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电子电路设计新手指南

文章来源:亚洲城人气:发表时间:2019-01-12 16:10

  从电子技术基础知识入手,我们先看一个最简单的通过开关控制灯泡亮灭的电路。当然,谁都不会满足于用功能如此强大的电脑,仅仅做这么简单的一个控制系统但是别着急,我们一点点来。当前的任务只是回顾所需的基本知识,先学会了走,才能跑的更快。

  我们先回顾下基本电学知识以及其工作原理。我将电路最简单化,以便在此基础上设计出我们自己的电路。

  众所周知,诸如照明、电视供电等所需的能源都需要电器中有电流流过,供电公司通过用电情况来收费。但是如果想弄清楚电子技术,首先需要知道什么是电流。事实上,电流由亚原子粒子(电子)在电路中的运动及其与各种电路元件的相互作用而产生。电子总是流经一个完整的回路,最终回到起点(即电池),尽管有时流回不同的接线端,但其实最终还是电池。听起来有些复杂,但是从设计电子电路角度来讲(而非设计电子元器件) 并不需要对此做深入研究,尽管如此,以后我还是会提到电流这个概念。 说了这些还是为了接下来如何让电子听命于我们。

  不同物质中电子(即电流)的移动速率是不同的。通常我们同铜丝制成的导线连接电源和用电器,因为电子在铜中能够快速移动。为了防止触电,铜丝已被塑料外皮包好制成了导线,这样电子就无法通过接触导线与人体相连。

  易于传导电子的物质叫做导体,不善于传导电子的物质称为绝缘体。这种属性使控制电子的流向以及设备的通断成为可能。当然绝缘体的绝缘效果也受物质种类以及其厚度影响,因此当涉及到电流、尤其是干路电流时,出于安全考虑,一定要选取适当的绝缘体。

  注意这里我特别强调了自来水和雨水,而不是纯水。纯净的蒸馏水属于绝缘体,而大多数情况下的水中都掺有杂质,因而水才会导电。千万别将工作中的带电设备置于水边或淋在雨中,除非设备特别为在这种环境下工作而设计(参见电器安全部分。此部分待续,敬请关注)。

  还有一种材料叫做半导体,其导电特性因条件而异,我们之后涉及到有效元件时会再做讨论。

  无论任何电路都需要构成闭合回路才能正常工作,也就是说需要用导体将电池的一极与电路中元器件相连,最后再回到电池的另一极构成闭合回路。由于空气不导电,因此电路中任何一个位置出现断路,无论如何操作,电路都不会有任何反应。

  当开关处于断开状态时,电路断路因此灯泡不亮。开关闭合后,开关两端的电子相互接触,于是电路连通。

  下面这个叫做电路图或者原理图。我用标准画法给大家解释,这样更清晰明了。 每一个电子元器件都用特定的符号表示。电子参考小节对许多元器件的电路符号做了说明。电路左边的代表电池,上边是一个开关,右侧一个圆圈中间打个×代表灯泡 (或指示灯)。

  电路建立后通常用一个元器件输出图,来表示电子元器件在电路板上的连接情况,这样下次再用到这个电路时就无需重新设计了。但无论怎样,还得借助于原理图才能更好的理解工作原理。

  但同一元器件的符号因人的喜好和地区使用习惯并不完全一致,这或多或少有碍于电路图的统一性。例如IEC电路符号中,电阻用矩形表示,但在美国,人们习惯画成波浪线。但通常差异并不明显,即便有几个你不熟悉的符号,仍然不影响你辨别它们;否则可能就需要你查表记住了。

  开关不是电路图的一部分,却能够影响控制电路。电路图通常是不变的,开关符号通常置于断开位置,灯的颜色也不会有所变化。

  电路作用原理图需要用编程处理语言表示,因此需要个较新版本的 Java plug-in查看如何表示。如果下载失败,可以尝试找到Active Content,取消选定即可。

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