电路理念/如何在电路中可视化电流
理解电路最重要的技术之一是观察电流在电路内部的流动情况（在电路理论中，这被认为是不重要的，充其量，电流用带有任意方向的小箭头表示）。
问题是，电流和其他电量一样，是不可见的......要显示它们，我们必须可视化它们的路径、方向和大小。
为了直观的理解，我们可以通过封闭的定向线（回路）在电路图上表示电流路径。
这种可视化技术基于水流类比（例如，参见下面的流行“鱼缸”类比）。
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这种技术已经存在很长时间了。例如，以下是如何在来自一本旧学生手册的运算放大器反相放大器的电路图中应用它。
看到这种表示，我们可以意识到画电源的重要性，因为电流从电源的正极开始，并返回到它的负极；因此，每条电流都返回到它开始的地方。我们可以将这种观察视为一种“拓扑电学定律”。
我们可以利用 Corel Draw 等高级图形编辑器来显示更复杂的电流图片，其中电流路径用绿色着色（与水流相关联）。例如，参见用各种电流回路装饰的 AC 晶体管放大器电路。
实际上，两幅电流图片叠加在电路图上 - 蓝色的是输入电压为正时，绿色的是输入电压为负时。
我们甚至可以制作动画电路教程（例如，用 Flash 动画制作），其中“实时”电流以与电流大小成正比的厚度变化（您需要Ruffle Flash 模拟器来观看 Flash 电影，因为 Adobe Flash Player 不再受支持）。以下是一部此类电影的截图。
如果我们同意内容比形式更重要，我们可以用手画出叠加了电流图片的电路图。以下是ECL 门的这种“几何”表示。
在在线学习中，我们可以使用 ZOOM 笔（注释工具）在各种电路图上绘制电流。这似乎是一种非常强大的教学技巧。您可以在下面的记录中看到，在与学生进行半导体器件练习时是如何发生的。故事是由老师以第一人称写的。
在视频开始时，我们开始讨论“静态”二极管测量的电路图。为此，我在黑板上放了一张 2015 年画的旧图......我们开始讨论为什么需要一个电阻器......以及如果没有它会发生什么。我们花了将近 7 分钟的时间，在这段时间里，我们查看了网络上的各种资源......
然后是时候在无焊接原型板上“实施”我们的概念设计了。我再次使用了“老式真实学习”的照片（附在下面），其中电源和仪表不在照片中。我突然想起要问学生这些测量设备在哪里以及是什么......然后我产生了一个“绝妙”的想法，在图片上画出电流路径，并附上解释。
我想你会对我是如何做到的感兴趣；这就是为什么我把上面的视频翻译成了 6:30 分到 16:00 分之间的部分。
6:30 分：......所以，这是电路 - 一个电压源，电阻器和二极管串联。现在让我们看看几年前你的同事如何在原型板上制作这个电路。
这里有一些元素看不见，就像一个谜一样，这让我可以问你关于它们的问题。例如，这些位于板底部的两根黑线是什么？或者这些位于左右两侧的黑线和红线是什么？研究的电路在哪里？这是你的同事做的事情......他们测试了什么？显然，他们测试了一个 LED......为了限制流经它的电流，他们在电路中加了一个电阻器......现在有趣的是看看电流在哪里流动......
好的，让我再次询问，“有人明白这两根线是什么吗？ - 右边的黑色和红色？”
学生：“这些是仪表的探头......下面的黑线是电源的......” 没错！右边的这些是手工制作的仪表探头。如你所见，它们有尖锐的尖端，并直接插入电路板上的孔中。所以这是一个仪表，另一个是另一个仪表。现在剩下的就是指定每个仪表是什么。
学生：“我想右边的是安培表，因为它串联连接。” 没错！让我们看看是谁说出了这种智慧。让每个人打开他们的摄像头......
