2.1 电的基本概念

电压、电流、电阻、功率——画电路板绕不开这四个词。别被公式吓到：把电想成“水管里的水”，大部分问题都能想明白。

⏱ 约 15 分钟🎯 零基础🖱️ 含水流类比动画、欧姆定律计算器

先建立一个画面：电就像水管里的水#

想象一个封闭的水管回路：一台水泵把水压上去，水沿着管子流一圈，经过一段很细的管子时被“卡”一下，最后流回水泵。电路几乎一模一样：

水管世界	电路世界	符号 / 单位	案例里的例子
水泵产生的水压	电压：推动电荷流动的“压力差”	V，单位伏特 V	USB 口给 5 V；ESP32-C3 工作在 3.3 V
每秒流过的水量	电流：每秒流过的电量	I，单位安培 A，常用毫安 mA（1 A = 1000 mA）	小徽章一共只用十几 mA
细管子对水的阻碍	电阻：对电流的阻碍	R，单位欧姆 Ω，常用 kΩ（1 kΩ = 1000 Ω）	LED 限流电阻 330 Ω、定时电阻 47 kΩ
水流推动水车做的功	功率：每秒消耗 / 转换的能量（多半变成热或光）	P，单位瓦特 W，常用 mW	一颗 0603 电阻常见额定功率约 0.1 W

拖动滑块，看看水压和管子粗细怎样影响水流：

电压、电流、电阻三者的关系就是欧姆定律：

I = V / R

说“这里是 5 V”，其实省略了半句话：相对于 GND（地）是 5 V。就像说“这座楼高 30 米”，是相对于地面算的。电压是两个点之间的差，单独说一个点的电压，默认是和 GND 比。GND 是什么、为什么那么重要，见 2.2 电源与“地”。

电流流过电阻时，电能会变成热。发多少热用功率算：

每个电阻都有额定功率：小小的 0603 贴片电阻常见是 1/10 W（0.1 W），也有 1/16 W 的，具体看规格书；1206 一般是 1/4 W 左右。如果算出来的功率接近或超过额定值，就要换更大的封装或者调整电路。

电压不变，把电阻从 1 kΩ 换成 10 kΩ，电流会怎样？

✅ I = V / R，R 变成 10 倍，I 就变成 1/10。就像管子更细，流得更少。

一个 100 Ω 电阻接在 5 V 上，它的发热功率大约是多少？

✅ P = V² / R = 25 / 100 = 0.25 W。这已经超过 0603 电阻约 0.1 W 的额定功率了，它会明显发烫——要换 1206 甚至更大的电阻。可以用上面的计算器验证。