实验室指南¶
本指南介绍电路实验室。您用仪器和元件搭建电路，用电缆连接它们的接线柱，操作控件，并读取测量仪器的示数。在您操作的整个过程中，仿真一直在运行：新的连接、转动的旋钮或改动的参数会立即反映在示数中。实验室不会阻止您犯错，例如造成短路。它并不模拟真实电路中发生的一切，但错误导致的一部分后果可以在这里看到：电压源自行关断，保险丝熔断，灯泡烧断。
现实中的电
请记住，在现实生活中用电需要小心。在实验室里无害的操作，在真实的实验台上可能造成烧伤、引起火灾或导致触电。
界面¶
实验室由工作区和界面面板组成；编号与图中一致。
- 工作区是摆放仪器和元件的 3D 区域。电缆把它们连接起来，镜头在它的上方移动。
- “元件”面板包含实验室的全部仪器和元件。 元件按钮用于隐藏和显示该面板。
- 工具栏包含图标按钮：
- 标志 打开主菜单：文件、实验、设置和账户；
- 撤销和 重做；
- 显示电路和 下一个元件用于移动镜头；
- 五个开关： 对齐网格、 锁定电缆、 锁定仪器、 框选和 房间照明；
- 针对选中对象的按钮，只在有选中对象时出现： 参数、 旋转、 删除和 复制。
- 仿真时钟位于工具栏上，显示并控制仿真时间。
- 参数面板会为选中的仪器或电缆自动打开，其中包含它的设置。
房间照明会关闭房间的主灯。在黑暗中，灯泡和 LED 发出的光以及炽热灯丝的辉光格外醒目，而在日光下因温度太低看不出发光的灯丝会显出暗红色。每次切换都会弹出一条简短的提示，每次启动实验室时灯都会重新打开。
布局会适应窗口和设备：在窄窗口中和手机上，部分界面会换到别的位置。
移动镜头¶
- 平移：用手指或鼠标在工作区的空白处拖动。
- 缩放：双指捏合，或滚动鼠标滚轮。
- 显示电路：镜头后退，直到整个电路都在视野内。
- 下一个元件：选中电路中的下一台仪器，从上到下逐行、每行从左到右，镜头随之对准它。最后一台仪器之后又从第一台开始。
实验¶
一个实验就是一套现成的学校实验装置：仪器已摆放到位，电缆已连接好，打开实验时镜头会对准装置。
- 打开主菜单 ，选择 实验。
- 选择一个实验。卡片按小学、初中和高中分组。
- 如果当前电路有未保存的更改，会先弹出对话框询问是否放弃这些更改。
打开的实验就是一个普通电路：可以修改数值、添加仪器、重新接线。若要保留您的版本，请用 保存将它保存为文件（见文件）；列表中的现成实验保持原样。每个实验的实验目的、实验步骤、预期结果和问题都在实验中该实验的页面上，同样的装置可以直接在页面中运行。
搭建电路¶
放置仪器¶
把一个图块从“元件”面板拖到工作区：图标离开面板时会变成仪器，在要放置的位置松开即可。也可以先点按图块，再点按工作区中的位置；再次点按该图块可取消选择。
如果该位置已被占用，仪器会移到最近的空位。如果完全没有空间，仪器会变成灰色，在此处松开则取消放置。在面板或界面的其他部分上方松开，同样会取消放置。
移动与网格¶
拖动仪器即可移动它；它的插头和电缆随之移动。打开 对齐网格后，工作区会显示网格点，被移动仪器的边缘会吸附到网格点上，使仪器排列整齐。该开关只影响此后移动的仪器：已经放好的仪器保持原位。每次切换都会弹出一条简短的提示，实验室会在两次启动之间记住这一设置。
仪器不能重叠。拖到另一台仪器上方的仪器会变成灰色；在那里松开，它会回到原来的位置。
若要把仪器移到视野之外，请把它停在工作区边缘附近：稍作停顿后，视图会向该边缘滚动，仪器保持在指针下方。从面板中拖出的仪器和副本也是如此。指针位于面板上方时，视图不会滚动。
接线¶
一根电缆连接两个接线柱。
- 新电缆：从接线柱开始拖动。插头跟随指针，靠近接线柱时会被吸过去；在那里松开，插头就插上了。在远离任何接线柱的地方松开，新电缆会消失。
- 重新连接：拖动电缆本身，电缆上任何位置都可以。离指针较近的插头会从它的接线柱上拔出；把它放到另一个接线柱上，电缆就连接到那里。
- 移除：用同样的方法拖动电缆，把插头放在远离任何接线柱的地方：电缆会消失。 删除也能移除选中的电缆。
一个接线柱可以连接任意数量的电缆。两个接线柱之间只能连接一次：同一对接线柱之间的第二根电缆插不上。
