一、直流和交流怎么區(qū)別？

直流和交流的區(qū)別是：

• 直流電流一個方向
• 交流電流不止一個方向

或者說：

直流電和交流電定義中唯一的區(qū)別是：直流電是一個方向的，交流電不止一個方向。

再或者說：

以我們最常用的家用交流電和電池、直流電源這樣的直流電來做區(qū)分：直流電是一個方向的，交流電是兩個方向的。

這個區(qū)別是作者發(fā)現(xiàn)和自定義的，注意和課本相印證，

很多說方向大小不變是直流電，作者的異議是隨著電池電量減少仍然是直流電，另外一個大小變化的脈動直流電都是斷續(xù)的，也稱為直流電；交流電一般認為是大小方向周期變化的，但是大小不成周期變化，方向成周期變化的交流電也有。一般課本是給出個可以容易分析的特例來學習，公式容易導出。但我們生活在一個混沌的世界，各種電磁波是雜亂的，即使人們用于控制電器的各種電形式也是多種多樣的，所以不要太死板的去理解。實際上設備或器件需要什么樣的電（各種各樣形式的電流、電波），我們就提供給它什么樣的。

如果不涉及到較深的電磁場理論，常用的電路分析，定性的給出幾個基本設定：

• 以電流作為研究對象，電子的運動產(chǎn)生電流
• 電流的方向與電子運動的方向相反
• 直流電一個方向，交流電兩個方向（一般都以兩個方向的交流電作為研究對象）
• 電流從電壓高的地方流到電壓低的地方
• 直流電是交流電的特例

例行送福利（以下為壓縮餅干，太干，請自備飲料）：

初中、高中、大學電路課程銜接有問題，最關鍵的問題是入門階段的書籍寫得過于艱深了，基本上就是在半空中寫，也就是一個名詞還沒解釋清楚，到了下個章節(jié)立刻就應用這個名詞，甚至完全沒有鋪墊就用專業(yè)名詞推導公式或者解釋專業(yè)名詞，猶如用文言文解釋甲骨文，這樣能鼓搗懂的要么是天才，要么就是毅力超強的家伙們，自行花費大量時間去涉獵、補充基礎知識，然后才能初步掌握電路原理，并且因為學習不系統(tǒng)，沒有整體認知導致存在各種缺陷，進展緩慢。

個人認為電路基礎課程的教學設計有些倒置了，非常晦澀難懂。

現(xiàn)在鼓搗電路的很多是半路出家的和尚...

也是沒法子，因為基本找不到合適的各階段的理論書籍。

下面是我寫的電子入門課，嘗試改變下課程思路，自薦下。

電子類文章整理到兩個專欄：

• 電子編程技術從入門到工程師（初稿未整理，全但雜亂）
• 電子技術從入門到工程師（已整理但不全）

年輕人的福利，拓展閱讀：

• 青少年思維訓練

第一節(jié) 電 電流 電壓 電路 基本電子元件

一、電與水

一般我們把電子知識想復雜了，實際電就可以理解為是水，電的特性和水的特性是類似的，因為電是看不見的，所以我們理解起來有困難。

二、電流與電流表

這個是水流量計（ 1單位流量= 1噸/小時=1T/H）

這個是電流表（安培 1A= 1庫倫/秒）

電流表實際就可以看成是水流量表，

就是計算水的流量，電的流量的意思。

我們水管中流出了多少水，很容易理解，

實際電在電線中流動，可以看成水的流動是一樣的 。

三、電壓與電壓表

這個是水壓表

這個是電壓表

我們可以認為水壓表測量水對水管的壓力，

電壓表是測量電對電線的壓力。

水是從水壓高的地方流到水壓低的地方，

補充：關于高低處水壓與電壓類比及電流大小，另外寫了一篇：向?qū)В弘妷号c水壓 電流大小與電流速度（覺得比較重要，直接在下面詳述了）

神圖一張！

高處的壓力（水壓/電壓）更高，還是更低？

從上圖可以看出，最大壓力集中在容器底部，每個水口處水壓是更上面的水柱形成的。

另外，大家注意左側(cè)串聯(lián)電池是倒置的，一般我們習慣畫法是電池正極向上，電池反轉(zhuǎn)后正好可以對應左圖，所以底部壓力最大（電壓最高）

大部分講電子的書中有一個概念是講解模糊的，就是電流大小，看起來四個字很簡單，但是這里極度容易讓人誤解。

1. 大部分人認為電流大是類似于粗水管可以放的水量大，電流小只能是涓涓細流。
2. 這樣理解不能說錯，但是容易讓人跑偏，實際上電流大還有另一種情況，就是電流速度快，這樣是更容易貼近電流原本定義的理解。單位時間內(nèi)流過的水（電）多了，自然水流、電流也可以說大了。

假設我們鋪設一個固定口徑的管道（水管、電阻器），這個時候注意，要用第二種情況理解電流大小，電流速度大，電流大，速度小，電流小。壓力大，電流速度大，電流大。

右側(cè)圖幾個放水口的口徑都是固定的，所以壓力大，水流速度快、水流大。

左側(cè)圖，為什么底部電壓越高，燈泡越亮？是因為，壓力大，電流速度快，短時間內(nèi)通過燈泡的電子多，電流大，越亮，電壓低，反之亦然！

注意：以上分析基于電線、出水口口徑固定（阻力固定），可以認為電線、出水口無電阻（超導體）、水阻。當電線有電阻時，就會出現(xiàn)電壓降低，電線越長，電阻越大，電壓越低。

電流總是從電壓高的地方流到電壓低的地方。總結(jié)一下 ：

• 電可以認為是看不見的水
• 電壓類似于水壓
• 電流類似于水流

四、水路與電路 水路圖與電路圖

大魚吃小魚，小魚吃蝦，蝦吃水，水落石出；

小溪入大河，大河入江，江入海，海闊天空！

讀下去，云山霧罩的你可能會撥云見日，神清氣爽...

