编写日期:2026-10-21。
适用场景
看懂电阻符号以后,初学者常会遇到一个问题:原理图上的串联、并联,到了电路板上究竟怎样辨认?本教程制作一块只有四只电阻和两个接口的小板,让两个独立电路分别呈现约两千欧和五百欧的等效电阻。成果既能用于练习 KiCad,也能作为万用表测量练习板。
实验只使用最高三伏的低压直流电源,不连接市电、充电器内部电路或其他设备的信号接口。所有接线、改线和电阻测量都必须断电进行;通电时使用具有可调限流功能的实验电源。
原理:看节点,不能只看摆放方向
串联意味着电流依次经过两只电阻,中间节点没有其他分支。两只一千欧电阻串联,等效电阻为两千欧。并联意味着两只电阻的两端分别连接同一对节点,两只一千欧电阻并联,等效电阻为五百欧。
在三伏电压下,串联支路理论电流为一点五毫安,并联支路总电流为六毫安。并联时每只电阻承担三毫安,单只功耗只有九毫瓦,低于四分之一瓦电阻的额定功率。这些数值来自理想计算,实际结果还受电阻容差、电源误差和测量接触影响。
准备工作
准备 KiCad 9、四只一千欧且容差为百分之一的直插电阻、两个两针接口、万用表,以及可设置三伏输出和十毫安限流的电源。接口应选择与手头插头配套的型号,不能只凭针距相同就判断兼容。焊接需要烙铁、支架、护目镜和通风条件。
先逐只测量电阻并记录实测值。这个动作能排除拿错阻值,也能为后面的理论计算提供更可靠的输入。不要用手指同时捏住两端金属部分,避免人体电阻影响读数。
分步骤操作
第一步:画出两个互不连接的网络
新建工程,添加四只电阻和两个两针连接器。串联部分连接为:J1 的一脚接 R1,R1 另一端接 R2,R2 另一端接 J1 的二脚。把三个节点分别命名为 S_POS、S_MID、S_NEG。
并联部分把 R3、R4 的一端共同连接 J2 的一脚,另一端共同连接 J2 的二脚,节点命名为 P_POS、P_NEG。两组电路之间不要加公共地线。这样断电测量时,不会因其他支路产生意外并联。
给四只电阻填写一千欧数值并完成编号。运行电气规则检查(Electrical Rules Checker),检查是否存在悬空引脚或导线没有真正接到端点的情况。规则检查不能代替电路原理判断,因此还要逐个高亮节点,确认连接关系。
第二步:选择封装并布局
按实际电阻本体和弯脚后的间距选择直插封装,检查接口孔径能否容纳引脚。从原理图更新电路板(Update PCB from Schematic),把串联部分放在左侧,并联部分放在右侧。
在板边外形层(Edge.Cuts)画闭合板框,器件与板边留出足够空间。两组接口旁分别标注“串联约2kΩ”和“并联约500Ω”,再标明一脚位置。文字不要压到焊盘,否则成板后可能被阻焊开窗裁掉。
第三步:布线并生成制造文件
本板电流很小,可以采用零点五毫米线宽、零点三毫米铜间距作为练习设置,但必须同时满足所选板厂的生产规则。尽量全部使用同一铜层布线,不必为了练习增加过孔或铜皮。
运行设计规则检查(Design Rules Checker),处理短路、间距不足和未连接项目,并检查原理图与电路板是否一致。导出 Gerber 与钻孔文件后,重新打开制造文件,确认板框闭合、孔位存在、两组网络没有交叉相连,再提交生产。
第四步:焊接后先测阻,再通电
先焊电阻,再焊接口。电阻本身没有正负极,但接口标识仍要与原理图编号一致。冷却后检查是否有锡桥、剪脚残留或未润湿的焊点。
完全断开电源,用电阻档测量 J1 两端,应接近两千欧;测量 J2 两端,应接近五百欧。再测两组接口之间,应没有稳定的低阻连接。确认通过后,把电源设为三伏、限流十毫安,关闭输出,再连接其中一组接口,最后开启输出。一次只给一组供电。
验证方法
先用电压档并接接口两端,确认板上实际电压接近三伏,再查看电源显示的电流。若电源在毫安范围内分辨率不足,可以用电阻实测值和端电压计算预期电流,不要为了读数冒险改接电流档。
验证并联关系时,断电后临时拆除 R4 的一端,接口阻值应从约五百欧变为约一千欧;恢复焊接后重新检查。这个可逆操作能帮助理解支路数量与等效电阻的关系。
常见错误
并联接口测出接近两千欧,多半是连线实际形成串联;读数接近零,应优先检查锡桥。通电后电源立即进入限流,说明接线或焊接可能短路,不要调高限流继续尝试。读数轻微偏离理论值时,先核对电阻实测值,不要把所有偏差都判断为故障。
安全与回退
任何异常都先关闭电源输出,再拆线检查。电阻档不能测带电电路,电流档不能直接跨接电源两端。本板仅用于规定的低压小电流实验,不承担其他设备的供电或保护任务。返修前保存工程副本;改线后重新完成规则检查和断电测量,再恢复通电验证。
参考资料与转载说明
本文依据上述公开资料进行中文原创整理,不是逐句翻译,也不替代厂商手册。操作前请核对自己的版本、型号和备份。
评论一下?