《3設計電路》講義同學們，咱們現在已經到了湘科版五年級上冊的第四單元啦，這個單元是電與我們的生活，今天咱們要重點來講一講設計電路呢。一、電路的基本組成部分（一）電源同學們，你們想啊，電就像水一樣，得有個源頭，這個源頭就是電源。電源就像一個超級能量包，它能給電提供能量。咱們常見的電源有電池，就像咱們玩具里用的那種小電池，還有家里墻上的插座，那可是連接著大電源呢。電池就像一個個小小的能量小倉庫，能把化學能轉化成電能。比如說咱們的遙控汽車，把電池裝上，汽車就能跑起來啦，這就是電池這個電源在發揮作用。（二）導線有了電源還不行呀，電得有個路走，這就是導線的作用啦。導線就像小電的高速公路，能讓電在上面跑得飛快。咱們生活中的電線就是導線，它們一般都是用銅或者鋁做的，因為這些金屬很容易讓電通過。就像咱們上次在科學課上做的小實驗，把一個小燈珠、電池和幾根銅絲連起來，銅絲就是導線，要是沒有銅絲，電就沒辦法從電池跑到燈珠那里，燈珠就亮不了啦。（三）用電器電源提供了電，導線給電鋪好了路，那電用來干啥呢？這就用到用電器啦。用電器就是把電能轉化成其他形式能量的東西。比如說電燈，它能把電能轉化成光能，讓咱們能看到東西；還有電視機，它能把電能轉化成光能、聲能，這樣咱們就能看到畫面聽到聲音啦。再比如咱們的小風扇，電能一進去，小風扇就呼呼轉起來了，這是把電能轉化成了機械能。（四）開關這個可重要啦，開關就像一個小門衛。它能控制電路的通和斷。當開關打開的時候，就像小門衛把路打開了，電就能在電路里跑起來；要是開關關上了呢，小門衛就把路堵住了，電就過不去了。就像咱們家里的燈開關，你想開燈的時候就按一下或者拉一下，燈就亮了，不想讓燈亮的時候再操作一下開關，燈就滅了。二、簡單電路的連接（一）串聯電路咱們先來說說串聯電路。串聯電路就像小朋友們手拉手排成一隊一樣。在串聯電路里，用電器是一個接一個地連接在電路里的。比如說，咱們有一個電池、一根導線、兩個小燈珠和一個開關。咱們先把電池的正極用導線連接到一個小燈珠的一個連接點上，然后這個小燈珠的另一個連接點再用導線連接到另一個小燈珠的一個連接點上，第二個小燈珠的另一個連接點再用導線連接到開關的一端，開關的另一端再用導線連接到電池的負極。這樣就組成了一個串聯電路。這時候你會發現，當你把開關打開的時候，兩個小燈珠都會亮起來。而且呀，你要是拿掉其中一個小燈珠，另一個小燈珠就不亮了，就像小朋友手拉手，中間一個小朋友跑開了，這一隊就斷開了。我給你們講個我小時候的事兒啊。有一次我想自己做個小燈籠，就想著用小燈珠讓燈籠亮起來。我就按照串聯電路的方法來做。我找來了電池、導線和幾個小燈珠。剛開始我沒太弄明白怎么連接，結果小燈珠怎么都不亮。我就仔細地檢查每一個連接點，發現有一個地方導線沒接好，有點松動。我把它接緊之后，小燈珠就亮起來啦，當時我可高興了呢。而且我發現，要是我把其中一個小燈珠取下來，整個燈籠就不亮了，這就是串聯電路的特點。（二）并聯電路那并聯電路又是什么樣的呢？并聯電路就像好多條路通向不同的地方一樣。在并聯電路里，用電器是并列地連接在電路里的。咱們還是用電池、導線、兩個小燈珠和一個開關來舉例。咱們先把電池的正極用導線連接到開關的一端，開關的另一端用導線引出兩條支路。在一條支路上連接一個小燈珠，在另一條支路上也連接一個小燈珠，然后這兩個小燈珠的另一端再用導線連接到電池的負極。這時候你會發現，當你打開開關的時候，兩個小燈珠都會亮起來。而且啊，要是你拿掉其中一個小燈珠，另一個小燈珠還是會亮的，就像好多條路，其中一條路堵住了，其他的路還能走一樣。我再給你們講個觀察到的現象。我們家有那種插排，上面可以插好幾個電器。有一次我發現，我把臺燈插在插排上，然后又把手機充電器插在插排上。當我把插排的開關打開的時候，臺燈亮了，手機也能充電。這就有點像并聯電路，臺燈和手機充電器就像兩個用電器并列地連接在電路里，它們可以各自工作，互不影響。三、電路的設計原則（一）安全性同學們，在設計電路的時候，安全性是非常重要的。電這個東西雖然很有用，但是如果不小心也很危險。