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硬件设计篇|电路基础知识

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虽然电学基础知识在初中物理课时大家都学过,但是这里的读者一般都是毕业了很久,很多都忘记了,这里我们还是有必要再复习巩固一下,同时在里面穿插一些初中时没有了解到的一些知识,基础知识就像电子领域的奠基石,非常重要,大家一定要彻彻底底的搞清楚。
1.电压(Voltage)
大家都知道,水在管中所以能流动,是因为有着高水位和低水位之间的差别而产生的一种压力,水才能从高处流向低处。城市中使用的自来水,所以能够一打开水门,就能从管中流出来,也是因为自来水的贮水塔比地面高,或者是由于用水泵推动水产生压力差的缘故。
电也是如此,电流所以能够在导线中流动,也是因为在电流中有着高电位和低电位之间的差别。这种差别叫电位差,也叫电压。换句话说,在电路中,任意两点之间的电位差称为这两点的电压。这里一定要注意,电压描述的是两个位置之间的差,就像一根绳子的长度,也是两个位置之间的差,是一样的概念。
电压用符号”U”表示。
电压量的大小国际单位是伏特(V)。
1伏特等于对每1库仑(用C表示,1C约相当于6.25×1018个电子所带的的电荷数)的电荷做了1焦耳的功。
高电压可以用千伏(kV)表示,低电压可以用毫伏(mV)表示。
1.1电压的作用
电压存在的意义就是为了在导体中产生电流,如果两个位置之间没有电压差,那么常规状态下一定不会有电流经过,有一种特殊的情况下会出现电压差为0,却有电流流过,那就是超导体,当然超导体目前只存在实验室。
1.2端电压
指电路中两个位置点之间压差
例如:灯泡的端电压就是指灯泡的两根线之间的电压差。
1.3点电压
指电路中某个点的电压,这个电压是该点与电路中“地线”之间的压差,这个“地线”是指电路中所有电压的参考0点,也是公共点,这个“地线”也称为“接地”,注意:这里的“接地”并不是地球的土地,也不是电位最低处,只是人们便于理解,自行定义的公共点,我们把这个公共点看作电位为0。在电路图中一般用一些符号来表示“接地”,接地符号有多种形式,下图是常见的几种符号:

第1、2种:比较常见,一般指电源参考接地
第3种:比较常见,一般指信号参考接地
第4种:比较少见,真正的接地,埋入地球土壤里面的导体引出来的导线,真正的0电位。
这里需要提醒初学者的是,如果在电路图中不同位置见到有多个相同的符号或者名称,那么就表示它们都是连接在一起的,只是为了画图简便,阅图清晰明了,所以没有连起来。还有就是电路图设计人员往往接地符号没有强制统一标准,所以可能实际接法或者符号形式略有不同。
同样的,电路中也存在用符号代替电源导线,如下图所示:

以上几种电源符号,也由于没有强制性规定,所以几种符号在图纸中都会出现,不存在特殊含义。
在绘制电路图时,元器件的符号曾经因国家而异,但今日大多已国际标准化。目前的国际标准是IEC60617。
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