水到處流動 形成小河、小溪之類。電到處流動，形成什么，就是電路。水走的路是水路，電路這樣就好理解了水路圖 家裝用的

電路圖

不要把電路圖當中的東西看復雜了 ，我們看水路圖 實際就是一個個水閥、洗衣機、熱水器之類的。電路圖中每個元件、設備、也就是類似于那些水路中的設備，

無非是一個用水來驅(qū)動、控制，一個用電的。

總結(jié)一下：

• 水路 水走的路
• 電路 電走的路

電路圖中有很多元件，

我們可以把很多元件看成水路中的很多元件就容易理解。

五、二極管

二極管實際是單向閥門， 意思就是說 水只能從一頭進另一頭出 。二極管就是這么個作用，它只能從一邊過來的電能通過，

從另一邊過來的實際就過不去，記得電看成是水。

這個就是二極管的符合，很形象，右邊有個豎杠，很明顯，從左邊來的電能流到右邊，從右邊來的就被擋到了。左邊來擋片沖開，右邊來抵死。

二極管在電路中的特性與水路中的單向閥基本原理一致。

加強理解：向?qū)В?.1 二極管 水類比動畫

二極管 實物圖

下面以油路單向閥為例也是一樣的。

單向閥就是這樣的，進油口看成進水口推動球可以把閥門頂開，然后就從出油口出去了，反過來頂不開這就是單向閥。

六、三極管

三極管實際是個小閥門控制大閥門的器件。

Ib 處的來點小水流（電流）頂開閥門 Ie 到Ic 這個大水管 就可以過很多水了。注意這個模型對應的是NPN型的三極管

加深理解：向?qū)В?.2 三極管 水類比動畫

再來看一張圖，下面這個圖對應的是PNP型三極管

三極管 大家想著是一小段水柱頂著一個大水管的閥門，

這個小水柱水抽走越少閥門關閉越多，大水管流的水就越少。

（抽走的水越少，B點電壓越高，EC電流越小）

當小水柱水被抽走越多閥門打開的越多，大水管水流越大，

（抽走的水越多，B點電壓越低，EC電流越大）

這個可以對應常見的共基極PNP型電源控制開關

這樣小水柱就可以控制大水流，這就是三極管的放大作用 ，

并不是小水柱突然變大了，

而是一邊是小水池連到小水柱控制，

另一邊還有個大水池連到大水管供水。

這就是雙電源供電一個大水池，一個小水池。

小水流控制大水流 就實現(xiàn)了，這實際就是三極管放大作用 。

三極管不是憑空把電放大了，而是說： 小的電信號（小水流）

把另一個通路的大電流的閥門打開了，

后面的器件能夠感受到這個大電流， 所以是放大了。

對電來說 實際有兩個電源供電的 一個是小電源 一個是大電源

咱們的收音機，實際就是天線，接收到空氣中的小電流，你可以理解為毛毛雨。這個毛毛雨到了三極管的一個腳上打開閥門，

電池供電通過另外兩個腳流動，再打開一個后面的三極管，

一級級的這樣不斷打開，一般收音機最早的時候是三管收音機、六管收音機，

就是這么個意思一直到這個水流大到能夠推動喇叭就發(fā)聲了。打開一個三向閥 再打開一個 。。。

過大水流 三極管放大就完成了

看看下面的收音機電路圖，是不是一下子就理解了：）

再深入一點理解三極管看這個鏈接：

向?qū)В?.13 電路基礎--三極管

綠色是信號，是從天線來的電信號，往后，實際到了第一個三極管的后級，再往后傳遞的都是電池提供的電流（藍色），并且藍色的電池電流，只有大小變化，都是從上往下流的。

關于三極管大壩結(jié)構(gòu)參考下這個鏈接：

向?qū)В阂粡垐D就明白什么是上拉電阻與下拉電阻

下面就是三極管符號：

NPN 表示實際就是這個水管只能從C 流到E端 ，PNP 就是水從E流到C端（看箭頭方向）

七、電阻

電阻實際是粗細不同的水管

為了讓水流的小一點，慢一點，這樣后面的器件，不至于受到大電流沖擊搞壞了 。

電阻無方向，電阻就是阻礙電的流動，

你可以想象一個水管里有水垢，水垢越多，電阻越大 水阻越大。

八、電容

電容，就是水桶、水缸。

存儲電的容器，存水的是水缸，存電的是電容。還有一種電容是漏斗、篩網(wǎng)，用來過濾的。

加深理解：向?qū)В?.3 電容 水類比動畫 開局一只碗...

因為后面的元件需要是穩(wěn)定的水流， 你可以這樣想象我們拿著水桶往水缸里倒水的時候，水面上起的水花是很大的，這樣的水花，對后面的器件是有損傷的。假設你在水缸的底部開個洞，接個水管，不管水面怎么起浪花，水管的水是穩(wěn)定的，

這就是電容， 就是個水缸，存水的 。

篩沙子的過濾網(wǎng)，讓細沙過去，粗砂留下來，這個網(wǎng)是另一種電容。

雜亂的水波（電波、頻率快或慢）被篩掉，剩下的是后端電路能用的電波信號。

九、電感

電感可以對應于電容來理解，電容是盛電的容器，電感其實應該叫做磁容，或者叫磁缸，

拓展閱讀：

• 向?qū)В?.5 電感 電與磁 相愛相殺
• 第八節(jié) 電感 | 知乎向?qū)?/a>
• 向?qū)В?.6 變壓器 怎樣通俗的理解變壓原理？

首先發(fā)現(xiàn)的是電磁感應，所以先給他起了個名字叫做電感，實際上它就是能夠存儲磁能的容器。

這些磁能的變化會引起電能的變化，然后利用這種特性放到電路中，做成變壓器、濾波電感之類（也是個篩子，篩去一定的電波）。

總結(jié)

• 電就是水 看不見的水
• 電壓類似于水壓
• 電流類似于水流
• 水走的路是水路，電走的路是電路
• 二極管是單向閥
• 三極管是小閥門控制大閥門的器件，三極管放大是小電流控制大電流而不是憑空把小水流變?yōu)榇箅娏?/b>
• 多個三極管的組合猶如一級一級的大壩，逐漸抬高水位或者降低水位
• 電阻是粗細不同的管道
• 電容是盛放電能的容器
• 電感是盛放磁能的容器

這樣你再看電路圖很快就能理解了，第一節(jié)入門完成后，第二節(jié)會把直流電、交流電搞清楚，保證幾節(jié)課就可以基本入門電子電路。

本節(jié)課結(jié)束。

第二節(jié) 交流電 直流電 交流變直流

為了繼續(xù)降低理解難度，每節(jié)課增加視頻講解：

本課視頻講解--知乎視頻

一、 什么是交流電？什么是直流電？

我們看上面的插座，想象成兩個水的出口。

我們接上個U型水管，兩頭分別接到插口上。

一會水將從左邊出口流出，從右邊出口回去，

一會從右邊出口流出從左邊回去。

這樣的來回流動是一秒鐘的時間內(nèi)變化了50次。

并且水量的大小也是變化的。

具體變化過程第一個方向時從沒有水慢慢變大到最大，然后逐漸減小到?jīng)]有(百分之一秒內(nèi)完成)，這個時候注意，水管換了方向再逐漸變大到最大再逐漸減小到?jīng)]有(另一個百分之一秒)。我們學習中一般畫個正弦圖形對應了這種變化。減小到最小就到了x周，x軸下方的圖形實際是代表換了方向(50分之一秒內(nèi)做完這個變化，1秒內(nèi)50次這種變換)。

圖中兩個100分之一秒分別來了兩個方向的電流， 50分之一秒(0.02秒) 兩個電流波動都跑完了，正好是一個周期，0.01秒(百分之一)是半個周期，也就是一個方向的一段變化的交流電流通過，另百分之一秒換方向的交流電流返回。

這個水的變化，就是電的變化， 這個電就是交流電。

如果我們在這個U型的水管上，裝上個單向閥門，

水只能從左邊流到右邊，反過來不行，

那么這個時候水管中流動的電，可以看成是直流電。

直流電和交流電定義中唯一的區(qū)別， 直流電是一個方向的，交流電不止一個方向的。

這個區(qū)別是作者發(fā)現(xiàn)和自定義的，
注意和課本相印證，
很多說方向大小不變是直流電，
作者的異議是隨著電池電量減少仍然是直流電
另外一個大小變化的脈動直流電都是斷續(xù)的，
也稱為直流電；
交流電一般認為是大小方向周期變化的，
但是大小不成周期變化，
方向成周期變化的交流電也有。
一般課本是給出個可以容易分析的特例來學習，
公式容易導出，
但我們生活在一個混沌的世界，
各種電磁波是雜亂的，
即使人們用于控制電器的各種電形式
也是多種多樣的，
所以不要太死板的去理解。
這些東西先不要細究，
當任何理論細究之后你會發(fā)現(xiàn)，
你必須是愛因斯坦水準才能做做區(qū)分，
借用一句名言，你太認真你就輸了！
容易成強迫癥+所謂的瘋子天才，
但是這樣的人物自身的命運往往是可悲的。

二、 為什么要把交流電變成直流電，怎么改變？

現(xiàn)在知道交流電和直流電差別，

交流電是不穩(wěn)定的，水量有大有小，方向也不固定。

我們很多家用電器，需要的是：

水量、水壓、 方向都是一定的水（電）。

世界上沒有新東西，

人們只能去發(fā)現(xiàn)，而不能去創(chuàng)造。

所謂的創(chuàng)造其實是又發(fā)現(xiàn)了世界隱藏的秘密而已。

人們發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的直流電才好控制。

那么電路設計中，第一個動作就是把發(fā)電廠送過來的交流電（交流水） 變成直流的。

簡單實現(xiàn)就是一個單向閥（二極管）；

一個水缸（電容） 實現(xiàn)交流變直流。

D1 就是個二極管（單向閥門） C1 就是個電容（水缸） 從D1 左邊插口1來的水能夠過去，然后流過水缸 （來的水時大時小）

給電容（水缸灌滿水后）繼續(xù)往下流。所以有一定的水位。

電容的充電和放電_百度文庫電容的充電和放電_百度文庫電容的充電和放電_百度文庫

過段時間，從插口2倒著流過來的水，經(jīng)過R1 ，D1 往插口1流動時

被D1這個閥門擋住了， 就不流動了 。

這樣只有從插口1來的水 可以流到后面供給用水的設備。

從插口2來的被阻住了。

但是這個時候因為在水缸里存儲到一定程度，電容開始放電， 繼續(xù)往下流，放電時間一直維持到第一次的情況，二極管又通了再給電容充電，所以電容上端的水位是維持到一定程度的。這樣水就是穩(wěn)定的，并且只有一個方向往后流。但是交流電變化很快（1秒50次）所以電容只放水一點點接著又充滿。

