作者：胡斌
出版社：人民邮电出版社
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电子线路基础轻松入门试读：
前言
本书的目标
笔者凭借多年的教学、科研和写作经验，精心组织编写了本书及其《轻松入门系列丛书》，希望引领读者轻松迈入电子技术领域。本书将帮助零起点的读者从基础概念、电子元器件知识以及元器件典型实用电路起步，轻松而快速地系统掌握以下7个方面的实用基础知识。
本书的内容
本书详细讲解了五大类电子元器件的数十种经典应用电路，力求做到细节突破，分析透彻。
本书的特色
为使初学者容易理解书中内容，本书在介绍知识点时尽量做到讲解详尽，使之细节丰富，易于上手。
网络交流平台
笔者跟电子技术类网站“与非网”结成战略合伙伴，建立了全国第一家以电子技术基础知识为特色的大型空中课堂平台—“古木电子社区”（http://gumu.eefocus.com/），社区内设有读者交流、实习场等专栏，其中“我的500”为创新型成才平台，欢迎有志人士加盟新型的成才通道。
希望广大读者朋友在这一网络交流平台中轻松学习，相互交流，共同进步！
在本书的编写过程中，胡维保、陆孟君、陈政社、胡松、彭清平、陆明、王晓红、李萌、王伟、陈月香、陈晓社、金玉华、蔡月红等参与了编写工作。江苏大学胡斌第1章从常见电路初步认识电子电路1.1从简单实用电路认知电子技术1.1.1 认识音乐门铃电路
人们对家里用的门铃很熟悉，它的电路如图1-1所示。初学者一般都用过门铃，但不一定见过门铃电路，如果门铃不响了能修理吗？
1．学习电路分析首先应该认识电子元器件
学习电路分析首先应该认识电子元器件，而认识电子元器件则应从认识电子元器件的外形特征开始。表1-1所示是音乐门铃电路中使用的四个电子元器件外形示意图。▼表1-1 音乐门铃电路中四个电子元器件外形示意图
2．电路工作过程说明
当按钮开关没有接通时，电池不能接到门铃电路中，所以这时扬声器不响。当按下按钮开关后，电池接入门铃电路，电路开始工作，扬声器发出音乐声。
这样的电路分析显然是很简单的，还没有做到真正掌握该电路的工作原理，因为还有许多电路工作的深层次原理不明白，这需要读者在对本书的不断学习中进一步提高。
3．试着进行电路故障检修
如果家里的音乐门铃不响了，应该如何进行检修呢？这是电子电路的修理技术，包括电路故障的分析、判断、检查和处理。表1-2所示是音乐门铃无响声故障检修说明。▼表1-2 音乐门铃无响声故障检修说明1.1.2 认识手电筒电路
图1-2所示是另一种简单的电路，即常见的手电筒电路。通过这一电路的介绍，初学者能够掌握许多有关电路的基本知识。
众所周知，手电筒用来在黑暗中照明，即点亮手电筒中的小电珠来照明。在光线充足时，不需要小电珠点亮，此时应该关掉手电筒。显然，手电筒电路实际上是一个控制小电珠亮和熄的电路，控制小电珠亮和熄是这一电路的功能。
1．了解电路的功能
任何一个电路都有其特定的作用和功能，否则电路的存在就失去了实际意义，像手电筒电路，就是控制手电筒内部的小电珠在需要的时候发光。
了解电路的作用、功能对分析这一电路的工作原理意义重大，可以做到抓住电路分析的重点，有的放矢地进行电路工作情况分析。所以，在进行电路分析之前，如果能搞清楚这一电路的作用、功能，对电路分析是相当有益的。
2．最简单电路的组成
一个最简单的电路至少由四个元件组成：电源、负载、控制元件和导线。在图1-2所示电路中，电源是电池，负载是小电珠，控制元件是开关，导线是连接小电珠、电池和开关的电线。
显然，一个实用的电路中必须有一个控制元件，即电路中的开关，没有这一开关的控制作用，小电珠要么一直亮着，要么一直熄灭，没有使用方便的控制功能。
3．电路分析
