升温、除湿、净化空气等功能。用以满足人体舒适或工艺过程的要求。
1902年，美国发明家威利斯·哈维兰德·卡里尔为了给机器降温，设计并安装了第一部空调系统。空调发明后的20年，享用者一直都是机器。直到1924年，底特律的一家商场常因天气闷热而使不少人晕倒，这家商场首先安装了三台中央空调，凉爽的环境使得人们的消费欲望大增，自此，空调为人们服务的时代正式来临了。
空调分为单冷空调和冷暖两用空调，两者的工作原理相同，空调一般使用的制冷剂是氟利昂。氟利昂由气态变为液态时会释放大量的热量，而由液态转变为气态时会吸收大量的热量。空调就是据此原理而设计的。
空调的压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的液态制冷剂，然后送到冷凝器（室外机）散热后成为常温高压的液态制冷剂，所以室外机吹出来的是热风。然后到毛细管，进入蒸发器（室内机），由于制冷剂从毛细管到达蒸发器后空间突然增大，压力减小，液态的制冷剂就会汽化，变成气态低温的制冷剂，从而吸收大量的热量，蒸发器就会变冷，室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过，所以室内机吹出来的就是冷风；空气中的水蒸汽遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴，顺着水管流出去，这就是空调会出水的原因。制热的时候有一个叫四通阀的部件，使制冷剂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反，所以制热的时候室外吹的是冷风，室内机吹的是热风。
环保型空调工作原理是用循环水泵不间断地把水箱内的水抽出，并通过布水系统均匀地喷淋在蒸发过滤层上，室外热空气进入蒸发降温介质，在蒸发降温介质内与水充分进行热量交换，因水蒸发吸热而降温的清凉、洁净的空气由低噪音风机加压送入室内，使室内的热空气排到室外，从而达到室内降温的目的。
 
电  话  机
我们家中的电话已经诞生100多年了，它至今依然是声音缭绕，响彻寰宇。百年电话正不断以新的姿态、新的服务功能继续赢得人们的青睐。现代出现了许多新式的电话机，比如可视电话机、电话传真机、录音电话机、触摸屏电话机、IP电话等。
可视电话是利用电话线路实时传送人的语音和图像的一种通信方式。它是由电话机、摄像设备、电视接收显示设备以及控制器组成的。摄像设备的功能是摄取本方用户的图像传送给对方；电视接收显示设备的作用是接收对方的图像信号并在荧屏上显示对方的图像。
电话传真机的工作原理是，一部传真机器读来自纸张上的信息，然后转化为信号通过电话线发送到另一端上的传真机，另一端的传真机接收它并将信号转为图像复印出来。
常见的录音电话机有留言电话机、电话录音机和自动应答录音电话机三种。
留言电话机是主人预先把需通知对方的话录下来，当有电话时，振铃数次后可自动应答，把留言发送出去。
电话录音机是电话机和磁带录音机的组合。使用时，由人工操作录下双方讲话内容，当需要重放时按下放音键。
自动应答录音电话机是自动应答和自动录音机相结合的电话机。当有电话呼叫而主人不在时，电话机自动启动，把磁带或存储器中的留言告诉对方然后启动磁带录音装置，记录对方留言。主人回来后可以用放音键收听对方留言。
触摸屏电话机带有网络电话功能，外观精巧亮丽，个性化，体积小巧，立体感强。主要部件有触摸屏、来电显示、计算器、来去电号码储存器、间接记忆储存温度计、验钞机、万年历等。
IP电话是按国际互联网协议规定的网络技术内容开通的电话业务，它是利用国际互联网为语音传输的媒介，从而实现语音通信的一种全新的通信技术。由于其通信费用低廉，所以也有人称之为廉价电话。
电　灶
电灶是一种利用电热元件加热食物的厨房电器，它的原理是利用电流通过电阻很大的电阻丝时散发出来的热量加热。世界上第一台电灶是20世纪初美国G.A.休斯制成的，称为电气化的煤气灶。
电灶由壳体、电热元件和控温定时系统组成。电灶的壳体包括箱体、控制屏和箱门三部分，均用薄钢板制作；电热元件分灶台加热元件和灶膛加热元件两类。灶台加热元件安装在灶台台面上，可加热各类锅具。灶膛加热元件安装在灶膛内部供烤制食物用。通常由上部烤制元件和下部焙制元件组成，常见的是金属管式；电灶的控温与定时主要用于灶膛。控温采用双金属片式或感温包式控温器，定时则采用发条式、电动式或电子式定时器。
