理解歐姆定律從蓄水大壩說起
歐姆定律非常類似蓄水大壩。大壩的高度類比於電壓,大壩的寬度類比於電阻,而單位時間從大壩上流到大壩底的水的動量類比於電流(簡單說就是水量和水速)。當我們把大壩建的非常高,那麼水流下落到壩底的速度就越快,動量會大;當然如果我們把大壩修的很寬,單位時間會有更多的水流下落到壩底,那麼動量也會大。
設想一下,大壩下有一個木製的水輪發電機,這個水輪發電機利用水下落的動量來轉動發電。如果我們把大壩很高或者很寬,這時下落的水量的動量很大,會有可能超過這個水輪發電機的承受範圍而導致它無法正常工作。
這就好比我們把一個36V的電源直接接到一個標定輸入電壓的2.2V的外設上,因為這個外設無法控制這麼大的電流流進來,會產生很多熱量,會把外設燒壞。所以關鍵是我們能夠限定流入外設的電流,這時我們可以在外設和電源中間接一個電阻(減少大壩的寬度),或者減少電源的電壓(減少大壩的高度),這兩種方法都可以做到限制流入外設的電流的目的。
電流是核心
決定水輪發電機的發電量只和流到水輪上水的動量有直接關係,和大壩的寬度和高度只有間接的關係。在電子裝置中,控制電流是核心,但在電子裝置中想量化電流非常困難,比如我們有一個嵌入式MCU,外接了一個電機,這個電機在按下開始按鈕的時候會轉動,按下停止按鈕會停止轉動。如果想真正計算出這個系統的電流,需要計算MCU, 按鈕,電機各自的電流,然後在它們各自工作的時候提供給它們需要的電流。這樣需要外部的電源在合適的時候提供各個部分合適的電流。
在設計電路的時候,通常我們規定輸入的額定電壓,最主要的原因的相比於電流,電壓更容易控制。所以當電機不工作的時候我們把電機的輸入電壓接地,當電機工作時,我們把電機的輸入電壓接高電平,讓電流流入。如果這時候電機進水的話,電機內部電路容易短接(不該接上的兩點接到一起了),這時電機的電阻就變小了,瞬間會有大電流流入,導致電機燒掉。所以當我們把外設接到一個電壓源(比如一般的電源,或者是電池等等)上的時候,外設來決定它需要提多少電流,很多情況電流在不斷變化,比如控制電機轉速,不同轉速肯定需要不一樣大小的電流。
理解歐姆定律從蓄水大壩說起
歐姆定律非常類似蓄水大壩。大壩的高度類比於電壓,大壩的寬度類比於電阻,而單位時間從大壩上流到大壩底的水的動量類比於電流(簡單說就是水量和水速)。當我們把大壩建的非常高,那麼水流下落到壩底的速度就越快,動量會大;當然如果我們把大壩修的很寬,單位時間會有更多的水流下落到壩底,那麼動量也會大。
設想一下,大壩下有一個木製的水輪發電機,這個水輪發電機利用水下落的動量來轉動發電。如果我們把大壩很高或者很寬,這時下落的水量的動量很大,會有可能超過這個水輪發電機的承受範圍而導致它無法正常工作。
這就好比我們把一個36V的電源直接接到一個標定輸入電壓的2.2V的外設上,因為這個外設無法控制這麼大的電流流進來,會產生很多熱量,會把外設燒壞。所以關鍵是我們能夠限定流入外設的電流,這時我們可以在外設和電源中間接一個電阻(減少大壩的寬度),或者減少電源的電壓(減少大壩的高度),這兩種方法都可以做到限制流入外設的電流的目的。
電流是核心
決定水輪發電機的發電量只和流到水輪上水的動量有直接關係,和大壩的寬度和高度只有間接的關係。在電子裝置中,控制電流是核心,但在電子裝置中想量化電流非常困難,比如我們有一個嵌入式MCU,外接了一個電機,這個電機在按下開始按鈕的時候會轉動,按下停止按鈕會停止轉動。如果想真正計算出這個系統的電流,需要計算MCU, 按鈕,電機各自的電流,然後在它們各自工作的時候提供給它們需要的電流。這樣需要外部的電源在合適的時候提供各個部分合適的電流。
在設計電路的時候,通常我們規定輸入的額定電壓,最主要的原因的相比於電流,電壓更容易控制。所以當電機不工作的時候我們把電機的輸入電壓接地,當電機工作時,我們把電機的輸入電壓接高電平,讓電流流入。如果這時候電機進水的話,電機內部電路容易短接(不該接上的兩點接到一起了),這時電機的電阻就變小了,瞬間會有大電流流入,導致電機燒掉。所以當我們把外設接到一個電壓源(比如一般的電源,或者是電池等等)上的時候,外設來決定它需要提多少電流,很多情況電流在不斷變化,比如控制電機轉速,不同轉速肯定需要不一樣大小的電流。