第一阶段：电路基础知识

>d  **目标**：掌握基础物理量、电路分析基本方法，熟悉常见元件。
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### **1. 基本物理量与电路基本定律（3-5天）**
**1.1 电压、电流、电阻**  
   - **核心定义**  
     - **电压（V）**：电势差，类比“水压”；单位：伏特（V）。  
     - **电流（I）**：电荷流动速率，类比“水流”；单位：安培（A）。  
     - **电阻（R）**：阻碍电流的能力；单位：欧姆（Ω）。  
   - **关系与测量**  
     - 电池提供电压，导线传导电流，电阻限流。  
     - 万用表使用：测电压（并联）、测电流（串联）、测电阻（断电测量）。

**1.2 欧姆定律**  
   - **公式与变形**：\( V = I \times R \) → \( I = V/R \), \( R = V/I \)。  
   - **经典示例**：  
     - 一个5V电池连接10Ω电阻，电流多大？（答案：0.5A）  
     - 若电路中电流2A，电阻3Ω，求电压？（答案：6V）

**1.3 功率与能量**  
   - **功率公式**：\( P = V \times I = I^2 R = V^2 / R \) （单位：瓦特W）。  
   - **常见问题**：  
     - 为什么通电的电阻会发热？（能量转化为热能）  
     - 如何避免电阻烧毁？（选择功率匹配的电阻，如电阻标称1W，实际功耗需小于1W）

**1.4 基尔霍夫定律**  
   - **基尔霍夫电流定律（KCL）**：  
     - 节点处的电流代数和为0（流入=流出）。  
     - **示例**：某节点流入电流2A，流出电流分两路，已知一路为1A，另一路电流是多少？（答案：1A）  
   - **基尔霍夫电压定律（KVL）**：  
     - 回路的电压升=电压降（总电压代数和为0）。  
     - **示例**：电池10V串联两个电阻（5Ω和5Ω），求每个电阻的电压？（答案：5V + 5V）

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### **2. 常用元件与符号（2-3天）**
**2.1 被动元件**  
   - **电阻**：  
     - 色环电阻读数方法（如“红红棕金” = 220Ω ±5%）。  
     - **可变电阻（电位器）**：如音量调节旋钮。  
   - **电容**：  
     - 单位：法拉（F）、微法（μF）、皮法（pF）。  
     - **电容的作用**：储能、滤波（通交流隔直流）。  
   - **电感**：  
     - 作用：储能（磁场能），滤高频（如开关电源中的储能电感）。

**2.2 半导体元件初步**  
   - **二极管**：  
     - 符号与单向导电性（正向导通需电压超0.7V）。  
     - **示例电路**：半波整流电路（用二极管将交流转为脉动直流）。  
   - **发光二极管（LED）**：  
     - 特点：正向压降1.8-3.3V（颜色不同压降不同），需串联限流电阻（公式：\( R = (V_{电源} - V_{LED}) / I_{LED} \)）。

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### **3. 直流电路分析基本方法（4-7天）**
**3.1 电阻串并联与分压/分流**  
   - **串联分压**：各电阻分压值与阻值成正比。  
     - **示例**：3V电源串联两个电阻（100Ω和200Ω），求分压？（答案：100Ω分1V，200Ω分2V）。  
   - **并联分流**：各电阻电流与阻值成反比。  
     - **示例**：电源电压6V，总电流0.3A，两个并联电阻分别为10Ω和15Ω，求各自电流？（解：总阻值R=6Ω，电流I=6V/6Ω=1A→错误！需用并联分流公式重算）

**3.2 电压源与电流源**  
   - **理想电压源**：输出电压恒定（内阻为0），如电池理想模型。  
   - **实际电源模型**：电压源串联内阻（如电池的内阻导致输出电流过大时电压下降）。

**3.3 等效转换（重要！）**  
   - **戴维南定理**：复杂电路等效为一个电压源+电阻。  
     - **步骤**：  
       1. 断开待研究负载，计算开路电压\( V_{OC} \)。  
       2. 所有电源置零（电压源短路，电流源开路），计算等效电阻\( R_{TH} \)。  
   - **诺顿定理**：等效为一个电流源+并联电阻。

**3.4 典型电路分析（动手实践）**  
   - **分压电路**：用两个电阻将输入电压分压为较低电压（如传感器信号调理）。  
   - **LED驱动电路**：计算限流电阻的阻值和功率（选型依据）。

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### **4. 常见问题与实验避坑指南**
1. **为何测电流时需要串联万用表，测电压要并联？**  
   - 电流表内阻极低，并联会短路；电压表内阻极高，串联会几乎阻断电流。  
2. **电源短路为何危险？**  
   - 电阻趋近于0时，电流极大（\( I = V/R \)），烧毁导线或电源。  
3. **为何电容在直流电路中相当于断路？**  
   - 充电完成后无电流通过（直流稳态下电容视为开路）。

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### **本阶段学习建议**
1. **工具准备**：  
   - 万用表、面包板、电阻/电容/LED等基础元件。  
   - 仿真软件（推荐**CircuitJS在线模拟器**，免费且直观）。  
2. **必做实验**：  
   - 搭建分压电路，验证KVL/KCL。  
   - 测量不同颜色LED的导通压降。  
3. **思维训练**：  
   - 每次分析电路前，先标出所有电压和电流方向（设定参考方向）。  
   - 灵活应用“假设-验证”法：假设某点电压值，通过定律验证是否合理。

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通过这一阶段的扎实学习，你将能自主分析简单直流电路，并为后续半导体电路的学习奠定基础。下一阶段将深入二极管、三极管等元件的非线性特性！