對后面的設備來說損失了一半的水，所以效率低 ，只有一半的直流電流流到了后面。

后來發(fā)明了全橋電路解決了只有一半電流的問題，無論從1 或2口來的水都流到了后面。

AC2就是發(fā)電機出來的交流電，AC2上下兩端相當于插座的兩個口。 AM1 是一個電流表（水量表）VM1是一個電壓表（水壓表）觀察下接法， AM1是串在電路（水路）中的，VM1是并接在燈泡兩端的。

從1口（AC2上端）來的電經(jīng)過D1--> 燈泡--> D3 流回2口（下端）；注意電先是沒有，然后變大，電壓也相應變大一直到220伏，然后再逐漸減小到?jīng)]有，電壓歸零。 從2口（AC2下端）來的電經(jīng)過D2--> 燈泡--> D4 流回到1口。注意換方向，但是大小變化也是從0到220v然后再到0。 這個過程1秒變化50次，就是家用電 50Hz（赫茲）的來歷（一秒鐘來回50次）。

赫茲就是每秒變化的次數(shù)。

大家看電從 1口來的時候，只能經(jīng)過D1，不能經(jīng)過D4 為什么？

是因為二極管都是單向閥，二極管上有豎杠的一端是負極，

電只能從正極流到負極，所以D4 負極對著1口所以流不過去。

下面這個更形象（注意不是50HZ，因為太快，頻率設定為100mhz，這樣人眼能看清楚）

100mhz=0.1hz hz是1秒變化次數(shù) 0.1就是10秒變化一次，方向變化一次完成要10秒，單方向5秒 我們看燈泡上下兩端箭頭，發(fā)現(xiàn)電流只能從上往下流了，

這就是全橋的作用，

把兩個方向的交流電，變成了一個方向的直流電。

這樣所有的水都能流到后面去了，給后面的設備供電（供水）。

三、 全橋的應用

正極，負極，說法實際上是：電或水只能從壓力高的地方流到壓力低的地方。

壓力高的地方是正，壓力低的地方是負。

另外電和水是類似的，比如水車是需要流動的水來驅(qū)動的。

家用電器、燈泡也需要流動的電驅(qū)動。

假設水不流動了（小河上游 下游 水壓一樣）水車是不動的。

電也是一樣， 假設電池沒電了，

電池兩端電壓一樣了，電路中（水管中）就沒有了流動的電流，

那么燈泡就不亮了，設備也不工作了，（這樣可以理解上面那個半橋電路中 從2端過來不通的電，就是無用的電，損耗在線路中了）

無論直流電，交流電，都是在不斷流動的電。

因為發(fā)電廠來的電都是交流電 ，家用電器相當一大部分都是需要直流電，

手機 、電視、 平板、 電腦所以這些需要直流電的設備里面都有這套全橋整流電路。

這個全橋很多在充電器中，電視就直接在電視機內(nèi)部了。

以前的燈泡、 電飯鍋、 電風扇是直接用的交流電，就不需要半橋或者全橋轉(zhuǎn)換電路了。

這是充電器

這是充電器中的全橋 圈中二極管

總結(jié)

• 交流電是個方向大小變化的電，
• 直流電只有一個方向大小可能變化（脈動直流電）也可能一樣。
• 電的變化流動可以看成水的變化流動。
• 這里的半橋電路，全橋電路就是僅僅為了把交流電變成直流電。
• 后面設備用什么電，我們就想辦法提供什么電。

如果覺得有用給點個贊，或者評論下，讓更多的人受益。感謝！

第三節(jié) 基本電路之交流電路與變壓器

一、最簡單的交流電路

觀察下面電路，其中插座就是我們家里面的220的插座，燈泡是老式的鎢絲燈泡

對不起，我不認識什么是鎢絲燈泡：） 看圖說話...

上圖的燈泡 當來電的時候 實際上是時明時暗的 途中箭頭代表電流的方向 電流（水流）的方向是變化的 ~ 這個符號 代表是交流電

電線（水管）中的交流電是這樣變化的，

當插座口1來電流向插座口2時，開始的水時一點也沒有的，水管的水開始慢慢變多，一直到灌滿水管，然后再慢慢變少，變到?jīng)]有，

這個時候從插口1不來電了，而是從插座口2來電（來水）從插口1流回，也是開始是一點沒有，然后慢慢變多，灌滿水管后再慢慢變少，最后水又沒有了。

1流到2，2流到1，這種供水的方式不斷進行，就如上圖所示，因為水是時大時小的 所以燈泡也就時明時暗。

這樣的變化1秒鐘50次，所以我們看到燈泡就不是明暗變化了，因為變得很快。

為什么不是像水管供水那樣，來水一樣大，而是來水時大時小，方向還來回變化？

這是因為發(fā)電廠的發(fā)電機決定的，發(fā)電機產(chǎn)生的電就是這樣變化的，這就是交流發(fā)電機。交流發(fā)電機因為設計簡單，成本低，所以大家都用交流發(fā)電機發(fā)電。還有一個原因就是這樣的交流電傳輸距離很遠。

下面是交流發(fā)電機的模型，紅色、白色的物體是兩塊磁鐵 鐵環(huán)旋轉(zhuǎn)就發(fā)出電了 鐵環(huán)轉(zhuǎn)的角度不同 受到的磁力就不一樣 所以發(fā)出的電大小不一樣 轉(zhuǎn)過半圈時 電的方向會變化 這樣不斷旋轉(zhuǎn) 方向變化 大小變化的電就發(fā)出來了 然后通過電線可以給燈泡供電 神奇的發(fā)電機！

注意：這個線圈，箭頭基本上轉(zhuǎn)到向左時，線圈中電流一個方向，向右時，電流是另一個方向，線圈越是垂直（穿過線圈的磁越多）電流越大，越是水平（穿過線圈的磁越少）電流越小

二、 變壓器

從發(fā)電廠發(fā)出來的電，為了能夠傳輸?shù)倪h，都會是10多萬伏的高壓電。

想象水壓越大，是不是水通過水管會流的越遠，是一樣的道理。

但是10萬伏的高壓電是沒法家用的，家里的電器設備220伏的 110伏的，或者更小的。

這就要用到變壓器

變壓器說穿了很簡單，不要想復雜了，變壓，就是把前面的電壓變成后面使用的高的或低的電壓

用銅線在一個鐵圈一邊繞上幾圈（紅線） 在另一邊繞上幾圈（綠線）

紅圈中交流電來的時候（可以想成水），鐵芯就有了磁場（可以想成油），磁場在這個環(huán)里轉(zhuǎn)動，綠色線里就有了水的流動。

紅色的圈數(shù)如果比綠色的圈數(shù)多那么就降壓，反過來就升壓

這就是變壓器升降壓 電生磁 磁生電。

為什么變壓器圈數(shù)多就升壓？圈數(shù)少就降壓？擴展閱讀下面鏈接：

向?qū)В?.6 變壓器 怎樣通俗的理解變壓原理？

因為常用所以下面先介紹下，避免接錯線：

電線桿上四根線 一般是三根火線，一根中線，這是三相電（三相四線）

任何兩個火線接出來是380伏電，任何一根火線和中線接出來是220伏電。

具體是怎么回事，后續(xù)再講。

另外380伏 220伏電都屬于能電死人的，如果不專業(yè)，就不要亂接，我們這個教程后續(xù)主要針對弱電（36V 以下）對人較為安全的電。

以上兩種電屬于強電，一般專業(yè)電工操作，他們的防護措施比較好，

這里講一個原則，技術懂就是懂，不能不懂裝懂，因為你是騙不了技術的，他總會在你認為正確的時候給你下套，讓你栽跟頭，做技術越踏實越好

不懂就問，不懂就不要先操作，等學會了再做不遲，特別是針對有危險的強電作業(yè)，不懂不做不可恥，不懂裝懂很要命，不要因為別人一句話傷自尊了就冒冒失失不顧安全進行作業(yè)，