学生：“是的。” 没错；右边的是安培表，左边显然是伏特表，因为它并联连接到 LED。所以，我们现在要做的就是描绘出电流的轨迹......我建议用绿色来着色（与水流相关联）。我们说过电流可以通过非常复杂的道路流动，但最终它会回到它开始的地方（每条电流都回到它开始的地方）。如果你不知道，这是继欧姆定律和基尔霍夫定律之后提出的第三个电学定律（当然，这只是一个玩笑:-)请注意，这是一个“拓扑”定律。
9:30 分：现在让我们实际看看。再次看看电路板底部的黑线。它们更细，其中一根用红胶带包裹着。
学生：“这应该是电压源，有两个端子 - ‘正’和‘负’......红色的那个是‘正’。” 没错！这是电源......也就是所谓的“适配器”......我在上面标记了红胶带，表示它是“+”。现在我将用 Zoom 笔像电池一样简单地画出来。
那么如何（概念上）绘制电流表呢？它的两个探针之间有什么？短路，这就是电流表……电压表呢？它的红黑探针之间什么也没有，开路。所以，这就是电路……
11:00 分：现在我们用红色在 12V 电压源（电源）上标出“+”和“-”极性……我们准备好了。我们是电流（绿色），从电源的正极开始，向负极移动。谁会参与呢？你只需要引导我……我就像一辆小汽车，你需要告诉我该往哪里走。所以，我从右侧黑色电线（红色标记）的“+”处出发，到达电路板。我应该继续往哪里移动？我问你，看看你是否知道电路板上的连接方式。
学生：“朝着电阻器……”很好！所以所有这些接触孔彼此相连，就像一根（正）导轨……我在上面移动。我到达电阻器，然后我做什么？我向上移动到它的右侧引线……进入电阻器……从左侧引线出来……向下移动……踏上电路板上的 5 个孔的连接处。我来到红线，现在该怎么办？往左走，直行……还是去别的地方？提醒一下，右侧是电流表，它是一个短路。
嗯……这是一个非常有趣和有益的“游戏”。这就是理解事物的方式——不是通过枯燥的公式和定义……不是通过“阅读”讲座和进行“做这个做那个”之类的无聊练习……
12:55 分：学生：“所以电流应该流过电流表？”很好，我是电流……我该做什么？我将进入（学生：“进入红线”）……没错；我是一个聪明的存在，我选择最小的障碍（就像一个想通过考试的学生一样 :-) 所以我会沿着红线移动……我进入电流表……然后通过电阻率几乎为零的分流器（在 10A 范围内，它只是一根导线）……然后从黑色电线出来。我离开电路板……移动到连接处……到达红线……现在我该怎么办？我要进入红线吗？
学生：“是的……”仔细想想……
另一个学生：“电流正在分支……进入红线……”
13:50 分：再想想……左侧是电压表；让我们把它画出来——这是它的黑色电线，这是红色的。但电压表是什么？我们上次是如何向我们的假设学生解释它的？电流流过它吗？它形成电流路径吗？还是恰恰相反？
学生：“没有……没有……”它的电阻率无限大，用简单的语言来说，这里什么都没有……什么都没有……开路……所以电流无法流过“不存在的东西”……那么，它会流向哪里？它在哪里找到路径？
15:00 分：学生：“通过 LED？”没错！是谁说的？所以电流从右侧 LED 端向上移动……进入……通过 PN 结，使其发光……从电路板上的右侧 LED 端向下移动……沿着负轨移动（不要朝黑色电压表电线移动）……最后从黑色电线返回到电源的负极……电流回到了起点……
16:00 分：这是在真实电路图上绘制的电流的完整路径。它并不美观……我们正在解释它……但重要的是我们理解它……
然后，直到 23:30 分，我们研究了另一个“电流偏移”，其中我们看到了电流在遇到电流分配器时如何分支。
如何用电压条可视化电压（通过高度成比例的电压条）
如何用电压图可视化电阻器内部的电压（通过电压图）
如何可视化工作点（通过叠加的 IV 曲线）
电流在电路中流向哪里？（Codidact 论文）