為何實際電路和教科書電路差別這么大？

在知乎上看到一個比較有意思的話題，估計也是很多沒有真正從事過電路設計的電子專業(yè)學生的通用疑問，看看大家怎么說！

實際工作中接觸到的電路，如信號調理、電源等電路和上學學習的電路差別很大?？梢哉f完全面目全非。我理解是因為實際當中情況比教科書上的理想情況要復雜的多。該如何完成從教科書上那種理想電路向可以實際應用的電路轉變呢？？該如何學習才能得到這種技能？入門小白真誠求教

網友dan：

教科書中的電路就像經典力學里面牛頓的慣性定律一樣，打個比方。慣性定律講在理想光滑平面上有初速度的運動物體會繼續(xù)以原有速度無限運動下去。回到真實世界以后平面的坡度，摩擦系數(shù)，空氣阻力等等真實的條件都會破壞定律所描述的現(xiàn)象。

回到你提問的電路領域，因為學時所限，書本上所描述的電路很多時候描述的是理想模型，電阻電容電感二極管等等都簡化成了跟分布參數(shù)不相關的理想模型。而在實際應用中，簡單的阻容感元件存在分布參數(shù)，變壓器有漏感，二極管的電壓降是通過電流的非線性函數(shù)，這些因素都影響實際電路的具體工作。

而且由于熱運動的存在，電阻值一般還是溫度的函數(shù)，電容因為工藝的影響也會是溫度的函數(shù)并且電容值分布的離散度很大。真實電路里為了克服這些非理想狀況需要進行相應的補償?shù)鹊?，所以就跟書本知識出現(xiàn)了極大的偏離。

網友瘋狂的蔬菜：

這是一個挺深刻的問題，我試著回答一下，權當拋磚引玉吧。

在題主的問題描述里面提到一個觀點：“實際情況里面的電路比教科書上的理想情況復雜得多”。也許這個就是很多人對這個 問題的終極解答了，電子/電氣專業(yè)入門的基礎課里面，離不開的是電路分析/模電和數(shù)電這三把斧，外加一個不知道是什么鬼的信號與系統(tǒng)。這四門課學完，完全做不出來實用的電路。然而實際情況是，這四門課本來就不是為了“做實際電路”而服務的。

電路分析課上講的東西，概括起來是線性電路中的元件約束和拓撲約束，以及相關的求解辦法。明眼人都能看出來，這門課里面的“電路”，是定義在網絡理論和圖論的基礎之上的，和實際的電路一點關系都沒有。模擬電路看似滿眼的二極管和三極管，其實這門課傳達的最重要的思想是怎樣從器件的物理屬性出發(fā)，在特定的應用方向上提取出符合電路理論形式的模型，也就是常說的器件建模。還有一點非線性電路的概念。到這里的學習軌跡其實和實際電路越來越接近了，但是一個數(shù)字電路卻又回到了理論的層面上。數(shù)字電路的理論基礎和實際的“數(shù)字電路”一點關系都沒有，而是電路二值化后將數(shù)理邏輯作為分析工具的一種理論嘗試。

說到這里，不知道各位有沒有發(fā)現(xiàn)問題的關鍵：這三門課和什么“實際電路的設計”壓根就沾不上邊，它們的作用只是讓你了解目前電路理論的范式，并且儲備相對完備的理論知識用于接下來的“實際電路”設計。這就好比牛頓定律和設計汽車的關系一樣，難道掌握了三大定律就會設計一個能跑汽車了？

從理論到實際能用的電路，中間最關鍵的橋梁是電路器件。二極管、BJT和FET，還有運放、邏輯門這些都是電路的器件，在這里務必要搞清楚的是，這些東西和之前所學過的電路理論的那些東西意義上是完全不一樣的。電路理論里面的“器件”，只是對特定約束關系的一種符號化抽象。至于實際使用的電子元器件，它們是電路理論在物理世界中的一種實現(xiàn)。那實際的器件，也不可避免地會給電路中引入一些和自身物理性質與實際環(huán)境交互相關的改變。你的電路越復雜，這些影響就越明顯。

