完全不會電子電路也可以看，文章預設大家不會電子電路而編寫，提供最最最基本的知識，供讀者組裝簡單電路，並提供用電安全知識給讀者參考。
想玩 IoT，必須有電子電路知識才可以自行組裝，在一知半解情況下，跟網上例子及教學挑戰「智能家居」？交流電用電不慎會電死人或發生火災，所以這裡解說完一般知識後，會解釋怎才叫安全用電。
這並不是正規課程！如要學習全面的電子電路，請自行報名正規課程。
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必讀事項︰
小心用電安全！初次玩電，會燒一兩個電阻、LED 很正常，當天的你必需有良好嗅覺！當發現燒焦味時，請即時拔電！
待電路散熱後，仔細檢查線路上有沒有燒焦痕跡，測試各種零件有沒有受損，例如電阻阻值有沒有下跌，LED 燈有沒有燒壞等等，檢討一下為甚麼，是否計算上有甚麼出錯。
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專有名詞
電壓 ( V , Voltage )
很簡單，平常買電池時，AA 乾電池多數是 1.5 V，AA 充電池 是 1.2 V，現在先這樣理解，只知道 V 數值就好。
電路 ( Electrical circuit )
只有電池，怎才有電流？要有個閉合電路 ( close circuit ) ，一個電路由多個電路元件 ( electrical component ) 組成，怎才是一個閉合電路？像一個圓環，由一個點出發，最後返回原點 ( node )。
還有 open circuit 及 短路 ( shot circuit )，有興趣請自行 google。
電流 ( A 或 I , Current)
對人體造成傷害是電流，之前說過，要成為閉合電路 ( close circuit ) 才會有電流，而電流與電壓及電阻有密不可分的關係，現在知道這些就夠，之後再說。
電阻 ( R 或 Ω , Resistor )
任何物件都有電阻，電阻會阻礙電流流通，阻力越大，電流越小。google 人體電阻後，在不同情況下，阻值會有改變，沒有固定阻值，為安全起見，這裡先定義人體電阻為 1k Ohm。
電路元件 ( Electrical component )
元件有分正負極，有些電子零件沒有分正負，插反了電流還可以通過 ( 如電阻 )，有些電子零件插反了，電能轉為熱能燒毀零件，還有個叫擊穿電壓 ( breakdown voltage )，甚麼知識都沒有的情況下，實在不好解釋，所以沒有絕對例子，現在先這樣理解。
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Passive sign convention
電流有方向性，設定一個 node 做分析，如果由「正極」流向「負極」，這個電路元件 ( electrical component ) 稱為 Active component。
Active components
有甚麼電路元件可稱之為 Active component？例如電池 ( battery )、電源供應 ( power supply )、太陽能板 ( Solar panels ) 之類，提供電力的電子元件。
Passive components
有供電，當然有吃能量的電子元件，例如 LED、電阻之類，稱之為負載 ( load )。當電流經過電子元件時會有阻力，而發生 voltage drop，所以會有電壓不夠，推不動負載的情況發生。
學習建議
一時間有大量專有名詞出現，覺得應付不來？慢慢習慣就好，這一刻不需要完全讀懂，學會更多知識，才把環環相扣的電子電路學到懂，多動手做實驗，體驗一下原理，以下影片介紹玩 LED 要注意甚麼，玩電跟玩火一樣危險！因此要注意安全！
LED Basics
https://youtu.be/Yo6JI_bzUzo?t=67
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Kirchhoff's laws
圖中只有一直線電路，沒有分支，沒有雙供源，是最最最簡單的電路，分析電路一定要學以下兩條定義。
KVL
之前有說過，一個電路是由一個點出發，最後會走回原點，KVL 定義由一點出發，返回原點，最終電壓相等於零。
KCL
電流有方向性，這個之前有說過，KCL 定義電流一定有出有入，而入的量相等於出的量。
用 KVL 實際分析電路
先看 LED 的 Spec，最少要有 1.8 V 才可以發光，最高以 2.2 V 工作，最適合工作電流為 20 mA，如何計算電阻控制電流，下一節再說。
先自定一個點 ( node )，如圖示，定義那點為 node a，跟電流走向︰
- 電流經電池元件供電，流向由 - 到 +，因此 + 3V
- 電流經 LED 負載。流向由 + 到 -，因此 - 2.2V
- 電流經電阻負載，數值為未知 ( V )，因為 KVL，所以最終公式是︰
+ 3V - 2.2V - ? V = 0
? V = 3V - 2.2V
? V = 0.8V
所以得出電阻為 0.8 V
用 KCL 實際分析電路
用 KCL 分析，跟 KVL 一樣，在電路中拿一個點作為分析，那個分析點在 KCL 及 KVL 都稱為 node。
一條直線拿一個點分析跟本沒難度 …… 用 node a 做分析點，總輸入電流相等總輸出電流，公式是︰
0.02 A = 0.02 A
