如何设计一个手电筒电路呢？

手电筒电路是最简单的一个电路。由电池、开关、灯泡、导线壳4个东西组成。

电路分析就是把这4个东西做什么用了解清楚，要画出电路图，算出电流、电压、功率。这里就用到了实物、电路、数学三层抽象的统一和转换。

如果是要求设计一个手电筒电路呢？一般可以从负载出发，找个多少电流电压功率亮度的灯泡，选个怎么样的电路结构——单回路，结合灯泡选什么规格的电池，电源负载匹配不匹配，要不要"修剪"一下串个电阻分分压什么的，再设计怎么样的外壳把这些装进去，同时还应该安装一个合适的开关。

其实大家知道这个电路不需要串联别的电阻，因为电池和灯泡都有国家标准的，早就规范好了。这里参数选型很简单。

从电路模型去进行抽象，灯泡就是电阻，电池可以是理想电压源，也可以是实际电压源。参数怎么办呢，可以是国家标准的，也可以随便造个，我们也随便下造得整数一点，减少算的难度。这一点其实很不好的，很多让人学了只会分析，缺少训练而不会设计，因为从随便到规矩离的有点远。也造就了很多非标产品。

采用理想电压源和电阻，只分析工作情形省略开关，取电压Us=5V，Ro=0Ω，电阻RL=10Ω，如下图

假定电流I为顺时针方向，电压Us、UL上正下负，结合关联参考、电阻元件约束UL=IRL，列回路KVL方程：-Us+UL=0，即电路的数学函数表达-Us+IRL=0，可得负载：电流I=0.5A，电压UL=5V，功率PL=ULI=2.5W，正常工作，分析完毕。

如下图，交点处即为这个电路工作点。没错，就是电源特性曲线和负载电阻特性曲线的交点。

这个就是电路分析的数学坐标表达，其实这个坐标表达就是电源外特性和负载电阻外特性两个方程组的解：①U=5；②U=IRL；当然该处电压、电流相等。

这个电路分析过程，作了些处理：把电路分成两部分了，右边部分是特别关心的负载电阻，左边部分就是把剩下的电压源看成一个整体。

改点东西，再学一遍

采用实际电压源和电阻，取电压Us=10V，Ro=10Ω，电阻RL=10Ω，如下图

假定电流I为顺时针方向，电压Us、UL上正下负，结合关联参考、电阻元件约束UL=IRL，列回路KVL方程：-Us+IRo+UL=0，即电路的数学函数表达-Us+IRo+IRL=0，可得负载：电流I=0.5A，电压UL=5V，功率PL=ULI=2.5W，内阻功率也为2.5W，效率η=50%，正常工作，分析完毕。

如下图，交点处即为这个电路工作点。没错，就是电源特性曲线和负载电阻特性曲线的交点。

这个就是电路分析的数学坐标表达，其实这个坐标表达就是电源外特性和负载电阻外特性两个方程组的解：①U=-10·I+10；②U=IRL；当然该处电压、电流相等。

这个电路分析过程，作了些处理：把电路分成两部分了，右边部分是特别关心的负载电阻，左边部分就是把伴阻电压源看成一个整体。

这里相当于选用了一个不合适的理想电压源，用内阻这个分压器进行了“修剪”，匹配了负载。

其实这就是最简单的戴维南定理的应用。

如果用的是伴阻电流源那就是诺顿定律的应用了。

最后，大家会发现，直流电路都是工作在一个点上的，列了这么多方程，画了这么多坐标曲线，就是为了算一个点的值。