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tags: [source-summary]
type: source
source: "PCB立创EDA开源教程（Expert电子实验室）— 第3课电路分析基础（上）"
author: "Expert电子实验室（国一学长）"
date: 2026-08-14
created: 2026-08-14
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# 电路基础：电阻、电容、电感（RCL）

> [!note] 对象层
> 学完这篇，你能**判断**：
>
> 1. 拿到一个贴片电阻，能读出阻值（3 位/4 位标号法）；
> 2. 在电路里看到一个 R/C/L，能说出它在这个位置干什么（限流/滤波/储能/扼流）；
> 3. 区分"通交流隔直流"（电容）和"通直流隔交流"（电感）什么时候用谁。

> **用生活理解**：电阻是**水管瓶颈**——窄了水流就小；电容是**蓄水池**——能存水、能平缓水流波动，但挡不住"持续的直流小溪"（它只放行变化的水流）；电感是**飞轮**——转起来有惯性，想突然改变它的转速很难（它抵抗电流突变）。

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## 一、抽象描述（一句话本质）

**电阻限制电流（u=Ri）、电容存储电荷（隔直流、滤交流）、电感存储磁能（隔交流、通直流）**——三者是电路的基本"积木"，全世界的电路图都由它们和各种器件组合而来。

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## 二、核心知识

### 2.1 原理图四要素（先认识画图的语法）

一张原理图（schematic diagram）有四个要素：`[用户]`

| 要素     | 含义                                                    |
| -------- | ------------------------------------------------------- |
| 元件符号 | 每个元件在图纸上的图形表示（不反映真实尺寸）            |
| 连接线   | 表示实际导线；在 PCB 上是铜箔条/铜箔块而不是"线" [用户] |
| 结点     | 几个引脚/导线相连的点；连到同一结点的都电气导通 [用户]  |
| 注释     | 说明文字（模块功能、参数、注意事项）                    |

（详见 [[04-电路基础-电路定理|04 电路定理]] 的网络标签与结点、[[05-读懂原理图与数据手册|05 读懂原理图]] 的注释规范。）

### 2.2 电阻（Resistor，R）

**定义**：限流元件。接进电路后阻值固定，限制通过支路的电流。`[用户]`

- 关系式：**u = R·i**（欧姆定律）
- 单位：欧姆 **Ω**；可变阻值 → **电位器/可变电阻**
- 实际器件：灯泡、电热丝、电阻器都可建模为电阻元件 `[用户]`

**贴片电阻读数法**（关键判别规则）：`[用户]`

| 标号                | 读法                                                                       | 精度       |
| ------------------- | -------------------------------------------------------------------------- | ---------- |
| 3 位（如 103）      | 前 2 位是有效数字，第 3 位是 10 的 n 次幂（=末尾 0 的个数）→ 10×10³ = 10kΩ | ±5%        |
| 4 位（如 1003）     | 前 3 位是有效数字，第 4 位是 10 的 n 次幂 → 100×10³ = 100kΩ                | ±1%        |
| 阻值 <10Ω（如 4R7） | 字母 R 代替小数点 → 4.7Ω                                                   | 同对应规则 |

> [!tip] 记忆
> 标号 = **有效数字 + 末尾 0 的个数**。`103` = "10 后面加 3 个 0" = 10000Ω = 10kΩ。位数越多精度越高。

**直插电阻：色环读数法**（插件电阻不用数字标号，用色环）：`[视觉]`

![色环电阻阻值与误差识别对照表](assets/resistor_color_code_table.jpg)

| 颜色 | 数值 | 乘数  | 误差      |
| ---- | ---- | ----- | --------- |
| 黑   | 0    | ×1    | —         |
| 棕   | 1    | ×10   | ±1%（F）  |
| 红   | 2    | ×10²  | ±2%（G）  |
| 橙   | 3    | ×10³  | —         |
| 黄   | 4    | ×10⁴  | —         |
| 绿   | 5    | ×10⁵  | ±0.5%     |
| 蓝   | 6    | ×10⁶  | ±0.25%    |
| 紫   | 7    | ×10⁷  | ±0.1%     |
| 灰   | 8    | ×10⁸  | —         |
| 白   | 9    | ×10⁹  | —         |
| 金   | —    | ×0.1  | ±5%（J）  |
| 银   | —    | ×0.01 | ±10%（K） |