电灶的控制系统包括高频转换电路、输出功率调整电路、功率（状态）显示电路和安全保护电路。高频转换电路的作用是将整流电路输出的直流电转换成高频电流，供给高频感应加热线圈。电灶通过输出功率调整电路改变输出功率的大小，可以满足不同的食物对火候的不同要求。它的安全保护电路有负荷检测装置、防止零件发热装置、过热保护装置、安全保险装置、电磁灶面板断裂探测装置。
现在人们比较普遍使用的是普通电灶、微波炉和电磁灶等电灶。
普通电灶由封闭式电炉和一个电烤炉组成。封闭式电炉的管状发热元件埋藏在铸铁或铝合金的炉面发热板内，与空气隔绝，可防止氧化，且热效率比开启式电炉高10％，能达65％以上。
微波炉的外部结构主要由腔体、门、控制面板组成。内部结构由电源部、磁控管部、炉腔部、炉门部四个部分组成。微波炉是利用磁控管所产生的超高频率微波快速震荡食物内的蛋白质、脂肪、水等分子，使分子之间相互碰撞、挤压、摩擦重新排列组合。
微波炉通过释放微波产生的能量来加热食物，属于电磁辐射。据辐射测评报告，微波炉的电磁辐射是其他家电的数倍。人体与微波幅射源距离很近时，可以受到过量的辐射能量而导致头昏、睡眠障碍、记忆力减退、心动过缓、血压下降等症状。
微波炉的加热腔体采用金属材料做成，微波不能穿透出来。微波炉的炉门玻璃是采用一种特殊的材料加工制成的，一般设计有金属防护网、载氧体橡胶、炉门密封系统和门锁系统等安全防护措施，可以防止微波泄漏。人体最容易受到微波伤害的部位是眼睛的晶体。如果眼睛较长时间受到超过安全规定的微波辐射，视力会下降，甚至引起白内障。
应对微波炉电磁辐射的办法有：在开启微波炉后，人最好离开一米左右；微波炉工作结束后，等待一段时间再开启微波炉；最好使用微波炉防护罩，经常用微波炉烹煮食品可以穿着屏蔽围裙、屏蔽大褂；当微波炉使用一段时间后，应当经常检查炉门有无机械性损伤，若开启不正常应及时送到专业部门维修，防止微波泄漏。
其实，家用微波炉微波的频率是2450兆赫，这种微波不能透入人体伤害内部的器官和组织，只能使皮肤和体表组织发热而已，只要不是持续长时间地辐射，一般不会对健康构成危害。全世界微波炉的年销售量已达近3800万台，可是还没有一例因微波炉引起的对人体伤害的报道。
电磁灶是利用电磁感应加热原理制成的新型电灶。由高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。高频感应加热线圈是一个平放在加热部位面板下方的圆盘形加热线圈，在加热线圈骨架下面，规则安置三块条形磁体，与锅底一起构成磁路。
使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场。当电磁灶面板上未放上铁磁材料锅底炊具时，此交变磁场的磁路基本是空气磁路，磁阻很大，因此加热线圈只消耗空载电流。当炊具放上后，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热量。电磁灶产生的热量仅在锅体本身，它的面板（通常用硬质塑料或耐冲陶瓷平板制成）不发热，即在加热过程中没有明火，因此安全性好、清洁卫生。
电磁灶按感应加热电流的频率高低分为低频（50赫兹或60赫兹）和高频（15千赫兹以上）两种。高频电磁灶发热效率高，且振动噪声小，目前使用的电磁灶多为高频电磁灶。
电  加  热
电能产生热效应，人们利用电的这一特性制造出了各种设备。在日常生活中，用电来加热的用品很多，比如冬天用的电热毯、电熨斗、电烤炉等。
电之所以能加热物品，是和电热器分不开的。比较常见的电热器有吹风机和电磁炉里面的电热丝等。
在众多的电热器当中，我们比较熟悉的是“热得快”。它就是一个很简易的U形金属管，在使用时，将它插入装满清水的水壶里，再通上电，过一会水就沸腾了。
电加热设备具有使用方便、清洁、不污染环境的特点。但是，由于电加热会使电器升温，这些设备在使用一段时间后，绝缘材料的耐热程度不够，会迅速老化，甚至可能烧坏电器，引起火灾。
在炼钢厂里有特制电磁炉，它依靠频率很高的电流产生的涡流获得热量，使炉芯的温度高达2000℃，这样就可以熔化炉芯中的金属，易于锻造。
 
电子乐器
电子乐器是用电子手段产生或改变声音（在音量、音质等方面）的乐器。
电子乐器按工作原理分为模拟式电子乐器、混合式电子乐器、数字式电子乐器三类。
大多数电子乐器实际上是由电子装置产生声音的乐器，是键盘乐器，最有名的是电子琴。另一些通过电子的方法发音的键盘乐器是马尔特诺琴和弦控式电子琴，此外还有台尔门琴、电子琴、电子合成器等。
