Arduino.TW樂園

最常見的電子電路符號		重要公式
		V(電壓單位伏特) = I(電流單位安培) * R(電阻單位歐母) W(功率單位瓦特) = V(電壓) * I(電流)

Arduino製作簡單，如果具備基礎電子電路知識，應用起來會更得心應手。

電是什麼?

如果有自行更換水管的經驗, 那麼理解電的原理就不會是太難的事情。要瞭解電的原理和電路板的工作方式, 水車的工作模式是最適合的範例。由圖中可看到, 其中的元件組成有一個電池、一組電線、直流馬達, 其中一條連向馬達的電線, 中間被一個按壓式開關阻隔。如果電池的電力充足, 並打開開關, 那麼直流馬達將開始旋轉。

這是如何工作的？我們可以將整個裝置想像成如同一套水力運作裝置, 電池就是水幫浦、按壓式開關就是水龍頭、直流馬達是水車輪。當你旋轉打開水龍頭, 如同按壓電路中的開關, 水順著幫浦的壓力被傳送到水管之中, 水會衝擊水車使它開始旋轉。

左圖是一個水力的運作裝置示意圖, 其中有兩個重要的關鍵：水的壓力 (決定於幫補的壓力供給) 及水管中流動的水量 (水管的尺寸會影響水的壓力, 進而也影響水對水車的衝擊力)。是一個水力的運作裝置示意圖, 其中有兩個重要的關鍵：水的壓力 (決定於幫補的壓力供給) 及水管中流動的水量 (水管的尺寸會影響水的壓力, 進而也影響水對水車的衝擊力)。

什麼是運作水利系統中不可或缺的部份？幫浦產生的壓力是其中一項；其他還有水管中的阻力、水車輪運轉所需的動力。電的現象就如同此套水利系統, 幫浦就如同電池或插座, 水管就像電線一般－生活中有很多電器的運作方式都是如此。

所以當你看到電池的電壓標示 9V (伏特), 你可以想像電壓如同幫浦所提供的水壓。電壓的單位是伏特, 其名稱來自於電池發明者 Alessandro Volta。意識到水壓如同電壓般之後, 還有另一個現象是水的流速。水流的速度在電子學中稱為電流 , 單位記作 A（安培）,單位命名是根據電磁學領域中的研究者 Andr'e -MarieAmp 而來。電壓與電流的關係可以再度以水車的例子作說明；高的電壓（水壓）可以讓水車轉動的更快一些；高的電流（水流速度）可以轉動更大尺寸的水車。
最後, 阻力是上述水車系統中需要考慮的因素之一。系統中的阻力就如同電力系統中的電阻, 單位是 R （歐姆, 命名源自德國物理學家 Georg Ohm）。電阻公式中可以看見電阻與電壓、電流三者之間的關係。熟悉此公式可以瞭解電力系統中所需的電流, 以及提供正確的電壓。

電阻、電容與電感

電阻的功用在於限制電路中的電流，如果把電路想像成流動中的小溪，溪水的流量可以看成是電流的大小，當我們增加河床中的障礙物或限制河道寬度，水流量自然會變小。自然界中，物質各有不同的電阻值，選擇不同的材料來改變電路中某些點的電阻，便可以限制電路中的電流。

電容器的功用在於暫時儲存電路中的電能，它是以電荷的形式來儲存能量。電容器的構造是由兩片非常靠近的導體所構成，當電路中的電壓突然升高時，電極上會積存更多的電荷。因此，導體的面積越大，可以儲存的電荷量便越多，電容值也越大。

此外，兩片電極之間的距離與中間介電物質（絕緣體）的介電特性，也會影響電容值。電極間靠得越近，由於正負電荷相互吸引的關係，電極板上就會累積較多的電荷。至於介電物質對於電容的影響，牽涉到材料本身的分子結構，像鈦酸鋇就有令人驚訝的介電常數，因此是陶瓷電容中最常使用的介電材料。

電感器的功用在於穩定電路中的電流，作用與電容器類似，同樣是以儲存、釋放電路中的電能來調節電流的穩定性，只不過電容是以電場（電荷）的形式來儲存電能，而電感卻是以磁場的形式來達成。

電與磁之間可以相互轉換，電流流過的導線周圍會產生磁場；相反的，切割磁力線的線圈中會產生電流。電感的構造是將導線繞成彼此靠近的線圈，有點像整捲的縫衣線，當電流流過時，其中會充滿磁能，電流變小時，線圈內的磁能會產生一股力量，阻止電流變化。 

電晶體

電晶體（transistor）是一種固態半導體元件，可以用於放大、開關、穩壓、信號調製和許多其他功能。

電晶體作為一種可變開關，基於輸入的電壓，控制流出的電流，因此電晶體可做為電流的開關，和一般機械開關（如Relay、switch）不同處在於電晶體是利用電訊號來控制，而且開關速度可以非常之快，在實驗室中的切換速度可達100GHz以上。

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