> 示例（课程）：四环**红红黑金** = 22×10⁰ = 22Ω ±5%；六环**黄紫黑金棕蓝** = 47×10⁰ Ω、±0.25%。`[视觉]`
> 与贴片数字标号同原理：**有效数字 + 末尾 0 的个数**，色环只是"用颜色表示数字"。

**用途**：限流、分压、上/下拉、采样等。`[补全]`

### 2.3 电容（Capacitor，C）

**定义**：容纳电荷本领的元件。`[用户]`

- 单位：法拉 F → mF → μF → nF → pF，**千进制**：`1uF = 1000nF；1nF = 1000pF`
- 核心特性：**"通交流，隔直流"** → 用途：**储能、滤波**（以及耦合、去耦）`[用户]`

> [!tip] 类比与判别
> 电容=蓄水池：水流（电流）突变时它先蓄/先放，所以能**滤波平波**；但恒定直流过不去（隔直）。电源芯片旁边那一排小电容，就是给芯片"随叫随到的蓄水池"（去耦）。

**电容分类**（PCB 上常见的几种）：`[视觉]`

![电容分类：贴片 vs 插件](assets/capacitor_types_classification.jpg)

| 大类 | 类型                    | 特点                            | 极性                                         |
| ---- | ----------------------- | ------------------------------- | -------------------------------------------- |
| 贴片 | **MLCC** 多层陶瓷       | 最常见，体积小、容量小（nF 级） | 无极性                                       |
| 贴片 | 钽电容                  | 容量大、ESR 低、贵              | **有极性**（+ 端有标记）[视觉]               |
| 插件 | 铝电解电容              | 容量大、体积大，电源滤波主力    | **有极性**（长脚=正极、外壳白条=负极）[视觉] |
| 插件 | CBB 薄膜电容 / 涤纶电容 | 稳定性好，如 CBB22 684K630VH    | 无极性 [视觉]                                |
| 插件 | X/Y 电容、高压陶瓷电容  | 安规/高压场景                   | 无极性 [视觉]                                |

**插件电容标识法**（以涤纶电容 `2A223J` 为例）：`[视觉]`

- **容量**：`223` = 22×10³ pF = 22000pF = **0.022μF**（有效数字 + 末尾 0 个数，单位 pF）；
- **误差**：`J` = ±5%（J=±5%、K=±10%、M=±20%）；
- **耐压**：`2A` = 100V（字母+数字组合的电压代码）。

**电容公式**：`u = (1/C)∫i dt`——电压是电流的积分，所以电容"拒绝电压突变"（电压不能跳变，只能缓慢充放）。`[视觉]`

### 2.4 电感（Inductor，L）

**定义**：把电能转化为磁能存储的元件。`[用户]`

- 单位：亨利 H → mH → μH，千进制：`1H = 1000mH；1mH = 1000uH`
- 核心特性：**"通直流，隔交流"** → 用途：**滤波、扼流、谐振、储能** `[用户]`

> [!tip] 类比与判别
> 电感=飞轮：电流想突变？飞轮有惯性拉着它慢慢变。所以它能**扼制交流分量（扼流）**、在开关电源里**储能**。注意它和电容恰好相反：电容"通交流"，电感"通直流"。

**电感标注法**（与电阻同思路）：`[视觉]`

![电感数码标注法示例](assets/inductor_marking_digital.jpg)

| 标注法         | 例    | 读法                                            |
| -------------- | ----- | ----------------------------------------------- |
| 数码标注法     | `331` | 33×10¹ = **330μH**（前两位有效数 + 第三位倍乘） |
| 文字符号标注法 | `1R5` | 1.5μH（**R 代表小数点**，单位 μH）              |

**电感公式**：`u = L·(di/dt)`——电流变化越快、电感上压降越大，所以电感"阻止电流突变"。`[视觉]`

### 2.5 三者横向对比（易混必看）

| 元件   | 符号      | 单位       | 伏安关系    | 通断特性           | 主要作用               |
| ------ | --------- | ---------- | ----------- | ------------------ | ---------------------- |
| 电阻 R | 矩形/锯齿 | Ω          | u = R·i     | —                  | 限流、分压             |
| 电容 C | 两平行板  | F/μF/nF/pF | i = C·du/dt | **通交流，隔直流** | 储能、滤波、去耦       |
| 电感 L | 线圈      | H/mH/μH    | u = L·di/dt | **通直流，隔交流** | 扼流、滤波、谐振、储能 |