回他一句，有本事你去，做個馬扎看熱鬧即可！

第四節(jié) 電路識圖

一、 電路圖

把元器件放在電路中去識別功能，比單獨學元器件的特性，進展更快。這節(jié)課我們開始了解電路原理圖（簡稱電路圖）

世界上原本沒有圖，畫的人多了，總結(jié)出些規(guī)律，然后就形成了所謂的圖紙。實際上開始有了電子元器件，直接就是焊焊連連，沒有什么所謂的電路圖、電路板。用過程發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定性非常差，所以就為這些元器件做了個支架，就是電路板（PCB）。然后為了明白工作原理，每個元件又給造了各種符號，在紙上連起來就形成了電路圖。

有了個人計算機后，使用把紙上的電路圖繪制到了電腦上，就是我們現(xiàn)在用的電路圖（電路原理圖）各種符號不統(tǒng)一，國際化標準組織就開始規(guī)劃把各種電子元件的符號標準化，就形成了我們現(xiàn)在看到的標準電路符號。但是各個國家、各個廠家甚至各位工程師都不服，都覺得用自己的電路符號最好，所以還是能夠看到各種五花八門的符號代表各種元器件。

這給我識別電路圖帶來了麻煩，我們也就是拿到一種電路圖來開講，別的就要依靠自己觸類旁通了。

首先我們學習電路知識，一定要記得什么是細枝末節(jié)，什么是重點。 所有炫技的技巧性東西是細致末節(jié)，原理、流程、規(guī)則是重要技能。技能和技巧不是一個東西，學會了技能，你會自行總結(jié)出各種技巧，但是你僅會幾種技巧，稍微變通一下，然后就蒙圈，這就不是正道。

能夠畫一個電路圖不是重點，能夠明白這個電路圖是為什么這樣畫出來的是重點。

二、網(wǎng)絡標號（電線的名字）

大量的書籍把一些概念默認為大家都是懂得，細究起來，每個概念對初學者來說都是大問題。 每個名詞、每個概念都需要一本書來澄清它，為什么會有這個名詞，它用來做什么的，在不同的場合應該怎么表示，那些地方這個名詞的用法不對可能造成問題...

作者水平有限，在不忽悠的前提下，能就自己的理解將最基本的概念上講清楚，盡量讓大家知其然知其所以然。

那么我們從網(wǎng)絡標號開始。

看上面這個電路，左邊是個交流電源，右邊是個燈泡，大家說這個簡單，但是我們是不是遺漏了點什么？

紅藍兩根線跳出來，把我們當什么了，沒有我們把電源和燈泡連起來，電怎么通過去，怒氣值滿格！

稍安勿躁，稍安勿躁，現(xiàn)在就開始講你們。

我們看到實際這個電路上下還有兩根線，在計算機中怎么表示它？

電路中的線很多，遠遠不止這兩根，當所有線都連起來后，感覺就是密密麻麻的網(wǎng)了，所以電路中把這些連線叫做網(wǎng)絡。

不要拿村長不當干部，蚊子再小也是肉，一個東西存在就的有名字才行。

計算機沒有那么聰明，線不給它取個名字，計算機是不認識的，每一根線都要取名字。

這個名字就是網(wǎng)絡標號。

實際上這個網(wǎng)絡標號的名稱是隨便起的，上面這根線叫做王二狗，下面那根線叫做三妮子都行。

這個時候一大批專家的磚頭就給我飛過來了，俗不可耐，庸俗，低級，寫到書上怎么能夠叫做二狗。

怕了你們了，我改。

L N 就是這兩根線的網(wǎng)絡標號，就是給線起了個名稱。但是，人還是比較懶的，一張復雜的電路圖那么多線，一根根的起個名字？ 實際上不用，計算機繪圖軟件會自動起名，如果你不給他個名字，它自動生成 AC1-1 AC1-2 ...

計算機繪圖軟件中的電路圖每根線都有自己的名字：網(wǎng)絡標號。

三、 端口

當一張圖紙畫不下電路，需要兩張或者更多張，但是這兩張電路圖的線路是連接在一起的，怎么辦？ 第一張圖與第二張圖，需要連線的電路尾端放上一個端口符號，代表這兩張圖的線路是連在一起的。

VBUS 這就是一個端口，代表兩張電路圖這根線實際上是連在一起的。

總結(jié)

• 網(wǎng)絡標號是一張電路圖中線路（電線、連線）的名稱。
• 端口號是多張電路圖為了能夠標明連在一起的符號。

第五節(jié) 電路圖中元器件的名字

一、位號 (電子元件在電路中的名字）

上一節(jié)我們知道連線都需要名字，每個元件（電子元器件的簡稱，電子零件的通俗叫法）當然也要有自己的名字，這個就是元件的位號。

標準化才能傳播廣泛，利于溝通交流。

標準化組織這個是又跳了出來，給出了大部分元件命名的標準方法：

• R：電阻
• C：電容
• L：電感
• Q：晶體管三極管 場效應管
• D：二極管
• J: 插座
• U：IC（集成電路）
• F：保險絲
• 其他各歸其位

上一節(jié)課我們已經(jīng)說過，各門派對標準化組織不服，所以一定范圍內(nèi)的使用不一定使用這種命名規(guī)則，但是大同小異，注意區(qū)分。 大家一定要記得一個原則，規(guī)則是人定義的，沒有放之四海而皆準的規(guī)則，很多時候變通是必須的。

容易鉆牛角尖的地方是，我學的集成電路的命名是U1、U2...,為什么你的就是IC1、IC2... 你一定是錯了！

這種想法是不對的，這就是盲目崇拜權(quán)威，世界上根本沒有權(quán)威的說法，都只能是某個特定領域、某個特定時期的掌握某種規(guī)則的人，一旦跨出他的領域或者跨時代都不一定正確。

學以致用，兩種名稱，只是名與號的區(qū)別，最關鍵的還都是那個人，我們了解的是這個人的秉性，而不是這個人掛了多少頭銜。

風暴降生丹妮莉絲，鐵王座的繼承人，安達爾人和先民的合法女王，七國守護者，龍之母，大草原上的卡麗熙，彌林女王，不焚者，解放者--龍母 《權(quán)利的游戲》

稱號雖多，都是龍母這個人！

位號就是電子元器件的名稱簡寫+序號

已經(jīng)說過計算機沒那么聰明，所以一組電路圖中每個電子元器件都要有唯一的名稱才能識別，那么：

電阻，我們知道它的名字就是，R1、R2、R3... 電容， C1、C2... C10001; 其他類似

位號又稱為元件位號，英文是：Designator 但這個僅僅是Altium Desiger（AD） Altium公司的定義，其他繪制電路圖的公司不一定是這個名稱。因為目前大學中使用AD教學的比較多，所以我們后續(xù)原理圖、PCB一些知識也以AD為模板。

位號我們要記得代表的是元器件唯一的名字就好了。

二、 綜合說明 端口號 網(wǎng)絡標號 位號

• 黃色標簽 FLOW DC5V 等都是端口號；
• 藍色字體 U15、F4、R18、D27... 是元件位號；
• 棕色字體 PD7、DC5V、GND、485B、485A... 是網(wǎng)絡標號；

第六節(jié) 圖形 符號 符號庫

一、 實物轉(zhuǎn)化為圖形

不應該讓規(guī)則限制思維！

下面是三極管的符號

假設我們是三極管的發(fā)明人，開始的符號一定是這樣的嗎？

實物是存在的，下面是三極管的樣子：

我們看第一個圖形，三條腿的三極管，我不管課本上的三極管符合是怎樣畫的，大家想象下，如果自己畫這個三極管的符號怎么完成它？

下面是我畫的：

符號這個東西，先入為主，大家覺得太low，但是我們仔細想一下，假設是三極管的發(fā)明人畫出這個來，就會被驚為天人。其實還是一個圈三個爪。

實際上我們拿到其他人的電路板（PCB），有時候沒有電路圖，還真的就是用這種畫法來分析電路。

我們用萬用表量測一下線路通斷，找到幾個主要元件的連接線路，然后隨手繪制圖形符號，位置、幾個爪（引腳）排列清楚，能夠練上即可。

二、 圖形轉(zhuǎn)為符號，符號形成文件庫

圖形標準化，就形成了我們現(xiàn)在看到的各種電子元器件的符號。

參考電子元件符號大全

前面已經(jīng)說過，實際上各廠家不服氣武林盟主（標準化組織），所以山頭林立，宗門眾多，符號也是千差萬別。但是實物的種類是大同小異的，抄來抄去，一家公司的創(chuàng)立，有可能是另一家公司的骨干出走，然后形成兩個公司。

所以不同符號、不同名稱的電子元器件功能是一樣的很多。

有了一定的標準符號后，我們用手繪制很麻煩，最后又是到了用電腦軟件繪制,例如Altium designer、cadence、pads、lceda、kicad、autocad...