若要够到视野之外的接线柱，请把插头停在工作区边缘附近：稍作停顿后，视图会向该边缘滚动，与移动仪器时相同。
电缆略微下垂。仪器移动时，它的电缆会滞后、摆动，然后静止下来。若要让电缆立即静止，请在 设置中关闭电缆动画。
选择、旋转和删除¶
点按仪器或电缆即可选中它。点按另一个对象会替换当前选择，点按工作区的空白处则取消选择。若要同时选中多个对象，请在它们周围画一个方框：方框碰到的每台仪器和每根电缆都会被选中，拖动时选择会随方框变化。拖动选中组中的一台仪器会移动整个组。电缆的参数面板包含它的颜色和电阻。
- 框选：按下该按钮，然后在工作区上拖动。松开方框后，按钮会关闭。只点按不拖动，或在工作区以外的任何地方按下，按钮都会关闭，不选中任何对象。
- 使用鼠标时，按住右键拖动也能画出方框，无需使用该按钮。
把方框停在工作区边缘附近，稍作停顿后视图会向该边缘滚动：靠近边缘时较慢，到达边缘时全速。方框的起点固定在您开始拖动的位置，因此它可以圈入原先视野之外的电路部分。指针位于面板上方时，视图不会滚动。
- 旋转：将选中的仪器顺时针旋转四分之一圈。带显示屏的仪器不能旋转。如果没有足够的空间旋转，仪器会闪一下灰色并保持原样。
- 删除：删除所有选中的对象；仪器会连同它的电缆一起删除。
复制¶
选中一台或多台仪器，按下 复制。然后：
- 拖动其中一台选中的仪器，整个组（包括电缆）的副本会跟随指针，到您松开的位置；
- 或者点按工作区的空白处，副本会出现在那里；
- 或者点按一台选中的仪器，副本会放在它旁边。
副本保留原件的全部设置：参数、旋钮和拨杆的位置、旋转方向，以及被复制仪器之间的电缆。如果副本变成灰色，说明它所在的位置没有足够的空间。
撤销与重做¶
撤销和 重做用于撤回和重复对电路的更改：放置、移动、旋转、接线、删除、新的参数值、转动旋钮或拨动开关。镜头的移动、选择状态、仿真速度和设置不计入历史记录。 新建、 打开和打开实验会开始新的历史记录。
撤销会使仿真重新开始
历史记录保存的是电路，而不是它的电学状态：电容的电荷、线圈中的电流和灯丝的热量不会在步骤之间保存。每次 撤销和 重做都会把时间归零，实验室从头开始计算电路。
锁定电缆和仪器¶
当电路已经搭好、您只想操作控件时，锁定功能可以防止电路在手指下错位。打开 锁定电缆后，拖动电缆或接线柱会改为移动镜头：既不会拉出新电缆，也不会拔出插头。 锁定仪器对仪器起同样的作用。点按仍可选中对象，旋钮、按键和开关仍可正常使用。每次切换都会弹出一条简短的提示，每次启动实验室时两种锁定都会重新关闭。
操作控件¶
仪器说明列出了每种仪器的控件。这些控件在所有仪器上的用法都相同。
- 旋钮：电压源和示波器上的旋钮可以无限旋转。抓住旋钮，绕其中心移动指针：顺时针转动增大数值。一条辅助线标出您抓握的位置；抓握点离中心越远，调节越精细。
- 电位器和滑动变阻器：电位器的旋钮在两个止点之间转动；滑动变阻器的滑片沿电阻丝移动。
- 开关：开关的拨杆跟随您的手指移动，松开时会跳到其中一端；点按一下即可拨动它。按钮开关只有在按住时才使电路保持闭合。单刀双掷开关每点按一次就切换一个位置，中间总会经过断开位置。
- 按键：点按即可按下：电压源的电源键、波形键、电表的 DC 和 AC 键、示波器和功率表的按键。
参数¶
选中单台仪器或单根电缆，它的参数面板就会打开，显示其设置：电压、电阻、电容、LED 或电缆的颜色、电池的型号、变压器的匝数。 参数按钮用于隐藏和重新显示参数面板；实验室会记住这一设定，用于之后选中的对象。选中多个对象时，不显示参数面板。
- 输入数字并按 Enter，或者转到另一个输入框。输入超出限值的数字时，会显示一条注明限值的提示，数字会回到限值以内。
- 数字旁边的单位列表可以更改前缀，例如从 kΩ 改为 Ω。数字会随之换算，量值本身保持不变。
- 更改会立即作用于正在运行的电路，并且可以撤销。
- 若要更换烧断的灯泡或熔断的保险丝，请取消勾选已烧断或已熔断。
仿真时间¶
仿真时钟显示并控制仿真时间。
- 重启：把时间归零，并让每台仪器回到初始状态。正在运行的仿真继续运行，暂停的仿真保持暂停。烧断的灯泡和熔断的保险丝仍然是坏的，功率表的电能计数也会保留：灯泡和保险丝在参数面板中更换，计数用清零清除。