所以說，從電路理論到實際電路，最關鍵的一環(huán)是如何用定性定量的方法，在同一個電路理論的框架下去描述并盡可能消除這些影響。比如器件的噪聲、非線性，還有供電，這些才是我們常常接觸到的“實際電路”問題。對應的理論層面上有器件與拓撲建模分析，而在系統(tǒng)的角度有信號完整性電源完整性、EMC、可靠性設計等等。根據(jù)自己感興趣的電路應用領域有針對性地學習就差不多了。

網友well xiong

1. 教科書中的電路重在演示原理，所以必須把電路中最本質的東西表現(xiàn)出來，非核心部分必然就舍掉了，實際電路可不是為了演示，而是要應對各種情況，自然會多很多輔助電路。

2. 為了簡化計算，教科書中的電路會做很多前題假設，比如將某些器件視為理想器件之類的，但現(xiàn)實中并不是這樣，有大量的非理想效應，解決這些效應會需要額外的代價，使得電路變復雜。

怎么學會，工程師嘛，理論扎實很重要，更重要是多動手，多觀察，思考。指望從書上學到所有東西是不現(xiàn)實的。

匿名用戶

作為學生試著回答下，首先書上的電路都是將元件抽象成理想模型了，可能忽略了噪聲影響，寄生因素，其次電路設計除了原理設計外，還要考慮應用問題，書上的電路可能在獨立的環(huán)境下可行，但是在磁場干擾（例如周圍有變壓器），不同溫度，濕度等工作環(huán)境下，這些電路就無法工作了。這些都是工程師需要考慮的，在有扎實的理論前提下，這種技能是通過做工程項目：觀察，學習，思考，積累，總結來的

網友度容

牢記一句話 萬物之始，大道至簡，衍化至繁 。教科書上的電路很多是基礎模塊的 譬如 橋式整流電路，倘若你把它單獨摘出來設計產品，那么是不現(xiàn)實的，但是 橋式整流電路作為一個ACDC電路在多數(shù)弱電產品中是必備的模塊，這就是一個由點到面的過程，其實，即使再復雜的電路經過功能劃分之后總能找到教科書中的影子，因此，好好學習 天天向上吧

網友Patrick Zhang

2015年8月的老帖子，不過還是很有意思的，我來回答一下吧。我們來看下圖：

這是國產DW15框架斷路器脫扣器的電路圖。

在圖中，我們看到了它的核心電路其實就是施密特觸發(fā)器，還有輸入回路，晶閘管驅動電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電源及整流電路，還有反饋和PID電路等等。此圖把我們已經熟知的各種局部電路協(xié)調地組合起來，以滿足總體功能需求。

我們來看下圖：

按圖中箭頭所指，其實都是很基本的電路，也是教科書中都學過的電路。

例如電流互感器的二次電路中，因為電流互感器的二次回路流過的都是電流信號，這里的電流電壓轉換電阻的目的就是把電流信號轉換為電壓信號。再例如后續(xù)的橋式整流器和濾波器，以及施密特觸發(fā)器和或門電路，不都是我們在教科書中看到的耳熟能詳?shù)幕倦娐穯幔?/p>

讓初學者們困惑的是：復雜電路是如何設計出來的？難道這些設計者就如此全能，設計能力如此高超嗎？

其實，電路的復雜性是在調試中逐漸遞增的。特別是EMC測試，它能極大地提高電路的抗電磁騷擾能力，也是讓電路趨于復雜的主因之一。

我們用水泥、磚塊和木頭蓋房子，雖然這些材料司空見慣，但蓋好房子后，它的結構還是讓我們驚嘆！我們對局部電路和元器件很熟悉，然而把它們構建成具體應用，就不再是很簡單的事了。

土石磚塊、元器件和簡單電路，可謂小，它們相對簡單，但道理并不簡單；大廈和復雜電路，可謂大，雖然它們相對復雜，但總體功能并不一定復雜。古人說：夫自細視大者不盡，自大視細者不明。

可見，簡單電路是復雜電路的基石。但不管是簡單電路，還是復雜電路，我們都要把它們弄清楚才好。