每家也是各有風格，對初學者來說，從兩方面來學習比較好，一個是找資料最多的，另外一個是你所在公司正在用的。這樣學習過程中可以從網(wǎng)上很快找到資料，或者問問周邊的同事朋友可以很快的進行下去。

大部分從入門到放棄最根本的原因是碰到問題卡住，然后獲得不了解決方案，最終導致無法完成所預想的目標，然后放棄！

實際就是要找到方法進行下去，無論是那種，自學能成就自學，不能自學就找老師帶，最關鍵問題就是學習過程不能長時間卡住。

很多教授的學習方法是錯的，學習王陽明的格物致志，格竹子？

首先對自己要明確，王陽明的家庭是衣食無憂的，他坐在那里格竹子，餓不死，我們難道坐在那里餓了啃竹子，你快變成大熊貓算了。

我的專欄首頁文章就是教大家不要太鉆牛角尖，鉆牛角尖也是有條件的，變通著往下進行，想盡各種辦法學下去，哪怕不完美的進行下去，而不是卡住不得寸進，先種竹子換錢再啃竹子比較好。

符號有了，各種軟件為了我們畫圖方便，把各種電子元器件的符號集中起來，放到一個文件中，這個文件就叫做原理圖庫，實際全稱應該叫做電路圖符號庫或者原理圖符號庫。這樣后續(xù)我們畫電路圖時，直接從這個文件調(diào)出符號來，就沒必要一個個畫了。

有了原理圖庫，我們把各個元件放到原理圖中，然后連起線來，放上各種端口、網(wǎng)絡標號、給元件起個唯一的名稱，實際就完成了我們的電路圖繪制。

第七節(jié) 封裝 電路板 模塊化

一、 封裝是什么

不知道封裝是什么，鱉孫都要笑了。

I see，I see。 我明白了。

就是烏龜殼啊！

因為各種電子元器件，內(nèi)部暴露在外，容易損傷，也不容易包裝、運輸、使用，所以很多廠家經(jīng)過多年的探索，把各種電子元器件外面用一些絕緣非絕緣材料包裹起來。就是封裝。

基本的封裝材料有金屬，陶瓷，塑料。

不同的封裝形式還給起來不同的名字，大部分是根據(jù)外形尺寸區(qū)別的：

封裝的分類

具體各大引擎搜索“封裝”，我們課程是索引大于解釋，方向路線為主，知道從哪里獲取資料就夠了。

二、 電路板 封裝庫

我們經(jīng)常聽到PCB這個詞，去搜索也能知道大概，印刷電路板的意思。

電路板給各個電子元器件一個骨架，不至于連在一起東倒西歪，類似于樓盤的地基。

早期的電路板是各種孔，因為原先的電子元器件都是帶金屬引腳的，這樣裝在電路板中，再焊接上就很牢固。

后來發(fā)現(xiàn)，這種金屬引腳的電子元件，組裝困難，很多時候必須人工操作，效率很低。后來發(fā)明了貼片工藝。

電子元件的封裝從直插件變成了貼片件。從此有了SMT的說法，叫做表面貼裝技術。

SMT就是把貼片的電子元器件焊接到電路板上的技術。現(xiàn)在有了專門的工廠來協(xié)助我們把這些貼片的元件焊接好（從PCB加工成PCBA，下面有解釋），這個工廠就簡稱SMT工廠。

直插電子元器件（直插元件）

貼片電子元器件（貼片元件 貼片封裝形式的元件）

SMT 貼片完成的電路板

到這里我們發(fā)現(xiàn)個問題，原理圖的符號和電路板上的器件符號怎么不一樣？

是真的不一樣，為了讓電路圖的符號和電路板的符號對應起來。

畫電路板圖時，需要再建一個單獨的文件，叫做PCB封裝庫（電路板封裝庫、電路板封裝符號庫）

這個庫里面存放的都是PCB用的電路符號，約定俗成的叫法就是封裝庫。

把封裝庫的符號，放到電路板繪圖區(qū)域，再用線連起來，就是繪制的PCB板圖，可以發(fā)到PCB加工廠制作出來。

然后我們再去找SMT加工廠，將采購的元件和pcb提供給他們，幫我們加工成焊上元件的電路板。

PCB焊上元件后有個專門的名稱，叫做 PCBA （A是組裝的意思，實際就是組裝好的PCB，組裝好的電路板）

三、 模塊化

功能單一或者可以重復利用的PCBA，可以單獨拿來用，穩(wěn)定可靠，就是電路模塊。

wifi模塊、電源模塊、功放模塊等等

第八節(jié) 維修工具之萬用表

一、 萬用表

為什么叫做萬用表？它可能有的功能如下：

• 測量電阻
• 測量電壓
• 測量電流
• 測量電容值
• 測量二極管狀態(tài)
• 測量通斷
• 測量三極管放大倍數(shù)
• 測量溫度
• 最新型號的萬用表表甚至能測量波形和頻率 ...

二、 基本原則

首先要明確，萬用表所有的測量值都是拿來對比的。舉個例子，一個人身高1.6米，如果沒有參照物，這個1.6米其他人是不知道多高的，要么有尺子這個測量基準，要么有其他人與他的身高進行對比。類似的，萬用表各個檔位會測量出來不同的值，這些值實際上都有參照、都有基準可以進行對比。要么與其他產(chǎn)品測量值進行對比，要么有標準的其他測量電表進行對比，或者就以前的測量經(jīng)驗進行對比。

所以說好的維修方法，就是嘗試與對比出來的，必須先明確這一點。

下圖是常用的數(shù)字萬用表模型：

下圖簡要介紹萬用表的組成：

三、 PCBA

對電子產(chǎn)品來說，我們主要用萬用表量測PCBA和其他電線電路。

3.1. 地基

我們以Arduino Uno電路板舉例，是一位意大利教授為了讓學生更容易的學好電子技術做的一款開源產(chǎn)品。

一般產(chǎn)品都是有外殼的,原因是為了保護里面的電路板和電子元件避免損壞，如果不帶外殼就是上圖的樣子。

完美主義者說，產(chǎn)品怎么能沒外殼呢？偉大的中國人民就給他做了個殼套上，然后作為產(chǎn)品出售（某寶搜索 Arduino Uno 外殼）。

作為電子設計師，自然就不在意有沒有殼了，我們都喜歡裸奔。

一般這樣的裸板有個專業(yè)名稱統(tǒng)一叫做 PCBA (PCB+A,Printed Circuit Board +Assembly)，PCB是印刷電路板，PCBA是組裝完成后的PCB組件。Assembly是組裝的意思。

PCB是電子產(chǎn)品的地基，在這個地基上鋪設管道，蓋房子（焊接上電子元器件）。

PCB 3D演示圖：

PCB 2D預覽圖:

PCB 設計圖：

PCB是在一塊絕緣材料上，粘上銅皮，像arduino上下面都有銅皮，設計時我們畫圖一般用紅色作為頂面銅皮，藍色作為底面銅皮，這是為了作區(qū)分，實際銅皮的顏色都是銅的顏色（偏黃銅色）。

然后經(jīng)過一系列加工過程，在銅板上刻出(腐蝕出)銅線來，在pcb（電路板)上的銅線就是電線。

我們看到pcb大部分是綠色的，也有藍色、棕紅、黑色等，是在pcb銅線上面又刷了一層保護漆，是漆的顏色。

我們維修時，測量大部分時候是測量的這些銅線。或者焊在銅皮上的電子元器件的引腳。

四、電壓檔的測量原理與實用技巧

電壓檔的使用條件是下面兩個：

• 不要超過電壓檔的測量量程
• 電路板需要供電

4.1. 連通器

我們還是以水類比電。 管道形狀不同，但是不影響水位的高低，最終水位會趨向一致。 粗管道，阻力小，水流大；細管道，阻力大，水流小。 一個連通器的各個管道的頂點水位都相等。如果連通器所有管道的頂部都密封，給水施加足夠的壓力，那么一個連通器的所有的位置水壓都近似于相等。

把這些管道換成粗細不同的電線（電路），原理一致。 電阻小的電線（電路），電流大；電阻大的電線（電路）電流小。

電路就類似于密封的連通器的管道。如果這個電路只是用電線連接（電阻接近0）那么這根電線上無論分多少條支路，電壓處處相等。

4.2. 供電

我們說要為連通器加壓，才能量到水壓，同樣要為電路加壓，才能量到電壓。如果上圖這個板子是電池供電，就是用電池給他加壓，如果是外接直流電源，那就是直流電源加壓。

測量電壓，就是測量這些管道的壓力。如果一個電路板上不加電，它是沒有電壓的，類似于我們的新房子，雖然有水管，但是不供水，是沒有水壓的。

維修或者產(chǎn)品測試階段，常用的供電設備是可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（DC Power Supply)

對于 Arduino 板子來說它還可以用USB線接電腦供電。

4.3. 直流電壓檔與交流電壓檔

家用電220V是交流，電池供電手機充電器出來的5V都是直流電，量電池電壓要用直流電壓檔，量220V，要用交流電壓檔，紅黑表筆的插口位置都是如圖的位置。

測量電壓，實際上還是可以用連通器類比表示就容易明白。

黑表筆找到電路板的公共點（地），紅表筆測量任意位置（不超過萬用表量程就可以） 可以直接讀出電壓（電路板通電時），電壓測量實際就是黑表筆/紅表筆接地，然后量測裸露的其他

依照圖示測量，我們得到一個 5.030V 的電壓。

• 我們表盤轉(zhuǎn)到了直流電壓檔(V-) 20檔的位置，只要我們測量的電壓不超過 20V 就會顯示正常數(shù)值。
• 給電路板供電12.06V
• 黑表筆放到了地的位置（注意是一個裸露的漏出銅的孔上）
• 紅表筆量測一個元件的中間腳位置（實際是個穩(wěn)壓集成電路，中間腳輸出5V)

電子比較難于入門的一個很大的原因是，每當我們要去理解一個名詞或者一個基本原理時，會帶出一連串的問題和新名詞。

比如說到了這里，可能會有如下問題:

1. 為什么電路板供電12V，測量出來的是5V
2. 為什么電源是12.06V，而不是12V
3. 為什么量出來的是5.030V，不是5V
4. 為什么紅表筆去量測而不是黑表筆去量
5. 為什么黑表筆接地而不是紅表筆接地
6. 為什么萬用表上有四個插孔，連接的是最右邊的兩個插孔？
7. 供電電源是怎樣調(diào)電壓的，它是怎樣供電的，為什么能提供12V？ ...

1. 為什么電路板供電12V，測量出來的是5V 給電路板供電是12V，但是我們量測的位置是經(jīng)過一個電子元件降壓的，這個元件是穩(wěn)壓芯片，
2. 為什么電源是12.06V，而不是12V
3. 為什么量出來的是5.030V，不是5V
4. 為什么紅表筆去量測而不是黑表筆去量
5. 為什么黑表筆接地而不是紅表筆接地
6. 為什么萬用表上有四個插孔，連接的是最右邊的兩個插孔？
7. 供電電源是怎樣調(diào)電壓的，它是怎樣供電的，為什么能提供12V？ ...

五、二極管的測量原理與實用技巧

二極管檔與電壓檔測量是作者個人維修時的首選方法。

直接參考下面三個鏈接：

向?qū)В憾O管檔測量法--視頻說明

向?qū)В旱诹?jié) 電子學習 二極管檔測量法 細講

向?qū)В旱谒墓?jié)（4.4） 維修技巧 電路圖識圖

每個電子元件的電流電壓是有范圍限制的，

如果給它過大的電流、電壓就會導致?lián)p壞。

也就是功率（電流乘以電壓）超標。

六、維修起步

基本維修方法有如下幾種（依照使用頻率排序）

• 替換法
• 電壓法
• 二極管檔測量法（作者自創(chuàng)）
• 電阻法
• 電流法
• 對比測量法
• 其他萬用表檔位檢測
• 假信號接入
• 示波器測量法
• 邏輯分析儀檢測法
• 專用設備檢測法
• 仿真模擬檢測
• ...

實際來說，掌握前三種方法， 90%以上的故障已經(jīng)可以輕松排除，2~4 可僅用萬用表即可進行檢查維修。

人身安全保護

• 安全第一
• 置位法（拆裝器件 固定位置放置）
• 隔離防護
• 順序操作
• 保持良好習慣

設備保護

• 功率電流保護法
• 防靜電擊穿
• 防高壓損壞

維修基本常識

• 拆裝拍照、記錄
• 順序檢查 （電源 晶振 復位 功能模塊）
• 先易后難
• 分清左右 （左壞右好）
• 分清顏色 （紅正 黑負）
• 分清標識 （采用習慣性標準標識）

一般認為，電子維修需要很多知識，然后許多人看到復雜的電路板、機器，首先是不敢動手了，因為看到的都是不懂的東西，人是這樣的，對陌生的東西是抗拒的。其實這個想法是錯誤的，許多人會修電腦，換主板、換內(nèi)存、換硬盤。實際這就是替換法，無非是這個替換的元件更小而已。

基本的檢測步驟是，用電壓法判斷故障范圍，確定一個大范圍的某一塊出了問題。然后用精細的二極管檔法、電阻法確定更小的位置。 如果在工廠的話，有更簡單的方法是對比測量法，對比好的設備判斷不良的設備情況。

僅就維修來說，會基本的電路圖，甚至不懂電路，也可以維修，最大的困難有以下幾點，導致大部分人無法入門維修。

心理作用

• 帶電的就會死人，不敢動手
• 解決辦法，要了解什么是安全電壓、安全電流，另外就是斷電維修是安全的。
• 怕?lián)p壞設備，不敢動手
• 解決辦法，新手應該有自知之明，從便宜的設備、板子開始練手。玩具、不超過百元的電子設備...

真實困難

• 最大的問題是，手生，沒練習過焊接，猶如醫(yī)生拿手術刀手抖，這不是在維修，這會擴大故障，解決辦法，找廢舊板子，多練習，無其他更好的辦法。

七、 維修的基本原理與方法

家里的門把手壞了，怎么辦，更換！ 門鎖壞掉怎么辦，暴力拆掉，或者卸開螺絲，維修鎖芯。

維修這個詞，實際上發(fā)明者深刻理解了維修的內(nèi)涵，維護和修理，東西沒壞之前的維護保養(yǎng)很關鍵，壞掉后，就只能修理了。

類比法是無處不在的，也是快速理解一樣技能的好方法，我們看看電路板的類比：

我們可以看到電路板就類似于一個工廠，該有的都有。

如果電路板上的壓力容器（電容）壞掉，我可以直接換掉，因為就是幾角幾塊錢，但是工廠的壓力容器，幾萬、幾十萬、幾百萬，我能夠直接更換嗎？

另外就是工廠的設備就是大型的了，人可以到里面去修理，電子元器件都是小型化、微型化的，實在爬不到里面去，如果能爬進去...