比如說，咱們在選擇導線的時候，要選擇合適粗細的導線。如果導線太細了，當電流比較大的時候，導線就會發熱，甚至可能會著火呢。就像咱們用很細的小鐵絲去連接一個大功率的用電器，小鐵絲肯定受不了。還有啊，在連接電路的時候，一定要先把電源斷開，要是帶電操作的話，很容易觸電的。我聽說有個人在修家里的電燈的時候，沒有斷開電源就去換燈泡，結果不小心觸電了，可嚇人了。所以咱們在設計電路的時候，一定要把安全放在第一位。（二）合理性除了安全，合理性也很重要。什么是合理性呢？就是咱們要根據用電器的功率和需要來設計電路。比如說，如果咱們要給一個小鬧鐘供電，用一節小電池就足夠了，沒必要用很大的電源。再比如說，如果咱們要設計一個房間的照明電路，咱們要考慮到房間的大小、需要的亮度等等。如果房間很大，但是只裝了一個很小功率的燈，那房間就會很暗；要是裝了太多大功率的燈，又會浪費電。所以要合理地選擇用電器的功率和數量，合理地安排電路的連接方式。（三）簡單性在設計電路的時候，咱們也要盡量讓電路簡單。簡單的電路容易理解、容易檢查和維修。就像咱們剛剛說的串聯電路和并聯電路，這就是比較簡單的電路形式。要是把電路設計得特別復雜，就像一團亂麻一樣，要是出了問題，都不知道從哪里下手去檢查呢。比如說，我見過一個很復雜的電路模型，里面有好多用電器，連接方式也很奇特，結果這個電路模型老是出問題，修的人都頭疼得很呢。所以咱們要在滿足需求的前提下，讓電路盡量簡單。四、電路設計的實際應用（一）家庭電路咱們家里的電路就是一個很典型的電路設計的例子。咱們家里有好多用電器，像電燈、電視、冰箱、洗衣機等等。這些用電器都是并聯在電路里的。為什么呢？因為這樣每個用電器都可以獨立工作，互不影響。比如說，你打開冰箱的時候，不會影響到電視的工作。而且家里的電路還有保險絲，這是為了防止電流過大。要是電路里的電流突然變得很大，超過了保險絲能承受的范圍，保險絲就會熔斷，這樣就可以保護電路里的其他設備，避免發生危險。我記得有一次，我們家突然停電了。我就和爸爸一起檢查電路。我們發現原來是有一個用電器短路了，電流變得特別大，結果保險絲就熔斷了。爸爸就換了一個新的保險絲，然后把那個短路的用電器修好了，家里就又有電了。這就說明保險絲在家庭電路里是非常重要的。（二）簡單電子設備像咱們的手電筒，這也是一個簡單的電路設計。手電筒里有電池作為電源，有小燈珠作為用電器，有導線連接它們，還有開關來控制電路的通斷。再比如說，咱們的電子手表，雖然它看起來很小，但是里面也有一個小小的電路。這個電路也是經過精心設計的，它能把電池的電能轉化成能讓手表顯示時間的能量。五、電路設計的步驟（一）確定需求在設計電路之前，咱們要先確定需求。比如說，咱們要設計一個照明電路，那咱們就要知道這個照明的范圍有多大，需要多亮的光，是要持續照明還是可以間歇性照明等等。如果是要給一個小玩具設計電路，咱們就要知道這個玩具需要什么樣的功能，是要會動呢，還是只要能發出聲音或者光就可以了。（二）選擇合適的組件根據需求確定之后，咱們就要選擇合適的組件了。如果是需要比較大的電能，咱們可能就需要選擇比較大的電池或者電源；如果是要讓電流很穩定，可能就需要一些特殊的電源或者電路元件。對于用電器，咱們也要根據需求來選擇。如果是要照明，就要選擇合適功率的燈珠或者燈泡；如果是要產生聲音，就要選擇合適的揚聲器之類的。而且導線也要根據電流的大小來選擇合適的粗細。（三）繪制電路圖這一步可重要啦。咱們要把自己設計的電路用電路圖的形式畫出來。就像畫畫一樣，不過這個畫有它自己的規則。咱們要用特定的符號來表示電源、導線、用電器和開關等等。比如說，用一條長的直線和一條短的直線表示電池，用一個圓圈中間有個叉表示燈泡，用一根折線表示開關。這樣畫出來的電路圖可以讓咱們更清楚地看到電路的結構，也方便咱們檢查有沒有錯誤。（四）連接電路并測試畫好電路圖之后，咱們就可以按照電路圖來連接電路啦。在連接的時候，一定要小心謹慎，按照之前說的安全原則來操作。連接好之后，咱們要進行測試。看看用電器能不