最早期的电子乐器之一是20世纪20年代由L.西尔敏发明的西尔敏琴，与马特诺琴一样，只能演奏旋律。许多用通常手段发音的乐器也被安装上了电子装置。比较常见的情况是首先将音由一个电磁拾音（画筒）转换成电振动，然后用扩音器放大或进行一些改变。这类设备不仅可以使音量小的乐器声音加大，而且可以大大地改变音质。例如泛音可以被改变或消除从而使音色变化。这类电子乐器中人们最熟悉的是电吉他。其他电子乐器还有电小提琴、电大提琴、电长笛、电萨克斯管等。另一些是纯电子乐器，其基本原理是将电子音源产生的波形经频谱合成及滤波电路形成多种不同音色，再经音型电路（包络产生器）形成各种演奏效果，送至放大器输出。更复杂一些的装置是用计算机控制的。
电  动  机
电动机是将电能转变为机械能的电机。通常电动机的做功部分作旋转运动，这种电动机称为旋转电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。
电动机具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。广泛应用于工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面。
各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机）。它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较网难。大容量低转速的动力机常用同步电动机。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。
电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看，调速大致可分两种：一种是保持输入功率不变。通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。另一种是控制电动机输入功率以调节电动机的转速。
 
电　镀
我们经常骑的自行车的外壳有一层光亮的金属，它是用电镀技术贴在钢铁的表面的。电镀物品在生活中很常见，比如金光闪闪的镀金项链、明亮的镀铝锅等。
我们把需要电镀的金属叫做基材，给基材镀上金属镀层，可以在基材表面形成一个保护层，增强基材的抗腐蚀性、润滑性和耐热性，提高导电性，增加硬度，防止氧化损耗等。
如果我们将导电的金属棒放入水中，水中就会冒出大大小小的气泡，这是因为水被电分解成了氢气和氧气。同样，金属溶液也可以被电解，金属离子可以通过电解重新成为单质的金属。
其实，镀金属在古代就已经出现了，到了近代，电镀法诞生了，它能使镀层薄而均匀，这样可以节省许多材料，而且电镀更牢固、更美观。
 
电  焊  机
电焊机就是一个特殊的变压器。两者所不同的是，变压器接负载时电压下降小，电焊机接负载时电压下降大。这主要是通过调解磁通和串联电感的电感量来实现的。
普通电焊机的工作原理和变压器相似，是一个降压变压器。在次级线圈的两端是被焊接工件和焊条，引燃电弧，在电弧的高温中将工件的缝隙和焊条熔接。电焊变压器有自身的特点，就是具有电压急剧下降的特性。在焊条引燃后电压下降；在焊条被粘连短路时，电压也是急剧下降。这种现象是由电焊变压器的铁芯特性产生的。电焊机的工作电压的调节，除了一次的220/380电压变换，二次线圈也有抽头变换电压，同时还有用铁芯来调节的，可调铁芯的进入多少，就分流磁路，进入越多，焊接电压越低。虽然电路是闭合的，可正是因为电路是闭合的才使得在整个闭合电路和电流处处相等；但各处的电阻不一样，特别是在不固定接触处的电阻最大，这个电阻在物理中叫接触电阻。根据电流的热效应定律（也叫焦尔定律）Q=I2Rt可知，电流相等，则电阻越大的部位发热越高，电焊在焊接时焊条的触头与金属体接触处的接触电阻最大，则在这个部位产生的电热自然也就最多，焊条又是熔点较低的合金，容易熔化，熔化后的合金焊条芯粘合在被焊物体上后经过冷却，就把焊接对象粘合在一块了。此时，由于焊条提起的瞬间上述间隙极小，焊条和焊件之间的电压又较高（60～70伏），再加上述预热使焊条端点和焊件被焊处容易发射电子，结果间隙处的空气被击穿而导电，同时产生耀眼的火花，这就是弧光放电。弧光放电处的温度能达到开氏2000°以上，焊条和焊件被熔化，从而实现了焊接。
 
电气化铁路
电气化铁路是用电力机车作为牵引动力的铁路。世界上第一条电气化铁路于1879年在德国柏林建成。中国于1961年建成第一条电气化铁路——宝成铁路的宝鸡至凤州段。2009年12月26日，武广高速电气化铁路开通运营。2010年2月6日，郑西高速电气化铁路开通运营。我国电气化铁路进入了高速电气化时代。
