第 2 章 基础电学电压、电流、电阻与功率先理解能量如何被推动、流动和消耗。2.1 电荷、电流和电路物质内部存在带电粒子。电路提供闭合路径后电荷的有序移动形成电流。电流不是“电压在流动”而是单位时间通过某处的电荷量。工程上用安培 A 表示电流。2.2 电压推动电荷运动的“势能差”电压可以理解为两个位置之间推动电荷运动的能力。水从高处流向低处是因为存在高度差电荷在电路中运动是因为存在电势差。电压单位是伏特 V。水流类比只能帮助入门电压像推动差电流像流量电阻像通道阻力。2.3 电阻和欧姆定律电阻描述元件对电流的阻碍程度单位是欧姆 Ω。对于理想电阻电压、电流和电阻满足V I × R在电阻不变时电压越高电流越大在电压不变时电阻越大电流越小。例在 50 Ω 电阻两端加 1 V 电压电流为 1/50 A 0.02 A即 20 mA。2.4 功率每秒传递或消耗多少能量功率描述能量传递速度单位是瓦特 W。直流电路中功率 P V × I。结合欧姆定律还可得到 P I²R 和 P V²/R。P V × I射频测试经常关心功率而不是电压因为不同波形、阻抗和连接条件下功率更直接表示信号能量能力。功率过大可能损坏频谱仪、功率传感器或放大器输入。仪器保护的第一原则连接未知信号前先确认最大可能功率、是否含直流电压、仪器输入允许值并优先使用衰减器或直流隔离器。2.5 串联、并联与分压串联元件承受同一电流电压在各元件之间分配并联元件两端电压相同电流在各支路之间分配。仪器输入与被测电路连接后会成为电路的一部分这叫“负载效应”。若仪器输入阻抗太低就可能改变原电路状态。2.6 直流与交流直流 DC 的方向和大小通常不随时间快速变化例如电池供电。交流 AC 随时间周期性变化例如正弦波。射频信号是一种非常高频的交流信号但通常还会叠加在直流偏置上。测试时要分清仪器端口是否允许直流进入。概念白话解释射频测试中的作用电压推动电荷的差异输入过压可能损坏仪器偏置电压决定器件工作点电流电荷流动的快慢功放、偏置电路和供电能力电阻对直流/低频电流的阻碍终端负载、分压和保护功率每秒传递多少能量信号强弱、增益、损耗、损坏风险本章过关标准能区分电压、电流和功率能使用 VIR、PVI 做简单计算理解仪器接入可能改变被测电路知道射频端口可能同时存在交流信号与直流偏置。本章练习10 V 加在 1 kΩ 电阻上电流是多少某器件电压 5 V、电流 0.2 A功率是多少为什么不能把未知功率信号直接接到频谱仪输入为什么示波器探头会对电路造成一定影响
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