- 播放和暂停：暂停会冻结一切，包括灯泡的光和示波器上的波形。仿真静止时，时间显示为灰色。
- 速度：时钟上的速度值用于打开速度滑块，该滑块可以让仿真变慢。放慢仿真后，接在交流电上的灯泡会随每个半波明显地变亮又变暗。如果大型电路跟不上，速度值会变成琥珀色，滑块会显示仿真实际达到的速度（实际）。速度较低时，电流表和电压表需要更长的时间来测量，在示数就绪之前显示短横线。
当实验室无法计算电路时，会出现“计算错误。”的提示，响起警报声，时钟变成红色并显示 警告标志。点按该标志可以再次查看提示。修正电路后，仿真会自动恢复； 播放按钮也能重新启动仿真。
文件¶
电路是保存在您自己设备上的文件；它永远不会发送给我们。
- 新建：清空工作区。
- 打开：显示系统的文件选择器，镜头会对准载入的电路。
- 保存：把电路写入文件。文件中附带一张电路的小图。
- 在 新建、 打开或打开实验之前，会弹出对话框询问是否放弃未保存的更改。
文件保存的是电路，而不是某一时刻
文件保存仪器、它们的设置和电缆，但不保存电路的电学状态：电容的电荷、线圈中的电流、灯丝的热量。打开文件或实验时，实验室从头开始计算电路。
- 浏览器： 打开和 保存需要您登录。无法询问文件保存位置的浏览器会直接下载文件。实验室不会在两次访问之间保留您的电路：关闭标签页之前请先保存。在电脑上，浏览器会在关闭有未保存更改的标签页之前询问；在手机或平板上，它可能不加询问就关闭标签页。链接可以直接打开电路：circuits.experimenters.app/?circuit=ohms-law 会打开欧姆定律的实验装置。
设置¶
主菜单 › 设置。更改立即生效，并保存在本设备上。
- 语言：您的系统语言，或实验室支持的任意一种语言。
- 电缆动画：电缆的两端移动时，电缆会摆动；关闭后，电缆会立即静止。
- 声音：开或关，以及音量。仪器会发出咔嗒声，插头插入时会啪地一响，旋钮转动时会发出嘀嗒声，计算错误时会响起警报；仪器的声音从它所在的位置传来。
- 浏览器：在您第一次点按之前，实验室保持静音。
- 使用统计：是否允许实验室向 Unity Analytics 发送使用统计：实验室在哪些设备上运行、每次打开多长时间。在您作出回答之前，实验室每次启动时都会询问，同时照常工作；在您允许之前，不会向 Unity 发送任何数据。关闭统计会停止发送，并请求 Unity 删除从本次安装收集的数据。错误报告不受此设置影响：实验室遇到错误时，会发送一份不能识别任何人身份的报告。隐私政策列出了统计数据和报告包含的内容。
账户¶
主菜单 › 账户。您可以用邮件中的验证码、Apple 或 Google 登录，一个账户可同时用于浏览器、独立应用、iPhone 和 iPad。
用验证码登录¶
- 输入您的邮箱地址，按下获取验证码。
- 输入邮件中的验证码，按下登录。只有最新发送的验证码有效；重新发送会发送一个新的验证码。
- 如果该邮箱还没有账户，实验室会给出提示并建议创建一个：勾选我接受使用条款，然后按下创建账户。
用 Apple 或 Google 登录¶
按下通过 Apple 登录或使用 Google 账号登录，在服务提供方处完成登录，实验室随即为您登录。我们只会收到您的邮箱地址。如果您选择隐藏邮件地址，Apple 会向我们提供一个中转地址，登录验证码仍会通过它送达您。
- 浏览器：登录会在新标签页中打开。
- 独立应用：在 Mac 上，登录会在系统窗口中打开。
- iPhone 和 iPad：登录会在系统窗口中打开。
记住我¶
在此设备上记住我可以让您在两次启动之间保持登录状态。每次登录后实验室都会取消勾选该复选框，这样在共用的电脑上，每个人都可以自己决定。不勾选时，会话会在以下时候结束：
- 浏览器：关闭浏览器时，最迟不超过一天。
- 独立应用：退出应用时。
- iPhone 和 iPad：应用关闭时。
账户页面¶
登录后，账户页面会显示您的邮箱地址以及：
- 退出登录：让本设备退出登录。
- 登录方式：邮箱验证码、Apple 和 Google，每项都带有关联或取消关联。邮箱验证码始终保留。取消关联需要最近登录过；如果您的登录时间较早，请退出后重新登录。