电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由电力牵引供电系统提供。牵引供电系统主要有牵引变电所和接触网两大部分。变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线送来的电流送到铁路上空的接触网上。接触网是向电力机车直接输送电能的设备。沿着铁路线的两旁，架设着一排支柱，上面悬挂着金属线，即为接触网，它也可以被看作是电气化铁路的动脉。电力机车利用车顶的受电弓从接触网获得电能，牵引列车运行。
牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种。直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后向接触网供直流电，这是发展最早的一种电流制，到20世纪50年代以后已较少使用。交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后向接触网供交流电。交流制供电电压较高，发展很快。我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频（50赫）25千伏交流制，这一选择有利于今后电气化铁路的发展。
电气化铁路具有运输能力大、行驶速度快、消耗能源少、运营成本低、工作条件好等优点，对运量大的干线铁路和具有陡坡、长大隧道的山区干线铁路实现电气化，在技术上、经济上均有明显的优越性。
电气化铁路按照供电导线类型可分为第三轨和高架电缆两种，按照供电类型可分为直流供电和交流供电两种。
采用轨道供电的电气化铁路通常铺设有额外的供电轨道，用来连接电网和机车，为机车提供电力供应，亦被称为第三轨供电。
高架电缆供电是高架电缆连接在电气化铁路的供电电网上，电力机车或动车组通过架式集电弓连接接触网，从其中取电。高架电缆的好处是同时能当高压输电道。
早期的电气化铁路采用电压相对低的直流供电。机车或动车组的电动机直接连接在电网主线上，通过并联或串联在电动机上的电阻和继电器来进行控制。过去车辆使用旋转变流器来将交流电转换为直流电。现在一般使用半导体整流器完成这个工作。采用直流供电的系统比较简单，但是它需要较粗的导线，车站之间距离也较短，并且直流线路有显著的电阻损失。
欧洲的一些国家则使用低频交流电来给电力机车供电，机车的电机通过可调变压器来控制。
目前，一些电气化机车使用变压器和整流器来提供低压脉动直流电给电动机使用，通过调节变压器来控制电动机速度。另一些则使用可控硅或场效应管来产生突变交流或变频交流电来供应给机车的交流电机。这样的供电形式比较经济，但是也存在缺点：外部电力系统的相位负荷不等，而且还会产生显著的电磁干扰。
因为机车有多种供电方式，有时候甚至一个国家采用不同的方式，所以列车必须经常从一种供电方式转向为另一种供电方式。其中一种方法是在换乘站更换机车，这样很不方便。另一种方法则是使用支持多种供电系统的机车。在欧洲各国，通常是支持四种供电系统的机车，机车在从一个供电系统到另一个供电系统时就可以不用停留。
电气化铁路和内燃、蒸汽机车牵引的铁路相比，具有技术经济上的优越性。一是它能大幅度提高运输能力。由于电力机车以外部电能作动力，它不需要自带动力装置，可降低机车自重，这样，在每根轴的荷重相同的条件下，其轴功率较大，在相同的牵引重量时，其速度较高。而在相同速度下，其牵引力较大。二是它能节约能源，降低运输成本。铁路运输是国家能源消耗的一个大户。因此，牵引动力类型的选择对于合理使用能源具有重要意义。三是有利于保护环境，并能增加安全可靠程度。电力机车无废气、烟尘，对空气无污染，噪音较小。电力机车装有大功率的电气制动装置，可用于长大下坡的速度调整，从而可以大大提高列车运行的安全度。
 
高频电波刀
高频电波刀在20世纪90年代被广泛应用，它通过圆形电极切除宫颈组织，方形和三角形电极切除宫颈管组织。高频电波刀的电圈切除术现已广泛应用于临床。
高频电波刀是采用高频无线电刀通LEEP金属丝由电极尖端产生3.8兆赫的超高频（微波）电波，在接触身体组织的瞬间，由组织本身产生阻抗，吸收电波产生高热，使细胞内水分形成蒸汽波来完成各种切割、止血等手术目的，但不影响切口边缘组织的病理学检查。
高频电波刀与传统电刀的原理是不同的：传统电刀是由电极本身阻抗，因电流通过而产生高热来达到手术目的，输出频率是0.3～1兆赫，而高频电波刀射频转化的热能产生于组织内部，由射频产生正弦波使细胞内水分震荡，产热蒸发，发射术所接触的细胞破裂从而使组织分开，而射频发射极本身不发热。