众所周知，图1-2所示电路的功能是控制小电珠的工作状态，所以电路的分析就是围绕电路中的开关进行的。
当开关接通后，电路就接通了，小电珠发光。这是因为此时电路中存在着电流的流动，又称为电流在电路中的传输。
当开关处于断开状态时，由于小电珠所在的电路断开了，这时电流不能流过小电珠，所以小电珠不亮。
对于图1-2所示电路工作原理的分析，其实质就是对开关在开和关两种状态下小电珠的状态分析。换言之，如果能够看懂小电珠在开关通与断状态下的亮与熄，就说明读者已经能够看懂这一电路的工作原理，具备了分析这一电路工作原理的能力，该电路分析就如此简单。
众多的初学者面对电路图无从下手，不知道如何分析电路才是正确的方法。通过对图1-2所示电路工作原理的分析，初学者可以了解电路分析的目的和具体分析的方法、过程，并学会自己分析电路。
4．掌握元器件特性
电路分析中，掌握元器件的特性是一个必要条件。只有充分掌握了元器件的特性，电路分析才能比较顺利，否则将十分困难。
对于小电珠而言，当电流流过小电珠时，小电珠会发亮，这是由小电珠本身的特性所决定的。如果不知道小电珠的这一特性，那么如图1-2所示电路的分析就显得非常困难，就有可能出现这样的分析结果：当开关接通时，小电珠会发热。显然，这是由于不了解小电珠的特性所造成的。所以，在进行电路分析的过程中，掌握、了解电路中电子元器件的特性显得十分必要。
例如在分析电熨斗的控制电路时，就应该知道电熨斗在通电后会发热。在分析电话机中的扬声器电路时，就应该知道扬声器在通入电信号后会发出声音。搞错或不清楚电子元器件的特性，电路分析就会出错，或者根本无从下手。
分析结论 每个电子元器件都有其自身的特性，了解和掌握这些电子元器件的特性是分析电路工作原理的基础，是进行电路分析的必备知识。对于初学者而言，电路分析中的困难，绝大多数情况是对电子元器件的特性不了解，或了解不全面造成的。1.1.3 认识电动玩具电源控制电路
图1-3所示是最简单的电动玩具控制电路。电路由电池、导线、控制开关和电动玩具中的电动机组成。这一电路与图1-2所示电路的不同之处是，开关控制对象由小电珠换成了玩具中的电动机。图1-3 电动玩具控制电路
1．电路分析
在能够看懂手电筒电路工作原理之后，只要知道电动玩具中的电动机在通电后会转动，分析如图1-3所示电路的工作原理就显得比较简单。
当开关接通时，电池产生的电流流过电动机，电动机开始转动。
当开关断开时，开关切断了流过电动机的电流回路，电动机中没有电流流过，所以电动机停止转动。
电动机具有这样的特性：通电时能够转动，断电时停止转动。
2．诸多基本概念说明
表1-3所示是诸多基本概念说明。初学者看不懂书，许多情况下是由于对书中的一些名词概念不明白，影响了阅读过程中的理解造成的。▼表1-3 诸多基本概念说明续表1.1.4 认识家用白炽灯照明电路
图1-4所示是家用白炽灯照明电路。电度表（又称电能表）输出的是220V（220伏）交流市电，在这一电路中，可以把它看成是电源，拉线开关是一个控制元件，灯泡是电路中的负载。图1-4 家用白炽灯照明电路
1．电路分析
电度表输出端引出两条线，一条称为相线（火线），另一条称为零线。人在没有防护措施的情况下直接接触相线时，将有生命危险，这是因为相线对于零线（或人）而言，有高达220V的电压。这种能够造成人的生命危险的电路，称为强电电路，或电气电路。
电气电路与电子电路的概念不同。电气电路的工作电压都很高，例如220V，且多为交流电压；而电子电路中电子元器件的工作电压都比较低（一般在36V的安全电压之下），且都为直流工作电压。
电路中，当拉线开关接通后，从电度表相线流出的电流通过拉线开关，再流过灯泡，从零线进入电度表，电流形成了回路，这时灯泡亮。当拉线开关断开后，电流就不能流过灯泡，灯泡熄灭。