所以電子維修基本方法與生活中的維修技能一致：

• 更換
• 完全壞掉，無法維修，直接更換;
• 疏通
• 堵住的管道，進行疏通;
• 連接
• 斷掉的管道，連接好;
• 堵漏
• 泄漏的管道、設備，進行堵漏

電子技術中，有兩個經(jīng)常聽到的名詞，開路與短路。

大家猜猜對應上面四個情況的那些？

• 開路，實際就是需要連接的斷掉的管道，斷掉的通路，完全堵住的管道也是這個情況，就是管路不通，電路不通。
• 短路，是泄漏，需要進行堵漏，泄漏比較嚴重，猶如潰壩，這就是完全短路，一般出現(xiàn)在主通路，也就是電源通路，主管道出現(xiàn)大泄漏。

總結(jié)

• 電子維修的方法是：更換、疏通、連接與堵漏。
• 開路是管路、電路、電線斷掉。
• 短路是管路、電路泄漏。

第九節(jié) 電流保護

實施維修前，把電流保護調(diào)整好，剛好讓設備工作。

上一節(jié)已經(jīng)提到，下面詳述。

上圖是直流穩(wěn)壓電源，

左邊兩個旋鈕就是調(diào)整電流的，全部左旋到底，碰觸紅色和黑色的夾子，

CC這個紅燈會亮，這個時候左邊顯示的就是短路保護電流。

慢慢調(diào)整這兩個旋鈕增大這個電流值，

下面給幾個典型電流值：

右邊顯示的是電壓，

24V <0.300 A

12V <0.500 A

3.3V 5V 9V <0.700 A

這幾個是經(jīng)驗值（小功率設備，手機、平板、控制板、機頂盒等）

實際上我們?nèi)绻窃诠S，工程師會給出這個這個標準的電流電壓。

我們應用時，就從最小電流開始調(diào)起，右旋剛剛不過流即可。

這樣如果設備中有元件損壞導致過流（漏水）或者我們線接反了，

不會燒壞其他元件。

另外 電壓設置必須是設備所允許的電壓，而不是自己隨意調(diào)一個，

一般都是標準的，在插座或插頭上都有標注。

第十節(jié) 通俗理解無線電波發(fā)送接收基本原理

無線電波的發(fā)現(xiàn)不可置疑的偉大，但是它看不見、摸不著，是我們學習電子技術的一道難關。

• 電臺、電視臺、基站負責無線電波的發(fā)射
• 收音機、電視機、手機負責無線電波的接收

我們以最基本也是最原始的電臺和收音機來理解無線電波的發(fā)射接收原理。

一、無線電波的發(fā)射

首先我們從兩種波開始說明

• 聲波
• 載波

我們說話發(fā)出聲音，是一種音頻波，轉(zhuǎn)換成電臺能夠使用的信號，就是音頻信號。

載波很多人就迷糊了，這是個什么玩意？

載波這個術語起的非常好，一個形象的比喻它是我們的高鐵車廂

載波是高鐵動車，音頻信號是人。

藍色為音頻信號，實際音頻非常雜亂的信號，這里用了一個標準的10hz正弦波表示。

黃色為載波，是100khz的正弦波信號。

載波實際上電臺的頻率，如果我們聽過收音機，播音員會講這里是調(diào)幅XXXkhz 中央人民廣播電臺，這里是調(diào)頻89Mhz 山東人民廣播電臺，這里舉例，頻率不一定對 。

中央人民廣播電臺的載波, 裝載中央臺主持人聲波的動車。

青島電臺的載波，裝載青島臺主持人聲波的動車。

實際上載波就對應著電臺說的這個頻率。

為了區(qū)分不同的電臺，當然每個電臺都用不同的載波（不同的動車）才行。

這樣中央人民廣播電臺假設它的頻率是540khz，那么這個電臺的載波就是540khz，再把播音員的聲音信號疊加到這個頻率上。

會變成以下的樣子：

紅色的就是載波疊加上藍色信號（聲音）的樣子，注意因為電路設計的原因?qū)嶋H上黃色和藍色信號應該看上面一個動圖，很規(guī)律的信號，現(xiàn)在變了是因為電路反射造成的。

現(xiàn)在我們把聲音信號和電臺的載波頻率疊加在一起（專業(yè)名詞是調(diào)幅），通過天線發(fā)射出去，就是無線電波的發(fā)送!

注意觀察紅色的動圖，大的波動是隨著聲音信號變化的，快的波動是按照載波變化的。

載波信號實際上是音頻+載波，正好載波外邊緣的變化就是我們的聲音信號。

更復雜的電臺框架圖是下面這個

為什么我們看電臺電路這么復雜？實際上是工程師研究電路碰到各種問題，不得已才把電路復雜化。

• 發(fā)射距離不夠怎么辦，需要增大功率
• 聲波與載波串入干擾怎么辦？
• 怎么把兩個波混疊在一起？
• 話筒輸入有雜音怎么辦？

這里我們不學習復雜的發(fā)射電路，主要是明白，電路基礎原理就是載波+聲波，通過特定的電路混合后發(fā)射到空中。

二、無線電波的接收

大家考慮下，如果你明白了無線電發(fā)射的原理，現(xiàn)在發(fā)射器有了，你來發(fā)明接收器的話，怎么辦？

人要喝水，剛好老天還是想讓你活，天上起了烏云，要下雨了，以前我們類比過，雨水就可以認為是無線電波，你怎么接到雨水活下來？

無論想各種辦法，第一步就是找到個容器，能夠盛水。

雨水落在容器中，是雜亂無章的，叮叮當當響個不停。假設這個雨水有規(guī)律的敲擊盆子。你就會得到規(guī)律的信號：

• 當當當停一秒，再當當當，再停一秒，這是一種信號，
• 當當停一秒，再當當，這是另一種信號。

這就是最先實現(xiàn)的電報接收機，摩爾電碼。

聲音也是規(guī)律的，你不會沒有間隔，沒有頓挫，沒有高低吧!

上面說的載波，更是非常規(guī)律的頻率信號。

我要找到一個容器，能夠監(jiān)控到這個規(guī)律信號，剩下的就好辦了。

最早的收音機，防止敵人挖地道破城，裝個罐子聽聲。

無線電波的接收容器是天線，它以某種方式接收無線電波（電場/磁場能量），但是你不用它，能量自然就消耗掉。

雨水敲擊盆（鼓）你會明顯察覺到盆（鼓）的振動，雨一旦停止，沒有后續(xù)能量補充，振動也就慢慢減緩到消失。

天線這個容器負責接收無線電波，但是我們還要想辦法把感受到的這個振動進行傳遞，最終傳遞到喇叭發(fā)聲。

無線電波是電磁波的一種特殊應用，所以它當然符合電磁場的基本原理。

電磁場有點像鎖鏈，想象下電臺、電視臺、基站往外發(fā)射鎖鏈的樣子：）

收心，繼續(xù)...