高频电波刀具有手术精确、微创、痛苦小、安全等优点。
 
电痉挛疗法
电痉挛疗法是让电流通过大脑引起癫痫样抽搐发作以治疗精神疾病的方法。它于1937年问世以后，被广泛用于临床，是治疗精神病的一种主要手段。
20世纪50年代以后，由于精神药物广泛应用，电痉挛疗法的应用已大为减少，但因其对某些严重的甚至危及病人生命的精神症状，疗效显著，奏效迅速，所以被临床应用，是一种不应缺少的，有时甚至是挽救生命的措施。
电痉挛疗法的主要适应症是：
1. 抑郁症。严重抑郁症是首选的适应症，对焦虑、自杀观念和木僵状态尤有疗效。
2. 躁狂症。特别是高度兴奋、抗精神病药疗效不佳者。
3. 精神分裂症。能迅速有效地缓解木僵，也能控制兴奋。
4. 其他功能性精神病的兴奋状态、抑郁状态和木僵状态。
5. 癫痫性朦胧状态，一次电痉挛治疗常可终止发作。
操作时把电痉挛治疗机的电极置于病人的两侧颞部或顶颞部，按规定的电压和通电时间进行操作，以引起强直—阵挛形式的典型的癫痫样抽搐发作。这种治疗的效果是肯定的，但是并不巩固。
 
电针疗法
电针疗法是在刺入人体穴位的毫针上，用电针机通以微量低频脉冲电流的一种治疗方法。
电针疗法的器械包括毫针和电针机两部分。毫针一般选用26～28号针。有时为了集中在针尖上放电，可在针体上涂一层高强度绝缘漆，将针尖处的漆刮掉后使用。
电针机的种类有蜂鸣式电针机、电子管电针机和半导体电针机三种。
蜂鸣式电针机的特点是利用电铃振荡原理使直流电变成脉冲直流电，再经感应线圈而产生脉冲电流。所发出的电流波形窄如针状，适用于临床。但有输出电量不稳定、频率调制困难、耗电量大和噪声高等缺点，目前已很少应用。
电子管电针机的特点是利用电子管产生多种震荡。优点是振荡波形种类多、频率调制范围广、工作性能较稳定。缺点是要用交流电源、安全性不高、体积较大、防震能力差，目前已很少用。
半导体电针机是用半导体元件制作而成。因其不受电源种类限制，具有安全、省电、体小、量轻、耐震等优点，目前临床上最常用。
凡用针灸治疗有效的病症均可用电针治疗。其中对癫痫、神经官能症、神经痛、神经麻痹、脑血管意外后遗症、小儿麻痹后遗症、胃肠疾病、心绞痛、高血压等病症疗效较好。在针刺麻醉手术中，电针更有独特的优点。
 
X光透视机
X光是一种有能量的电磁波或辐射，利用X光的贯穿作用可以在医学上进行X光透视，一般用来检查骨的损伤情况。
核磁共振成像是目前头部和颈部诊断成像的最佳技术，磁共振成像技术是利用物质中原子核的磁矩在恒定磁场作用下对高频电磁场产生的共振吸收现象而得到断层图像的方法。核磁共振成像技术与常用的X射线透射电脑断层照相术（X－CT）及超声相比，有很大优点，它能提高与分子环境有关的驰像时间等参数，提高分辨率的三维结构图像，从而得到病变性质的判断依据和血流、代谢过程的一些参数。可以用肌磁场得到相关的体电流分布，用核磁共振谱诊断肿瘤。
核磁共振成像技术已是当今医疗中的重要诊断依据现代医学中的微波治疗。在临床上，微波与生物体的相互作用可以分为微波致热效应和非微波致热效应两大类。微波治疗仪所采用的微波热疗是一种非接触加热方式，不存在因电接触造成的热灼伤和电灼伤的可能。
微波治疗的特点是采用高频率局部辐射，在较小的微波功率输出条件下，即可达到预期的治疗效果。微波对人体组织的热效应效率高、穿透力强、具有内外同时产生热的优点。微波在人体组织内产生热量作用可达5～8厘米，可穿透衣物和石膏等体表覆盖物，直达病灶部位促进血液循环、水中吸收和新肉芽生长。
微波治疗手术以其优越的止血效果，先进的作用原理，微小的组织损伤，而被喻为取代电灼、冷冻、激光的新技术。当前众多的微波治疗仪除具有深表加热的特点外，还具有操作方便、定位准确、安全性高以及造价低等特点。
 
无线电发射机
无线电发射机可产生一定频率的射频能量，然后天线以电磁波的形式发射出去。为使发射机所发射的电波能为人所用，需将信息附于此发射电波上。在无线电报方向，发射机送出等幅波，同时依照无线电码使等幅电波时断时续，如此将所欲传出的信息加在所发射出的射频电波上。
无线电发射机的种类很多，按信号的特性的不同，可分为无线电报发射机、无线电话发射机、无线电广播发射机、电视广播发射机等。
自动译码机
过去发电报是用四个阿拉伯数字代表一个汉字，“嘀嘀哒哒”地拍发出去。报务员收到电报再交给译电员翻译成汉字送给收报人。这样来回译电文，不仅费时费力，而且容易出错。