跟本是廢話，完全不用分析。如果要學有分支的電流分析，請自行 Google「kcl analysis」。
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萬用錶
萬用錶用法各有差異，實際怎用，請參考說明書，或可以去 youtube 看怎樣用，用法大大同小異。
買萬用錶要注意有沒有「保險絲」設計，測電流時，要注意用 20 A 或 200 mA，所以用之前，要先估算或計數，插錯洞去量電流，會損失一個 「保險絲」( Fuse )。
1 A = 1000 mA，以電壓為 3V ( 兩個 AA 電池 )，電阻為 10 R 為例︰
V = IR
3 V = ? A x 10 R
A = 3 V / 10 R
A = 0.3 A = 300 mA
因此，用 mA 那邊測電流，絕對會燒保險絲！
測電流
要注意電流方向，把電流錶當成一個負載，以負載方式「串聯」到電路中，測量電流。
測電壓
電壓又叫做電位差，以「並聯」方式測試電路經過電路元件後，電壓相差多少，用之前的 KVL 計算，可以測出圖中電阻的電壓是 0.8 V。
voltage drop
知道 KVL 及 KCL 後，如有細心留意，先駁電阻後駁 LED，電流應該是一樣，但電阻會吃電壓，這個叫做 voltage drop，假如先駁電阻再駁 LED，有可能電流足夠，但不夠電壓推動，接電阻目的是控制電流大小，因此，把電阻接在 LED 後，保證拿到足夠電壓。
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Ohm's law
看完 Spec，計好電壓、電流、電阻，砌好電路才用萬用錶，「大膽假設，小心求證」。
計算電流
用多少 V 可自己控制，電阻也是自由設定，現在想知得出的電流會不會過大︰
V = IR
1.5 V = I x 100 ohm
I = 1.5 V / 100 ohm
I = 0.015 A = 15 mA
計算電阻
看著 Spec，知道最佳工作電流是 20 mA 的話，用不超過 Spec 的電壓 ( V )，去找合適電阻砌電路︰
20 mA = 0.020 A
1.5 V = 0.020 A x R
R = 1.5 V / 0.020 A
R = 75 ohm
計算功率
有些大功率 LED ，例如燈珠，會給出 1 W 這個數值，這個就是 Power ( P) ，可用以下公式計算︰
P = VI
Ohm's law 公式各公式變化，可參考 wiki 或 google "Ohm's law wheel"。
為甚麼要計這個？不需計用多少 Ohm 電阻砌電路嗎？
Ohm's law
https://en.wikipedia.org/wiki/Ohm%27s_law
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安全電壓
明白 Kirchhoff's laws 及 Ohm's law 後，才可以解說甚麼是用電安全。其實還有交流電那方面，但太遠了，先跳過，知道交流電很危險，會電死人，要保持警覺。
現在只談直流電，跟據 V = IR 這公式，再嘗試代一些數字進公式，例如︰
30 V = ( ? I ) x ( 1000 R)
I = 30 / 1000
I = 0.03 A
I = 30 mA
再用這個數字查表 ( google 安全電壓圖片 )，會發現在某情況下會觸電，還有對人體有甚麼影響。
令人體受傷害是「電流」，因為「某情況下」才會觸電 ( 例如傷口觸電、全身濕透 )，電流難以估算，跟據 V = IR，假設電阻不變，電壓越大時，電流跟隨越大，因此，電壓保持在安全範圍，電流亦能保證在安全範圍內，所以只有安全電壓，沒有安全電流。
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law of resistance ( R = ρL/A )
可能聽說過金的導電比較好，銅是次，銀也可以導電之類。
其實不太關電子電路，這是物理那邊，但我覺得都需要知道，因為電阻跟長度及面積有關係 ( 還有温度 )。拿一條髮絲般的電線去駁電路，即使電子元件不燒，電線卻燒起來，這是失敗的電路，相反，用一條水管那麼粗的電線，但推不動電子元件，是另一個失敗例子。
L 是長度，A 是面積，ρ 是物料導電性，詳細就不說，知道有這東西存在，會猜想到為甚麼不通電，會不會因為導線太長？會不會因為電線太粗？用錯物料？
Resistivity and Resistance Formula, Conductivity, Temperature Coefficient, Physics Problems
https://www.youtube.com/watch?v=PIJTu8z0-_U
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總結︰
玩 IoT 要接電路，例如開關燈之類的，學到這裡應該沒甚麼問題，最少能看得懂電子零件能承受多少 V 及 mA，也能正確計算出用多少 Ohm 電阻令電子零件運作。
不過要玩到交流電、信號放大、步進馬達之類，這裡所寫知識遠遠不夠，應該說，連入門都算不上，甚麼串聯、並聯、等效電路、mesh analysis 等等，全部都沒說過，這都是基礎電學……連電學門檻都跨不過，別說電路元件……
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