現(xiàn)在我們知道了，空中的無線電波是到處飛舞的鎖鏈，當磁場碰到天線，天線感受到的是磁場的能量，當電場碰到天線，天線感受到電場的能量。

電磁波往一個方向傳遞，電場運動產(chǎn)生了磁場，接著磁場運動又產(chǎn)生電場，一環(huán)套一環(huán)的傳遞。

我們大部分人只是把波想象成平面的東西，其實有更好的例子來說明電磁波的傳遞

電場、磁場很多時候表現(xiàn)的不是一根線、一個面，一個環(huán)，而是一個球、一個半球，我想用電場球、磁場球來表示。有些同學會說，一根線、一個面都難于理解了，形成球體不是更難于理解？

所謂波動，實際上就是被砸了個坑，這個坑被積壓，自然會擠的其他地方變高變低。氣球撞擊最能形象的表示電磁波的傳遞，一個紅色氣球是磁場，一個藍色氣球是電場，紅從上面砸向藍球，藍球當然會被壓扁，壓扁就會積壓空間，變低變寬，變寬后自然積壓其他磁場的空間，磁場球變高變窄，又砸向了另一個電場球，另一個球又變窄，空間球是一直存在的，它原本就在那里，只是其他空間球（場）積壓它，然后某種東西感受到這種擠壓，通過某種儀器測量了這種壓力（電壓表、壓力表），或通過某種設備把這種不斷的擠壓變形轉(zhuǎn)換為聲音釋放（喇叭）。

水是有形物質(zhì)，看得見，電場、磁場看不見，分不清是介質(zhì)傳遞還是本身存在，但是它就在那里，所以我們分析時就可以認為它存在，認為其有形。

所以在空中，就是有很多的電場球、磁場球相互積壓然后就可以向四周傳遞能量，傳遞壓力、傳遞震動。

三、天線

天線這個容器，就是可以感受到電場或磁場積壓、撞擊的器件！

參考（提前，這里幾篇文章非常好，大家可以移步學習）：

天線是如何接收到電磁波的？ - 知乎 https://www.zhihu.com/question/328054510天線是如何接收到電磁波的？ - 宮非的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/328054510/answer/723741386天線是如何接收到電磁波的？ - ba5rw的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/328054510/answer/836523462

單一的天線，只是被動接收到電磁場（電磁波）信號，感受到這種振動，但是這個振動頻率不同，不同頻率的各種電磁波混疊在一起，我只想要需要的頻率信號。這個時候就要用到LC振蕩器把不同頻率（振蕩周期不同）的信號分開提取出來。

頻率就是每秒變化的次數(shù)，雨水一秒敲打鼓十次，那么就是10hz，電磁波一秒敲打天線1000次，就是1khz頻率的電磁信號。

實驗中發(fā)現(xiàn)，電容和電感這個器件的組合，能夠接收到空中的無線電波（電磁場）。并且有些頻率的電磁波能夠接收很多，有些就接收很少，有點像篩子，小顆粒能透過去，大顆粒過不去。

L 是電感（當然也可以叫“磁感”）C是電容器。

LC這兩個器件組合，當某種頻率的電磁波撞上這個電路后，會形成某種平衡的狀態(tài)，就是電感把磁能放出來，轉(zhuǎn)換成電能給電容充電，電容充飽后，把電能釋放給電感充磁能。電感磁能飽了再釋放出來。如果假設電容、電感、線路能夠把這個能量完全相互轉(zhuǎn)換，那么這種變化就永遠停不下來，但是電感、電容、線路都會有電抗（容抗、感抗、阻抗的統(tǒng)稱）會阻礙和消耗量，過一會如果沒有這個頻率的信號再進來，就會逐漸消耗掉。這個特定的頻率是能夠被LC電路完全接收，并來回傳遞（振蕩起來、專業(yè)名詞叫做諧振或者共振），其他頻率的就消耗掉或者相互傳遞的能量很少。

我們這個時候?qū)嶋H上想想我可以設置個門檻電路，讓能量到達一定程度的信號才能過去，

這樣我們就抓出了一個特定頻率的信號來。

門檻電路實際上就是利用了三極管是電流驅(qū)動型的器件，當電流不夠（能量不夠）是無法放大接收到的信號的。

到底LC電路能諧振的頻率是多少？

有個公式

L是電感量，單位是H，C是電容，單位是F。

如果電臺載波頻率等于諧振頻率，這個LC電路就能產(chǎn)生振蕩，并且能夠最大化的吸取這個頻率的電磁波能量，然后把它傳遞到后面的電路，我們就接收到了電臺，一般收音機L不變，調(diào)整電容（可變電容器）可變電容器就是收音機的選臺旋鈕。

B1 是天線 C1A C1B 是可變電容器 C1a C1b 是并聯(lián)在可變電容器上的兩個可調(diào)的電容器，用來微調(diào)電臺信號范圍（補償電容）。

電路圖的樣子可能變化，但是核心就是LC 電感和電容組成的振蕩電路（諧振電路）來選臺。

到這一步，我們就能夠知道，通過天線接收到被反復積壓的電磁波信號，通過LC選出電臺來，通過三極管放大選出的電臺信號，往后繼續(xù)放大再放大（中間還有個去掉載波的過程，叫做檢波 這里不講）到最后驅(qū)動喇叭發(fā)聲。

第十一節(jié) 為什么電池電壓一樣 有些用不久（電壓與電量的關系）

一個電池中你可以想象成有很多個管道組成的設備，太陽能就很形象。

這個太陽能假設為一個12V電池，

只要有一根管是滿水，那么就可以到10~11V，

全部滿水可以到13~15V。

把一半水放掉，還有12V左右。

所以你量一個電池，雖然看起來電壓還夠，但是電量不足，就是可放的水少了。

電壓是點電位，也就是測量一個點的電壓，其他管路電量不足，不代表單一管路的電壓低。

電壓的公式是U=I×R，電量的公式是Q=I×t，電壓與電量的關系為：Q=U/R×t。

I 是電流，流過管路的電流（水流）和時間算出來電量。我們很多時候錯誤的觀念是看水管、電線就是一根線、一根管，實際只要是把電線想成電纜（大管里裝著多根管的管路）。

一個設備、單一總管道，實際上都是多路管道并聯(lián)組成的。你才好理解電量（電的容量）。

實際上存電的電子器件都是這樣的原理，

可以想象成很多可以存電的毛細管路（并接在一起）的設備。

電容、電池..

第十二節(jié) 為什么電子知識難于理解？或許本節(jié)能為你解惑

一、維度

知乎上經(jīng)常討論維度，零維、一維、二維、三維、四維...

我們的教科書和書籍資料、網(wǎng)絡文章中經(jīng)常出現(xiàn)各種電子電路的波形、頻率、信號變換等等圖形。

這兩者有什么聯(lián)系？

先簡單說下維度，一般的說法：零維是一個點，一維是一根線，二維是一個面，三維是一個體。

四維兩種說法，一種是在三維上再增加一個未知維度變成四維。 另一種說法是三維上加上時間作為一個維度。

很多人對四維是完全理解不了的，那個未知維度是個什么鬼？時間加三維這種四維概念又是什么？

見證奇跡的時刻到了，作者為大家拋出一個問題，大家明白了，就知道為什么電子知識難學難懂了！說不準，順路把多維的概念也多少能夠悟通一點。

首先來看個圖：

那么問題來了，請問上面這個圖形是幾維圖形？

二維？

三維？

錯！錯！錯！

我們初中物理就開始學的交流電、正弦波是四維圖形！

這就是為什么難！！！

因為現(xiàn)在大部分教程，在用二維計算的方式理解四維波形！

一開始我們就是站在了上帝的視角看這個交流波形的，橫軸是時間，劃重點！在時間上跑的不是一根線、一個點，而是流體！

下面論證下為什么是四維波形：

1、電流的概念（百度百科）

電流的強弱用電流強度來描述，電流強度是單位時間內(nèi)通過導體某一橫截面的電荷量，簡稱電流，用I表示。 電流強度是標量，習慣上常將正電荷的運動方向規(guī)定為電流的方向。 在導體中，電流的方向總是沿著電場方向從高電勢處指向低電勢處。 在國際單位制中，電流強度的單位是安培（A），它是SI制中的七個基本單位之一。

橫截面是什么？面，二維！

2、周期

周期是一個漢語詞匯，讀音為zhōu qī，出自《敬齋古今黈》。若一組事件或現(xiàn)象按同樣的順序重復出現(xiàn)，則把完成這一組事件或現(xiàn)象的時間或空間間隔，稱為周期。

一個周期累積的電流是多少？

舉個簡單例子，一個10米水管中有一段水柱，加上一個周期就是10米的水柱，最前面的水流和最后面的水流實際上不是一個時間出現(xiàn)的，出現(xiàn)最早的水到了最前面，100米的水那么就是10個周期了。

一段水柱是什么？體，一個一個面累積成了體積。 電類似。

3、那么上圖橫軸是時間，周期變換的正弦變化的交流電，我們研究的是什么？

三維的體加上一維的時間就是第二種四維概念，我們站在上帝的視角看到了電/水的存在與消失，生生死死！

二、視頻理解

書上的正弦交流電：

但是，實際它是下面這樣子的：