现在的发报机因采用了自动译码机而变得非常方便。这种机器由输入设备、字形存贮器、时间电路、扫查器和输出设备组成。
输入设备像一个传递员，把远方来的电报不断地输送给译码机。对方传来的四码电报，先用凿孔机在纸条上凿成相应的孔眼，这些带有不同的孔眼的纸条，飞快地通过“光电读入机”，形成电脉冲，像嘀嘀哒哒的信号一样，告诉字形存贮器。
字形存贮器好像一本活的电码本，依靠成千上万颗小磁芯贮藏着信息，有l万个汉字、26个英文字母、10个阿拉伯数码和常用的标点符号等字形。当输入设备输进一个电报四码，它就将相应的字找出，打上记号，等待复查。
时间电路是一名“调度员”，它按照人们事先拟好的时间表指挥各部门工作。当字形存贮器找出汉字字形后，时间电路就通知扫查器去查对。查对正确后，就把这个字的信号输送给输出设备，并随手将存贮器打上的记号擦掉。
输出设备好比是书写员，它将扫查器查到的字形信息在电报纸上“书写”出来，就是人们看到的电文。
译码机全部由电子器件组成，所以译印速度最高可达每分钟2800多个汉字，比人工译报速度提高了几十倍，而且差锚率降低到十万分之一以下。
射电天文学
1931年，美国无线电工程师央斯基在研究长途电讯干扰时偶然发现来自银河方向的宇宙无线电波。1940年，雷伯在美国用自制的直径9.45米、频率162兆赫的抛物面型射电望远镜证实了央斯基的发现，并测到了太阳以及其他一些天体发出的无线电波。二战中，英国的军用雷达接收到太阳发出的强烈无线电辐射，表明超高频雷达设备适合于接收太阳和其他天体的无线电波。战后，一些雷达科技人员把雷达技术应用于天文观测，揭开了射电天文学发展的序幕。
到了20世纪70年代，雷伯首创的那种抛物面型射电望远镜的“后代”已经发展成现代的大型技术设备。其中名列前茅的如前联邦德国埃费尔斯贝格的射电望远镜，直径达100米，可以工作到短厘米波段。这种大型设备配上各种高灵敏度接收机，便可以在各个波段探测到极其微弱的天体无线电波。
对于研究射电天体来说，测到它的无线电波只是一个最基本的要求。人们还可以应用颇为简单的原理制造出射电频谱仪和射电偏振计，用以测量天体的射电频谱和偏振。研究射电天体的进一步的要求是精测它的位置和描绘它的图像。一般来说，只有把射电天体的位置测准到几角秒，才能够较好地在光学照片上认出它所对应的天体，从而深入了解它的性质。为此，就必须把射电望远镜造得很大，可以大到好几千米。这必然会带来机械制造上很大的困难。因此，人们曾认为射电天文在测位和成像上难以与光学天文相比。可是20世纪50年代以后射电望远镜的发展，特别是射电干涉仪（由两面射电望远镜放在一定距离上组成的系统）的发展，使测量射电天体位置的精度稳步提高。20世纪50年代到60年代前期，在英国剑桥，利用许多具射电干涉仪构成了“综合孔径”系统，并且用这种系统首次有效地描绘了天体的精细射电图像。接着，荷兰、美国、澳大利亚等国也相继发展了这种设备。到20世纪70年代后期，工作在短厘米波段的综合孔径系统所取得的天体射电图像细节精度已达两毫秒，可与地面上的光学望远镜拍摄的照片媲美。射电干涉仪的应用还导致了20世纪60年代末甚长基线干涉仪的发明。这种干涉仪的两面射电望远镜之间距离长达几千千米，乃至上万千米。用它测量射电天体的位置，已能达到千分之几角秒的精度。20世纪70年代中期，在美国完成了多具甚长基线干涉仪的组合观测，不断取得重要的结果。
多年来，随着观测手段的不断革新，射电天文学在天文领域的各个层次中都作出了重要的贡献。在每个层次中发现的天体射电现象，不仅是光学天文的补充，而且常常超出原来的想象，开辟新的研究领域。
电子雷达
雷达是利用微波的无线电设备。它有一个重要的特点：波长比较短，一般在0.1毫米至10米之间。微波在前进的路上遇到比自己的波长大的物体就会被反射，就像镜子反射光波一样。飞机、舰艇等的波都比微波的波长大，微波遇到它们就会被反射。雷达就是利用微波的特点来工作的。它在搜索目标的时候，一边发射微波，一边连续改变方向。如果在某一个方向上收到了反射波，这个方向就是目标的方位；确定了方位，同时又计算了微波来回的时间，便可以判定目标和雷达之间的距离。
雷达发射的微波是一种有间断的波，简称“脉冲波”。雷达发射这种脉冲波的原因是因为只有这种波对反射回来的波没有妨碍。如果它连续不断地发射电波，就会使回波淹没在它自己的发射的波中。因此，雷达在发射电波的过程中必须有间隔地留出间隙来接收回波。
雷达的发射时间和间隙时间是不相等的。前者越短越好，后者越长越好。雷达脉冲持续的时间一般是几分之一微秒，而间隙时间却比发射时间长几百倍甚至几千倍。按照这样的安排，雷达每秒钟仍能发几百个或几千个脉冲。