- 所有设备 › 退出登录：在所有设备上退出登录，包括本设备。
- 网站上的账户 › 打开：在浏览器中打开同一个账户。
- 删除账户 › 删除：打开我们网站上的删除页面。页面列出删除会清除的内容；您需要确认删除无法撤销，如果您的登录不是最近的，还需要输入邮件中的新验证码。随后我们会立即删除该账户、它的会话和它的登录方式。
全屏¶
主菜单中的 全屏会把实验室扩展到整个屏幕， 退出全屏则让它回到窗口。
- 浏览器：在电脑上，按 Esc 也可以退出全屏。
- 独立应用：窗口会充满屏幕，退出全屏时恢复原来的大小。
- iPhone 和 iPad：应用始终充满屏幕，菜单中没有这一项。
退出（独立应用）¶
主菜单中的 退出会关闭应用。如果电路有未保存的更改，应用会先询问是否放弃这些更改；关闭窗口时也会这样询问。
仪器说明¶
每个条目说明仪器的用途、连接方式以及可以操作的部件。这些仪器具有真实仪器的不完美之处：电压源有内阻，电表会略微改变被测电路，每根电缆都有很小的电阻。参数值超出限值时，会显示一条带有该限值的提示。
电源¶
直流电压源¶
输出直流电压可调的实验室电源。
- 接线柱：负极和正极。
- 仪器上：电源键、电压旋钮和显示屏。
- 参数：开启、电压、内阻、电流限制。
电流超过电流限制时，电压源会自行关断；电源键可以把它重新打开。
交流电压源¶
函数信号发生器：输出所选波形的交流电压。
- 接线柱：两个输出端。
- 仪器上：电源键；幅度、频率和直流偏置旋钮及其显示屏；波形键。
- 参数：开启、幅度、频率、直流偏置、波形、内阻、电流限制。
超过电流限制时，它会自行关断；电源键可以把它重新打开。处于 AC 模式的电表显示有效值，对于正弦波，有效值等于幅度除以 √2。
电阻、电容和电感¶
变压器¶
按两个线圈的匝数比改变交流电压。接直流电时，它没有稳定的输出。
- 接线柱：一对用于初级线圈，一对用于次级线圈。
- 参数：初级匝数、次级匝数、显示匝数。取消勾选显示匝数后，就需要根据电压求出匝数比。
开关与保护¶
单刀双掷开关¶
把公共接线柱接到接线柱 1 或接线柱 2；处于两个位置之间时，两路电路都断开。用两个这样的开关可以在两处控制同一只灯泡。
- 接线柱：公共接线柱、1 和 2。
- 仪器上：拨杆；每点按一次切换一个位置。
- 参数：位置。
光源¶
半导体器件¶
测量仪器¶
电流表¶
测量电流。将它与被测的电路部分串联。
- 接线柱：+ 和 −。反接时，电表显示负值：电流方向相反，这是正常的。
- 仪器上：显示屏以及 DC 和 AC 键。
- 参数：模式：DC 显示短时间内的平均值，因此交流信号的示数接近零；AC 显示有效值。
电压表¶
测量电压。将它与被测的电路部分并联。
- 接线柱：+ 和 −。反接时，电表显示负值，这是正常的。
- 仪器上：显示屏以及 DC 和 AC 键。
- 参数：模式：DC 显示短时间内的平均值，因此交流信号的示数接近零；AC 显示有效值。
功率表¶
测量功率并累计电能。
- 接线柱：电流回路（± 和 A）与负载串联；电压回路（± 和 V）与负载并联。两个 ± 接线柱都接在电源一侧时，功率示数为正；反接时，示数为负。
- 仪器上：显示屏以及 ▶■、清零、W 和 t 键。显示屏显示功率和电能（W）或计数时间（t）。▶■ 用于开始和停止计数，清零用于清除计数。
- 参数：电流限制；电流超过该值时，显示屏会显示警告标志。
示波器¶
在两个通道上显示电压随时间的变化。
- 接线柱：CH1、CH2 和接地。每个通道显示其接线柱与两个通道共用的接地端之间的电压。对于两端都不接接地端的元件，可将一个通道反相并选择 ADD：显示的波形就是两者之差。
- 仪器上：时间/格、CH1 V/格、CH2 V/格、X 位置、Y 位置和触发电平旋钮，以及运行/停止和单次键。
- 屏幕上：每个通道的耦合方式和反相，显示模式（X-Y 用于绘制李萨如图形），触发源、触发斜率和触发模式；刻度，以及测得的电压峰峰值和有效值、频率与周期。
母线和电缆¶
反馈¶
如果有功能与这里描述的不一致，或者您觉得缺少了什么，请通过联系我们页面或实验室主菜单中的 联系我们给我们写信。