> [!tip] 一句记
> **"交流"怕电感（被扼制）、爱电容（被放过）**——正好反着来，是最常考的判别点。

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## 三、判别规则

1. **元件定位**：要限制电流/分压 → **R**；要滤平波动/隔直流/给芯片去耦 → **C**；要扼制交流纹波/储能 → **L**。
2. **读阻值**：贴片 `103`=10kΩ、`1003`=100kΩ、`4R7`=4.7Ω；直插看**色环**（棕红橙黄绿蓝紫灰白=1~9,0，金=×0.1/±5%、银=×0.01/±10%）——统一思路"有效数字 + 末尾 0 的个数"，字母 R 即小数点。
3. **电容识辨**：容量 `223`=0.022μF（有效数+倍乘，单位 pF）；误差 J=±5%、K=±10%、M=±20%；耐压 `2A`=100V；**电解/钽有极性**（长脚+/白条−/+端标记），MLCC/CBB 无极性。
4. **电感标注**：`331`=330μH（数码法）；`1R5`=1.5μH（文字符号法，R=小数点）。
5. **单位换算**：相邻都是**千进制**（F、H、Ω 系内）：`1μF=1000nF`、`1mH=1000μH`。

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## 四、易混对比

| 易混点 A           | 易混点 B                | 关键区别                                                                          |
| ------------------ | ----------------------- | --------------------------------------------------------------------------------- |
| 电容"通交流隔直流" | 电感"通直流隔交流"      | 对"变化"的态度相反：电容放行变化、电感抑制变化                                    |
| 电解电容（有极性） | MLCC 陶瓷电容（无极性） | 电解长脚=正极、白条=负极、容量大；MLCC 随便放，容量小                             |
| 电容标识 `223`     | 电阻标号 `103`          | 都按"有效数+倍乘"读，但**电容单位是 pF**（223=0.022μF）、电阻单位是 Ω（103=10kΩ） |
| 贴片电阻数字标号   | 直插电阻色环            | 数字=直接写有效数+倍乘；色环=用颜色表示同一信息                                   |
| μF / nF / pF       | mH / μH                 | 都是千进制；但 F 系是电荷存储、H 系是磁能存储，别混单位                           |
| 电容滤波           | 电感扼流                | 电容并联在电源两端平波（对地），电感串联在电源通路里扼流（对负载）                |
| 电阻读数 3 位      | 电阻读数 4 位           | 3 位=±5%、2 位有效数字；4 位=±1%、3 位有效数字                                    |

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## 五、变体验证（5 题，先想再翻答案）

1. **读值**：贴片电阻标 `471`，阻值多少？
   > 答：47×10¹ = 470Ω（"47 后面加 1 个 0"）。
2. **读值**：直插电阻色环为"红红黑金"，阻值和误差？
   > 答：22×10⁰ = 22Ω，金色环 = ±5%（规则 2）。
3. **识别**：涤纶电容标 `2A223J`，容量、误差、耐压各多少？
   > 答：223 = 0.022μF；J = ±5%；2A = 100V（规则 3）。
4. **选型**：MCU 的 VDD 引脚旁边要放一个 100nF 小电容，这电容叫什么、干嘛用？
   > 答：去耦电容（decoupling），给芯片就近供能、滤除电源噪声——判断依据：电容通交流隔直流、储能滤波。
5. **陷阱题**：同事说"电源入口串联一个 10μH 电感用来'隔直流'，只让交流过去"。
   > 答：错。电感是**通直流、隔交流**；"只让交流过去"是电容的特性。电源入口串电感是扼流/滤纹波，直流照样通过（规则 1）。

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## 六、关系网络

- **向上**：四要素（元件符号/连接线/结点/注释）→ [[01-PCB认识与EDA工具选择|01 PCB 认识]]、[[04-电路基础-电路定理|04 电路定理]]
- **同级**：半导体器件（二极管/三极管/FET）是 RCL 的"有源化" → [[03-电路基础-半导体器件|03 半导体器件]]
- **实战**：RCL 是 [[09-项目实战-51单片机核心板|51 核心板]] 电源电路（AMS1117 + 输入输出电容 + 电感）的主力元件。
- **方法**：元件学习的通用路径 = **定义→单位→伏安特性→通断特性→用途**；给每个元件配一个生活类比（瓶颈/水池/飞轮）后，"该用谁"的判断就不会错。

> 来源：立创 EDA 教程 第3课（电路分析基础·上）；色环/电容分类标识/电感标注内容标注 [视觉]