2、电子基础与Arduino应用全解析

电子基础与Arduino应用全解析

1. 电流、功率与电压的基本概念

在电子学里，电流指的是电荷经过某一点的流动速率，其计量单位是安培（A），通常简称为“安”，用符号 I 表示。为了更形象地理解，我们可以把电流类比成水流的宽度和深度。而功率则代表系统中的能量大小，单位是瓦特（W），用符号 P 表示。在电路中，功率等于电流乘以电压，即 P = I × V。就像尼亚加拉瀑布蕴含的能量远远超过你家屋檐下的雨水管一样，功率大意味着能量多。

在Arduino的应用场景中，Arduino板的典型供电电压为5V，部分设计是3.3V。ATMega168的输出引脚最大能提供20mA（即0.02A）的电流，整个168输出电路允许通过的总电流为100mA，在5V电压下，对应的功率是0.5W。

2. 单位度量

电子学广泛采用国际单位制（SI）及其前缀。对于较小的量，“m”代表“毫”（$10^{-3}$），“μ”代表“微”（$10^{-6}$），“n”代表“纳”（$10^{-9}$）。例如，20mA就是0.02A，45μs就是0.000045秒。而对于较大的数值，“k”表示“千”（$10^{3}$），“M”表示“兆”（$10^{6}$），常见于频率（如8MHz即8,000,000Hz）或电阻（如10kΩ即10,000Ω）的表示。另外，在欧洲和澳大利亚，有一种习惯做法是用单位符号替代小数点，比如3.3V写成3V3，1.5kΩ写成1k5，但在北美这种用法相对较少。

3. 市电的危险性

市电是家庭插座输出的电压，任何高于40V左右的电压都可能让人有刺痛或轻微电击的感觉。如果电压再高一些，足够的电流就可能通过人体，尤其是心脏，会带来严重危害。一般