本帖最后由 机器人助理 于 2021-7-21 14:19 编辑
2.1基本概念2.1.1电压、电流、接地在我们日常生活中，使用的电器都是需要供电的，根据供电电源不同，可分为直流电和交流电供电。直流电路中电流的方向是固定不变的。而相对应的交流电路中电流的方向和电压的极性发生周期性的变化，日常照明及家用电器使用的均为交流电。 AC是交流电源的英语缩写，DC是直流电源的英语缩写。 交流电是指电流方向随时间作周期性变化的电流。直流电是大小和方向都不变的电流。例如我们常用的手机充电器、笔记本、平板电脑的电源适配器都是这种电源。手机、笔记本电脑等电子产品丰富了我们的生活，当电子产品工作时，需要通过电池或者电源适配器供电，通过电源适配器将交流电转换为直流电。 电流 通俗地讲，电荷在导体中流动的现象，称为电流。与电流类似，水的流动称为水 流。电流表示电荷流动的强度大小，电流的单位是 A (AmPere，安培)电子产品 消耗的电流越大，代表越耗电。电视机的工作电流为1〜3 A;笔记本电脑的电流2〜4 A。像智能手机耗电较低，其电流通常采用毫安表示。智能手机的工作电流大概为200mA。 1A=1000ma Arduino UNO每个引脚最大可以输出40 mA的电流。UNO主控板总的输出电流为200 mA。 电压 在没有外力的作用下，水流的方向总是向低处流动，这是因为有水位差的存在。 水位流动示意图
同样，与水流类似，电荷的流动也是因为有电位差的存在，两点间的电位差又称为电势差，简称电压。电压表示推动电流能力的大小，电压的单位是 V(Volt，伏特）。相同电路条件下，电压越高，推动电荷运动的能力越大，电路中的电流也越大；反之，电压越低，推动电荷运动的能力越弱，电路中的电流就越小。 Arduino UNO主控板的工作电压是5 V，此外主板还提供3.3V的电压输出。 接地 电压表示的是两点间的电位差，在电路中，一点的电压是指这一点与参考点之间的电压的差值。通常把高电位称为正极，参考点一般位于低电位称为负极或 接地（Ground,简称GND)。电路图中，电源的接地通常用符号表示。当参考点不是电路中的最低电位时，会出现负电压。下面以普通的干电池来说明和地的关系。普通干电池的电压是1.5 V，采用2节干电池串联在一起，各点的电压如图所示。 电压示意图 在后续的学习中，电路图中电源地的符号往往不止一个，实际组装时，所有接地都要连接在一起，称为共地。这样电路中的所有电压才能有一个相同的基准参考点。 2.1.2电阻和电阻器电阻 导体通过电流时，会阻碍电流通过，不同导体阻碍电流通过的能力不同， 电阻是指导体阻碍电流通过的能力大小。类似于水流流经水管时，水管内壁光滑程度不同，水流的流量也会不同。电阻的阻值单位是Ω(欧姆）。 电阻器 具有不同电阻值的元器件。在电路中，电阻器可以降低和分散电子元器件所承受的电压，避免元器件损坏。电阻器通常简称为电阻。电阻没有极性，在电路图中，电阻的符号为：。 电阻有很多不同的材质和外形，本书采用的电阻器是普通的轴心引线金属膜电阻。由于金属膜电阻器体积都很小，为了清晰标注电阻的阻值，一般通过色环来表示，每一种颜色对应一个数字。电阻有四条色环和五条色环两种表示方法。 常用的四条色环标记：第一条和第二条为阻值的有效数字，第三条代表乘数因子（10的指数），第四条表示公差，颜色为金色或银色（如果无第四条色环，公差就是20%）。 五条色环常用于精密电阻，前三条色环表示有效数字，第四条色环是乘数因子，而第五条和第四条色环之间的间隙比其他间隙宽，用以指示第五条色环是公差色环。 电阻值计算举例 四色环和五色环的区别
2.1.3欧姆定律在纯电阻电路中，电压（U）、电流（I）和电阻（R）的关系，可以用欧姆定律来表示：电流与电压成正比，与电阻成反比， U=R*I I=U/R R=U/I
2.1.4短路电源与地之间不通过任何元器件，仅通过导线连接在一起，会造成电路短路。在短路发生时，因为电路中没有其他元器件，电阻阻值很低，根据欧姆定率，电路中的短时电流将会很大。电源和导线将电能量转换成光和热，转化非常剧烈，常常会发生火花，严重时会发生爆炸。 造成短路的原因很多，在加电之前，使用万用表检查，或者采用试触法，确保电路中电源与地之间没有短路。 2.1.5电路搭设注意事项学习搭设电路，应注意如下事项： 1. 在进行电路连接操作前，应尽可能消除身体所带的静电，拿取电子元器件时，手避免直接和引脚接触。 2. 不得带电插拔元器件，须先关闭电源，然后进行元器件的插拔操作。 3. 电路通电前，先检査，避免短路，避免元器件正负极接反而造成电路损坏。 2.1.6元器件技术参数在搭设电路中，会使用到各种元器件，在使用元器件前，需要了解该元器件的基本技术参数，元器件的详细参数可查看该元器件的数据手册（Datasheet)。一般来说，必须了解其基本的工作参数，如工作电压、工作电流、数据通信方式。 UNO主控板提供5V和3.3V的工作电压。单个引脚最大输出电流为40 mA，所有引脚的总输出电流为200mA。如果超出该范围，则可能会损坏UNO主控板。有的元器件的工作电压是3.3 V，如果提供5V电压，可能会损坏元器件。当元器件需要5V和3.3V以外的工作电压时，可通过专用电路来提供合适的工作电压。 2.1.7元器件电源引脚标识在搭设电路的过程中，确保元器件的电源接线正确非常重要，如果接反，那么轻则烧毁元器件，重则导致短路，引发危险。 元器件常见的电源和地的标识符如下。 电源：+、V、5V、VCC、VDD。 地：一、G、GND、VEE、VSS。
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发表于 2021-7-21 10:22:32
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