CHAPTER 01 / FIELD GUIDE

电路基础:让电流走一圈

电压、电流、电阻、地与测量。

建议用时 45–60 分钟先预测,再实验,再解释

先恢复三个直觉

电压是两点之间的电势差,所以说“这个点 3.3 V”默认相对 GND。电流是电荷流动的速率,必须有闭合路径。电阻限制同样电压下的电流。GND 是电路参考点和回流路径,不必然等于建筑物的保护地。

对电阻,有 I = V / R。LED 不是普通电阻:正向导通后压降随电流变化,所以使用串联电阻限制电流。

第一个无代码实验

红色 LED 假设正向压降约 2.0 V,电阻承受约 1.3 V,电流约 1.3 / 330 = 3.9 mA。实际压降以元件与测量为准。LED 长脚通常是阳极,短脚和外壳平边通常指示阴极;剪过脚的元件不要仅靠脚长判断。

动手算:换电阻会发生什么?

模型固定电源 3.3 V、LED 压降 2.0 V。仅用于理解趋势,不是 LED 的精确模型。

  1. 断开 USB,按上面的路径接线。LED 两脚不能落在面包板同一个导通组。
  2. 确认电源正负没有短接,再插 USB,观察 LED。
  3. 万用表黑笔插 COM、红笔插 VΩ,选直流电压档;黑笔接 GND,红笔测 3V3。
  4. 测电阻两端电压,再用 I = V/R 推算电流。
  5. 断电后把电阻改为 1 kΩ,再比较亮度。不要带电换线。
现象先检查
完全不亮电源电压、LED 极性、面包板孔位、电阻值
异常发热立即断电;检查短路和遗漏电阻
万用表电压为负表笔参考方向可能相反,不代表电源坏了
停下来想一想

串联电阻放在 LED 前面或后面,限流效果有什么区别?

查看推导与答案

在同一个串联回路中电流相同,两种位置都能限流。关键是没有另一条路径绕过电阻。

本章验收

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