从电路中可以看出，拉线开关设置在相线回路中，从电度表出来的相线先到拉线开关，再到灯泡。这是一种安全的设计，当拉线开关断开后，灯泡即与相线断开，人接触灯泡时（如换灯泡）就没有触电的危险。当然，接触拉线开关的进线时仍然有接触到相线而触电的危险。
如果将拉线开关装在零线上，会是很不安全的，因为在开关断开时，如果换灯泡时不小心接触到零线，便是接触到了相线，有触电的危险。
电路中，拉线开关实际上控制了电度表输出的电流能否加到灯泡上，电度表在这个电路中就是电源，所以称拉线开关为电源开关。前面介绍的手电筒电路中的开关和电动玩具电路中的开关也是电源开关。
电路中，将专门用来控制电源的开关称为电源开关。由于电子设备、家用电器都需要进行电源的开与关控制，所以它们的电路中都有电源开关。当然，电路中的开关并非全是电源开关，也有其他控制功能的开关。
2．电位和电压概念的比较
表1-4所示是电位与电压概念的比较。▼表1-4 电位与电压概念比较
1.1.5 认识电热水器控制电路
图1-5所示是电热水器电路。电路中电热水器的电热丝共有两组，一组是500W（瓦）电热丝，另一组是1000W电热丝。转换开关共有三挡：一是“关”的位置，二是500W位置（“慢挡”），三是1000W位置（“快挡”）。图1-5 电热水器电路
1．电路分析
分析这一电路工作原理的关键是转换开关，需要分析当它处于不同位置时，电热水器电路的工作过程和状态。表1-5所示是开关处于不同位置时的工作原理说明。▼表1-5 开关处于不同位置时的工作原理说明
在这一电热水器电路中，由于采用不同功率的电热丝，所以电热水器有不同的加热速度。1000W电热丝因为功率大，电流大，所以加热快；500W电热丝因为功率小，电流小，所以加热相对慢些。
在这一电路中，电度表输出的电压是相同的，但不同功率的电热12水器在工作时所通过的电流是不同的，即电路中的电流I、I大小是不同的。
2．电流的概念
电子电路分析中时常会用到电流的概念，表1-6所示是电流概念解释。▼表1-6 电流概念解释
3．电路四种状态说明
电路共有四种状态，如表1-7所示。▼表1-7 电路的四种状态说明续表1.2认识串、并联电路和欧姆定律1.2.1 认识小电珠串联电路
图1-6所示是由两只小电珠构成的串联电路。电路中的两只小电珠是同一型号的，它们头尾相连，这样的电路连接方式称为串联电路。电池也有两节，都是1.5V，一节电池的正极连接着另一节电池的负极，这种连接方式也叫串联。图1-6 串联电路
1．电路分析
在这一电路中，开关同时控制两只小电珠的工作状态，两只小电珠同时发光，同时熄灭，这是两只小电珠串联电路的特点。
对于串联电路而言，可以进行更多的小电珠串联，例如可以串联四只小电珠，甚至将更多的小电珠进行串联。无论有几只小电珠串联，流过各小电珠的电流都是相等的。
2．产生电流的两个充分必要条件
要使电路中存在电流的流动，必须同时满足以下两个条件。
当上述两个产生电流的条件中有一个不能满足时，电路中就没有电流流动。下列两种情况电路中都没有电流的流动，这两种情况是检修中进行电路分析时的常见故障现象。（1）电路中只要有一处断开，电路就不能形成回路，虽然电路中有电源，但电路中仍然没有电流，因为这时不能同时满足产生电流的两个条件。（2）电路虽然成回路，但回路中没有电源，也不可能有电流。
3．电阻的概念
电阻是一个物理量，其相关概念如下。
对导体而言，电阻的存在使电流在流动中遇到了阻力，具体表现就是电阻将消耗电能。显然，从这个意义上讲电阻所起的作用是消极的，需要大力克服。但是，在电子电路中利用电阻的这一特性，可以起到许多特定的电路作用，所以电阻在电子电路中有着极其广泛的用途。电阻器是电子电路中使用量最大的一种元件。
4．电功和电功率的概念
