1. 这种配置中的二极管称为“反激”二极管。电机由一个线圈组成，该线圈实际上是一个电感器（和一个电磁体）。当电机旋转时，线圈将随着电机内部的换向器打开和关闭，这将导致电压尖峰。二极管为这种能量提供了一条路径，因此它可以消散到 +5V 电源轨中，而不是流向其他难以预测的地方。您还会在继电器线圈上找到这些二极管。通常，您还会在 5V 电压轨上放置一个电容器以进一步吸收尖峰（否则您会在各处得到噪声）。注意：您的问题是“Pin 9 电源”。这是不正确的，请参阅下一个问题。

2. 是的，但不是很流行。这就是这个电路的目的。可以使用非常小的电流（uA 或 mA）来控制电机（约 200mA 的晶体管从 +5V 通过电机）。只有大约 330uA（可能更接近 270uA……我没有在计算器中输入任何数字）将从引脚 9 通过晶体管流入地。电机电流来自 +5V 电源轨。

3. 那是正确的。与某人交谈时，电流总是从高电位 (+) 流向低电位 (-)，即使电子方向相反。真的，这只是一个约定，所以所有的迹象都可以解决。

要理解这个技巧，初学者需要想象电压是多少（大小和极性），以及电流流向哪里（方向和路径）。我从我的个人经验中知道这一点；这就是为什么，我在下图中通过电压条（红色）和电流回路（绿色）可视化了这些不可见的电量。我已经考虑过类似但更简单的电感器配置（例如继电器线圈），但它也可以应用于电机。

1.直观理解电感电路的关键是将电感器视为“可充电电流源”。因此，当晶体管 T 导通时（图 1），电源电压施加到电感器 L 并开始充电。电流\$I_{CH}\$从零逐渐增加到最大值（由内部线圈电阻决定）。请注意，电感输入端的电压符号为正，因为它充当负载。

2.当晶体管关闭时（图 2）......并且没有连接二极管，作为电流源的电感器“想要”通过相同的电流。首先，它反转了其内部电压\$V_L\$（反电动势）的极性；然后，当电路打开时，它开始增加这个电压，希望让电流通过晶体管。因此，它的电压超过了电源电压的许多倍并增加了它。就好像晶体管是由一个非常高压的复合电源供电的……如果它的最大电压不够高，它就会坏掉。

3.如果二极管 D 与线圈并联（图 3），它将为其电流\$I_{DSCH}\$ ... 提供路径，并且线圈将通过它快速放电。现在电源电压仅限于\$V_{CC} + V_F\$，这对晶体管是安全的。

顺便说一句，我认为我应该放大托尼·斯图尔特的评论。

您正在查看的电路原则上非常好，但它不能用于除最小的电机之外的任何电机。

这么说吧——为了从电机获得更多电流（以及因此获得更多扭矩或功率），您需要电压尽可能接近 5 伏。这意味着晶体管上的电压 (Vce) 必须尽可能低，并且肯定小于 1 伏。除了这个明显的问题，请记住晶体管中消耗的功率是电压 (Vce) 和电流（主要是集电极电流）的乘积。

这是完全可能的，但也有限制。最重要的是，当晶体管以非常低的 Vce（通常小于 1 伏）运行时，其增益会显着下降。这种情况的一般经验法则，称为饱和度，是 10 到 20 的增益，您可以选择自己想要的乐观程度。保守值为 10。在此值下，您可以预期 Vce 约为 0.2 伏左右 - 只要您尊重这意味着特定的电流水平。

现在看看你的电路。如果引脚 9 的最大电压为 3.3 伏，则基极电阻上的电压将约为 3.3 - 0.6 伏，或约 2.7 伏。0.6 来自基极-发射极电压降。2.7 伏除以 10k 得出的基极电流约为 270 uA。用这个电流驱动基极会产生大约 2.7 mA 的最大集电极电流，或 5.4 mA 的饱和增益为 20。如果晶体管完全“导通”，Vce 将约为 0.2 伏。因此，电机可用的最大功率约为 4.8 伏乘以 2.7 到 5.4 毫安，或大约 13 到 26 毫瓦。只是作为一个参考点，1 马力大约是 750 瓦，所以你说的是 17 到 34 微马力。

这几乎没有用；您可以使用低功率电机旋转一个小指示器。只是您将无法制造（例如）任何类型的车辆，也无法使用滑轮提升大量负载。

如果您确实想实际构建您的电路，您需要什么电机？它需要额定为 5 伏或更高，尽可能接近 5 伏。花 10 到 20 美元给自己买一个便宜的 DMM（数字万用表），然后测量电机的电阻。它需要大约 900 到 2k 欧姆或更大。电阻等于电压过电流。4.8 伏除以 0.0027 到 0.0054 将为您提供数字（请记住，我们说的是毫安，而不是安培）。

显然，您可以通过更努力地驱动晶体管来获得更多电流，而您可以通过减小基极电阻来做到这一点。但是，请注意，在某些时候，Arduino 将无法从引脚 9 驱动足够的电流，并且引脚上的电压将开始下降。您应该可以将电阻减小到 1k，并可能减小到 330 欧姆或附近，从而增加晶体管（和电机）电流。我鼓励您以系统的方式对此进行调查。当你这样做时，还要定期检查晶体管的温度。2N3904 不是大功率器件，所以如果它变热，不要感到惊讶。幸运的是，它们也很便宜，所以不要太偏执于烧掉一些。

在最坏的情况下，您将了解 Magic Smoke。你知道晶体管实际上是靠魔法工作的吗？每个晶体管的中心是一小袋魔法烟雾。如果你让Magic Smoke出来，晶体管就会停止工作，这证明是Magic Smoke让它工作的。

正确的？

在回答您的问题时，虽然电路可以在没有二极管的情况下工作，但它的目的是保护精密的电子元件在电机关闭时免受来自电机的非常高的电压浪涌。你看，电机的绕组不仅充当电磁体，还充当电感器，在其磁场中存储大量能量。当提供给电机的电源关闭时，该磁场会崩溃，并将其所有存储的能量以一次大浪涌的形式释放回电路中，这可能会损坏电子元件。因此，二极管随后充当电机的“短路”，为绕组提供放电路径，就像跨大电容器的泄放电阻器一样。

其次，关于电流的方向，从历史上看，电流被认为是从带+电荷的点流向带-电荷的点，但最终发现电子本身确实是从-点流向+点。这个概念被称为“电子电流”，而最初的想法被称为“常规电流”。

由于用于计算电子值的公式是利用时代智慧设计的，因此在设计新电路时仍然广泛使用“常规电流”。

因此，更正确的说法是电流从地流过发射极到引脚 9，但实际上，这种区别是相当学术的；无论您相信哪个，它都“有效”。希望这会有所帮助 - 继续学习并享受这个迷人的研究领域！