第十二章：基础电子学

简介
    本文并不深入呈现电子学科。相反，它只想给你关于这个主题以足够的（经验）知识，以使你能够理解、设计和制作简单的电路——如控制电路——以用在这本电子书的后面部分描述的“自由能”设备中。

免责声明
    本资料仅供参考。如果你决定尝试基于呈现的信息构建一些设备而弄伤了你自己或任何其他人，我不承担任何法律责任。要澄清这一点；如果你在一个沉重的箱子里做一个东西，并把它掉到你的脚趾上，我对你可能蒙受的伤害不承担任何责任（你应该学会更小心一点）。如果你尝试建造一些电子线路而用烙铁烫伤了你自己，我不承担责任。另外，我强烈建议，除非你是电子学方面的专家，你不要建造任何使用、或产生超过12伏的高压电路的装置，那是非常危险的，应该避免，直到你在构建高压电路获得经验或可以得到有经验的人的帮助和监督。

    电压  

    电压是理解电子学的关键。没有电压，在电子学里什么都不会发生。它是什么？没人知道。我们知道怎样去产生它。 我们知道它做什么。 我们知道怎样测量它，但没人知道它到底是什么。

    它还被称为“电动力”或“电动势”，这对了解它是什么没有任何的帮助。那大致相当于说“推动物体的是那个推动”——非常真实，但绝对无助于事。好了，承认我们真的不知道它是什么，我们就可以开始说，关于它，我们的确知道的事情：

    新电池在其两端之间有一个电压。据说这个电压致使电流流过置于其间的任何完整的电路。流过电路的电流会导致各种各样的事情发生，如：产生光、产生声音、产生热、产生磁性、产生运动、产生火花等等、等等。

    通过应用电压引起的电流，一种叫做“伏特计”的装置可以指示电压的大小。电压越大，电流越大，并且在伏特计显示的读数也越大。你可以直接读取伏特计显示的电压数值，或者也可以是 “模拟”伏特计，电压是通过显示指针在一个量程上的位置来表示的。电压的大小以“伏特”表示，这是一个计量单位，以把电压介绍给世界（它是一直存在的，只是我们不知道罢了），叫做伏特的人而命名的。

    如果它们同向连接，电压就增加，即，+ 端总是向着相同的方向：

    电池的实际大小通常决定它可以提供任何特定电流的时间长度——电池越大，它可以提供任何特定的电流的时间越长。电池是由许多“细胞（小电池）”构成的。电池里的许多单元控制着电池的电压。例如，一个“AA”型电池（以前被称为“笔形电筒”电池）有一个单个的“细胞”，因此当它还是新的时候，它产生1.5伏特。大得多和重得多的“D”型电池也只有一个细胞，所以当它还是新的时候，它也产生1.5伏特。不同的是（除了“D”型电池成本更高外），如果两个电池都放电相同时长，更大的电池可以提供大得多的电流。

    有几种不同类型的电池结构。可充电镍镉电池有一个单个的细胞，但其构建方法意味着它充满电时产生的电压为1.35伏。此外，镍镉电池具有“记忆”特性，这意味着如果它们完全放电之前再次充电，那么下一次它们被放电，它们在上一次充电开始的地方在电压等级上耗尽电量。因此，镍镉电池再次充电前充分放电是一个好主意。

    汽车和摩托车电池称为铅酸电池。这种类型的结构是非常不便的大、笨重和潜在的腐蚀性。最大的优点是能够提供非常高的电流，并给予每一个细胞2伏。这些电池通常为产生6伏或12伏的单元。对于铅酸汽车电池的安培小时通常标称为20小时的放电时间，所以一个充满电的、新的、20安培时的电池可以提供1安培连续使用20小时。电池加载5安培，不会提供4小时电流，而可能只会持续2个小时，或者可能略好。制造商资料应该给予一个性能的指示，但如果它很重要，自己做测试，看看电池实际运行如何。

      “市电单元”在电子世界称为“供电设备”或简称“PSUs”。它们转换市电电压（在英国是220伏，在美国是110伏）为一些合适的低电压；12伏、9伏、6伏、或任何所需要的。一个市电单元可以同时提供几种不同的电压。