电功率在电学中简称功率，如平常说的这个用电器是多少瓦，这只灯泡是25W，就是指用电器的电功率大小。功率大的灯泡亮，单位时间内消耗的电能比功率小的灯泡多，也就是在相同的时间内，功率大的电器所消耗的电能比功率小的多。1.2.2 认识灯泡并联电路
图1-7所示是灯泡并联电路，电路中是两只灯泡并联，也可以用更多的灯泡进行并联连接。电路中的两只灯泡头与头相连接，尾与尾相连接，这样的连接电路称为并联电路。图1-7 灯泡并联电路
1．电路分析
当两只灯泡型号相同时，即它们的功率大小相等时，流过两只灯泡的电流相等，所以发光的亮度就相同。如果它们的功率不相等，功率大的灯泡流过的电流会更大，灯泡会更亮些。
2．节点电流定律
并联电路有一个重要特性，即并联电路中的总电流等于各支路电流之和；串联电路也有一个十分重要的特性，即串联电路中的电流处处相等。了解并联电路和串联电路的这些特性，对分析并联电路和串联电路的工作原理有着重要的指导意义。
并联电路中的总电流等于各支路电流之和以及串联电路中的电流处处相等可以用节点电流定律来说明。定律具体内容为流入一个节点A（线路中的某一点）的电流等于流出该节点的电流（电路中的某一节点不能储存电能）。
表1-8用节点电流定律说明了串联电路和并联电路电流的特性。▼表1-8 用节点电流定律说明串联电路和并联电路电流特性
在串联电路中，由于电路中没有支路，所以电流只有一条通路，这样流过各个负载和电源的电流一样大小，这一点对检查串联电路故障是十分重要的。例如，在测得电路中没有电流时，说明电路存在开路故障（线路断开了或电阻、电源的引脚断了），电路中的任一点出现开路故障，均会造成电路中没有电流，因为开路后电路不成回路了，破坏了产生电流的一个条件。
在并联电路中，如果有一个支路出现了开路，那么这个支路中就没有电流，但其他支路中仍然有电流，所以总电路中仍然是有电流流动的，但总电流将减小。
3．直流电源说明
前面介绍了两种形式的电源：一是电池的直流电，二是家用电度表输出的市电，前者是直流电源，后者称为交流电源。
在电子电路中，用得最多的是直流电源，直流电源除常见的电池外，还可以通过交流电源来获得，即通过所谓的电源电路将交流电转换成直流电。
图1-8中，规定U轴O以上电压的方向为正，O以下电压的方向为0负，所以图中所示的电压U是正电压，也有负的直流电压。
直流电源的两根引脚有正、负极性之分，就像电池有正极和负极一样，使用中这两个电极是不能接反的。
4．交流电源说明
表1-9所示是交流电有关知识点详细说明。▼表1-9 交流电有关知识点详细说明1.2.3 部分电路欧姆定律
欧姆定律阐释了电阻R、电压U和电流I三者之间的关系，是电子电路中十分常用的一个定律，它对分析和理解电路的工作原理有着十分重要的作用。
1．部分电路欧姆定律公式
电阻阻值R、电压U和电流I三者之间的关系可以用部分电路欧姆定律说明，公式如下：R=U/I或I=U/R，U=IR
从上述公式中可以看出，电阻R两端的电压U等于流过电阻的电流I乘以电阻阻值R，流过电阻R的电流I等于电阻两端的电压U除以电阻阻值R。
从部分电路欧姆定律公式，可以得出如下三点结论。
2．几点说明
欧姆定律是电路中的基本定律之一。关于欧姆定律还要说明以下四点。（1）在U、I、R三个量中，已知其中两个量时，可以用欧姆定律公式求出第三个量。（2）电阻两端的电压称为电压降，简称压降。电阻两端电压的方向是从高电位指向低电位的，即流过该电阻的电流方向。如图1-10所示电路中，电阻R两端的电压是上正下负，与电流I的方向一致。（3）这是线性电路中的欧姆定律，所谓线性电路，就是电路中的电阻R是一个线性电阻。电阻R有线性电阻和非线性电阻之分，电
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