雷达发射的时间越短，间隙的时间越长，它所能测的目标距离幅度就越大。另外，由于雷达的任务是探测目标，它只需要朝着特定的方向。雷达天线也有一个反射器，目的就是定向发射雷达的电波。
电磁武器
众所周知，电磁波辐射会对人体造成损伤，一些国家利用这一原理研制出了威力巨大的电磁武器。
根据电磁波长，电磁武器分为低频和极低频武器、射频武器、超高频（或微波，简称MO）武器、光频武器和粒子武器五类。低频和极低频武器的威力较小，它不会摧毁人的细胞而伤害人的性命，但仍不失为一种令人生畏的武器。它的射线能够改变人的新陈代谢过程，特别是干扰甲状腺的功能，从而使人的反应速度降低，记忆力减退，动作变得笨拙。射线的频率越高，其威力就越大。
有的电磁武器能使人的肌肉不能随意运动，能控制人的感情和行动，给人催眠或给人传递睡眠暗示，干扰人的记忆，使记忆发生错乱甚至消失。电磁武器能够摧毁物质目标，尤其是电子目标，甚至摧毁有生命的目标。
还有一种电磁装置可以向电离层发射高频电磁波来局部干扰电离层，从而使依靠电离层作为反射层的广播电台和雷达失效。足够强大的电磁波能使一些气象要素受到干扰，从而引起暴风雨、龙卷风、持续干旱等气象灾害，人们甚至打算将来利用可控能源在太空操纵气象。
电磁武器的“子弹”是各类电磁波，其速度和光速一样，即每秒30万千米；而常规火器中飞行速度最快的导弹，其飞行速度每小时超不过3万千米。常规火器按枪管或炮管的口径分类，而电磁武器则是根据其所发射电磁波的频率长短和调制方式分类。
电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，它利用的是电磁系统中电磁场的作用力。
早在19世纪，科学家已发现在磁场中的电荷和电流会受到洛仑兹力的作用。1845年，查尔斯·惠斯通制作出了世界第一台磁阻直流电动机，并用它把金属棒抛射到了20米远。20世纪初，有人提出利用洛仑兹力发射炮弹的设想。在两次世界大战中，法国、德国和日本都曾研究过电磁炮。第二次世界大战以后，其他国家也进行过这方面的研究。自70年代初以来，与电磁发射有关的技术取得了重大进展。澳大利亚国立大学建造了第一台电磁发射装置，将3克重的塑料块（炮弹）加速到每秒6000米。此后，澳、美科学家制造了不同类型的实验样机，并进行过多次发射实验。用单极发电机供电的电磁炮，已能把318克重的炮弹加速到4200米/秒的速度。磁通压缩型电磁炮已能将2克重的炮弹加速到11000米/秒的速度。自80年代初期以来，电磁炮在未来武器的发展计划中，已成为越来越重要的部分。
电磁炮曾是冷战时代美国“星球大战”军备计划的重点项目，被视为对抗核弹的秘密武器。美国海军于2005年重新启动电磁炮研究。2010年12月10日，美国海军将电磁炮以音速5倍的极速击向200千米外的目标，射程为海军常规武器的10倍，且破坏力惊人，是至今试射的最佳成果。
电磁炮的原理非常简单，电磁炮不过是一种比较特殊的电动机，因为它的转子不是旋转的，而是作直线加速运动的炮弹。用两根导体制成轨道，中间放置炮弹，使电流可以通过三者建立回路。把这个装置放在磁场中，并给炮弹通电，炮弹就会加速向前飞出。
电磁炮主要由能源、加速器、开关三部分组成。
能源通常采用可蓄存10～100兆焦耳能量的装置。目前实验用的能源有蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电机，其中单极发电机是近期内最有前途的能源。
加速器是把电磁能量转换成炮弹动能，使炮弹达到高速的装置。主要有使用低压直流单极发电机供电的轨道炮加速器和离散或连续线圈结构的同轴同步加速器两大类。
开关是接通能源和加速器的装置，能在几毫秒之内把兆安级电流引进加速器中，其中的一种是由两根铜轨和一个可在其中滑动的滑块组成。
电磁炮的军事用途很广泛，可用于天基反导系统、防空系统、反装甲、改装常规火炮等。
电磁炮具有诸多优点，一是它的推动力大，弹丸速度高。电磁发射的脉冲动力约为火炮发射力的10倍，所以用它发射的弹丸速度很高。一般火炮的射击速度约为0.8千米/秒，而电磁炮可将300克的弹丸加速到4千米/秒。有的专家甚至预言，将来的速度可达100千米/秒。二是弹丸稳定性好。因电磁炮弹丸在炮管中受到的推力是性质非常均匀的电磁力，电磁推力容易控制，所以弹丸稳定性好，这有利于提高命中精度。三是它的隐蔽性好。电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾，也不产生冲击波，所以作战中比较隐蔽，不易被敌人发现。四是弹丸发射能量可调。可根据目标性质和射称大小快速调节电磁力的大小，从而控制弹丸的发射能量。五是比较经济。与常规武器相比，电磁炮比较经济。如果与其他太空武器相比，电磁炮就更经济了。
