2.3 电源与电路

2.3.1 直流电源

直流电是电荷运动时产生电流的大小和方向不随时间发生变化的电能，并向用电设备提供能量。常用的直流电源有干电池、蓄电池、燃料电池等。其直流电的波形图如图2-1所示。

图2-1 直流电的波形

图2-2 交流电的波形

2.3.2 交流电源

交流电是电荷运动时产生电流的大小和方向均随时间变化而变化的电能，并向用电设备提供能量。常见的交流电源有将水能转变为交流电能的，将热能转变为交流电能的。其交流电的波形图如图2-2所示。

2.3.3 电路

一个完整的电路通常由电源、负载（用电设备）、连接导线以及开关等组成，它的作用是实现电能的转化和输送。

在生产和日常生活中，所有的用电设备，它们在工作时都是通过导线、开关（控制器）和电源连接起来的，由此构成一个闭合回路，使电流不断流通来达到使用目的。这些用电设备，就是我们常说的电源负载，它们将电源提供的电能转化为我们所需要的其他形式的能量。开关（控制器）的作用，是用来接通或断开电路以控制或保护负载设备。导线的作用，是把电源和负载连接成一个闭合通路，为电流提供路径，在电路中起着传输和分配电能的作用。

2.3.4 接地

接地是电路连接中最基本的安全措施。它是将电路直接连接到大地，以保证所有的电流都能够通过这条最直接的通路流向大地。为了实现接地系统正常工作，我们往往会在大地中进行金属棒深埋，然后将电路中的地线与之相连。所有电路都应该采用接地连接，不管是在家庭还是场馆中，电源供应商一定都会在附近拥有一个地线连接点。如果你使用户外发电机的话，那么你也会看到一些线缆连接到与电源接口端子相近的金属电极上。如果电路中出现故障的话，这种接地系统能够防止使用者、动植物受到可能致命的电击伤害，或是防止产生电火花而烧掉房屋。一个接地金属棒会将故障导致的电流、静电堆积以及闪电所造成的电负荷分流到大地之中，同时它也可以有效降低电磁干扰和射频干扰。所有的电路系统都需要一个参考电压，最理想的参考电压是0V。大地就是电路中所设定的0V参考点。在交流电系统中，我们使用地线来作为参考电压是因为它几乎总是处于0V电压状态。在交流电系统中，每一点的电压都是与地线之间的相对大小。在音频电路中，电路中每一点的电压都是与称为接地的0V参考电压之间的相对大小，而不管它是否与地线相连。