硬件十万个为什么-无源器件篇

U=RI.

相信大多数进入大学学习的学生对于这个式子不会感到陌生，这就是高中阶段所学习的欧姆定律的表达式。但是，倘若向他们提问：式子中的R是什么？也许刚刚进入大学的大多数新生可能会毫不犹豫地回答：电阻。可是，真的是这样吗？

从目前出版的、有关电路原理课程的书籍中，大多数是直接从电路的抽象符号以及电气特性入手的，很少见到关于元器件的物理属性的描述以及解释其表达某种特定的电气特性的原因的相关讨论。大多数学习这方面知识的同学，理所当然的认为R所代表的就是一个简单的数值，一个可以分析分析电路的“电阻值”。但是，R中所包含的内容，远远不只是一个数值。

在本书中，将电路分析中常见的三类元件：电阻、电感、电容作为分立元件，从物理层面的实现原理进行较为详细的描述。可以说，只有在物理层面理解了各种元器件的实现原理，才能更好的理解其表现的电气特性。正如电阻器，相信大多数同学知道其作用是导体对于电流的阻碍，但是不知道这种阻碍作用是如何实现的，也就无法在此基础上理解电压和电流的概念。这对于解决电路似乎没有什么干扰，但是在实际实验的过程中会带来极大的影响。

本书不是传统的解释这三类元器件在电路中有怎样的性质，而是从工程观点来看问题，从某种程度上解决了为什么要用、如何用、用哪种这三个问题。为什么要用，这是几乎所有电工学相关书籍都不会单独涉及的问题，而这个问题恰恰又是在设计电路是必须要了解的，这使得大多数同学拥有解决电路的能力，却不知道如何设计一个电路，本书则解决了这一问题。不仅仅是元件的电气特性，而是元件的这种特性在电路中能起到怎样的效果，从而使得在设计电路的时候，我们对于解决问题所需要的元器件有了一个大体的概念，对于所需设计的电路无从下手。而“如何用”则更进一步的解决了这一问题。在理论上解决了元器件的选择问题之后，我们面临的就是如何在电路中使用这种元件。通常情况下，只有在我们对于应该如何连接相应元件有了一个大致的想法时，我们才有能力动手设计电路，而这一部分的知识就是我们开始动手做的基础和根基。在更为后期的阶段，我们就需要了解用哪种元件作为实验的器件。就拿电阻作比方，在不同的场合下，比如不同的电压范围内，我们需要选择不同类型的电阻，如果选择错误，使得电阻的功率高于限定值，可能会带来一系列问题，从而干扰我们的实验结果，甚至导致实验失败。

硬件十万个为什么团队长久以来一直致力于从课本知识到工程化能力进阶的辅导和知识普及。硬件十万个为什么公众号几乎每天的知识分享，可谓滴水穿石，绳锯木断。长久以来硬件十万个为什么团队与南昌大学信息工程学院的合作，无论是项目上，还是课程开发，都充分发挥了其团队成员的华为、阿里等大公司背景积淀下来的设计功底、规范性和工程能力。本次书籍的撰写，也是南昌大学信息工程学院新工科改革实践与硬件十万个为什么团队落地高校工程课程的思想碰撞的结晶。

综上所述，本书不是用来解决某种特定电路的，而是从物理层面开始，深入浅出的了解和领会电阻、电容、电感在电路中的作用，如何使用它们，在什么情况下需要使用它们，以及在工程中如何选择类型。本书弥补了国内电工学相关书籍过于重视电路分析而忽视了电路设计及实验的问题，值得作为补充材料进行研读。

王玉皞

以上为硬件十万个为什么（无源器件篇）前言，上饶师范学院王玉皞副书记为本书执笔写的前言。

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