微波炸弹
2003年3月20日，以美英为首的多国部队正式宣布对伊拉克开战。3月26日，美军第一次在伊拉克使用了“微波炸弹”，轰炸使得伊拉克电视台转播信号被迫中断。
微波炸弹通过巡航导弹发射。该炸弹利用微波发生器产生快速脉冲波束，能以高能量微波辐射攻击敌方武器平台的电子设备，在其内部骤然加热，熔化或烧毁其电子元件。
试验表明，在目标区内当微波束能量密度达到10～100瓦／平方厘米时，可烧毁任何工作波段的电子元件；在距离“微波炸弹”2～5千米之内，敌方的所有无线电电子系统、雷达系统、通信系统、计算机都会在一瞬间失去作用，敌方指挥中枢将丧失作战能力。
还有一种被称为“人工闪电”的装置，它是由巡航导弹携带的“高能微波”，在击中目标后，瞬间产生巨大能量。它的电磁脉冲可以通过通风口、管道和天线进入各种建筑包括厚厚的地下掩体，把300米以内的所有计算机内部的电子元件“烤焦”。
能校对时间的电波表
电波钟表是人类计时技术发展历程中，继沙漏、日晷、机械钟表、石英钟表之后的第五代计时器。
电波钟表就是一种接受标准时间信息的电波后可以自动校对时间的钟表。它的机身由原子时钟和无线电接收系统组成，由国家授时中心发出准确时间，通过无线电接收系统接收、经CPU处理后显示时间，电波表30万年误差不会超过一秒。
电波钟表将传统钟表技术与现代时频技术、微电子技术、通讯技术、计算机技术等多项技术相结合，通过接收国家授时中心以无线电长波传送的标准时间信号，经过内置微处理器解码处理后，自动校准计时器走时，使电波钟表显示的时间与国家保持的标准时间自动保持精确同步。
目前，西铁城的电波手表全部采用光动能技术，利用任何可见光源作为能源驱动。只要有光就有能量，只要能接收到电波就永远不会有误差。为佩戴者提供全方位的便利。
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冰箱也有辐射
很多人喜欢将冰箱放在客厅里，其实这是非常不科学的，冰箱工作时是个高磁场。如果冰箱与电视共用一个插座，冰箱在运转时，电磁波会导致电视的图像不稳定，这说明冰箱的电磁波是非常大的。不同波长和频率的电磁波释放出来会形成一种电子雾，影响人的神经系统和生理功能。电磁波的穿透力极强，可以透过体表深入深层组织和器官，人们平时不注意，一旦出现表层组织疼痛，就说明深层组织或者器官已经受到严重损害了。据专家介绍，冰箱运作时，后侧方或下方的散热管线释放的磁场最大。此外，冰箱的散热管灰尘太多也会对电磁辐射有影响，灰尘越多电磁辐射就越大。
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空调使用注意事项
第一条：不能长时间依赖空调升降温，要间断开窗通风，保持室内空气流通，避免缺乏新鲜空气。
第二条：在安装空调的同时安装一台负氧离子发生器和一台换气机，能为空调房间输送大量经过过滤的新鲜空气。
第三条：夏季不要把室内温度调得过低，室内外温差以5～8℃为宜。
第四条：对空调及除湿装置要定期检查并进行清洗，尤其要按时清洁过滤网，使其真正能起到滤粉尘、病菌和有害气体的作用。
第五条：日常使用时，不要将温度设置得过低，以免空调器长期处于高速运行状态而影响使用寿命。最好设置在自动方式挡，这样既能快速制冷，又能节电。
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IP电话的由来
最初的IP电话系统是一些拥有电脑，并且可以上互联网的客户，通话双方利用双方的电脑与调制解调器，再安装好声卡及相关软件，加上送话器和扬声器，双方约定时间同时上网，然后进行通话。
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电镀工具
电镀工具就是一块蓄电池连接两个分别代表正负极的金属导电杆，导电杆插入金属溶液后将其电解，所形成的电解液便可以用来电镀了。
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电波表使用注意事项
电波表作为无线电接收装置，为减少电磁干扰，应尽量放置在离电视机、电脑等电器1米以外的地方。无线电信号的接收有盲区。在靠近窗户的地方使用或适当调节电波钟的摆放方向和位置，可获得较好的信号接收效果。