CircuitJS教程
CircuitJS 基础介绍
什么是 CircuitJS
CircuitJS（原名 Falstad Circuit Simulator）是一款完全在浏览器中运行的开源电子电路仿真器，由Paul Falstad 最初开发，后由Iain Sharp 等人使用Google Web Toolkit (GWT) 技术移植到现代浏览器环境。它采用 GPL-2.0 开源协议，无需安装任何软件，打开网页即可使用。
核心特点
访问地址
官方在线版：https://www.falstad.com/circuit/
国内镜像：
https://lushprojects.com/circuitjs/circuitjs.html
https://www.eetree.cn/circuitjs/circuitjs.html
离线版：GitHub 下载 Electron/NW.js 封装版本，解压后双击运行
主要界面功能介绍
打开 CircuitJS 后，默认会加载一个 RLC 振荡电路作为示例。整个界面可分为四大区域。
整体界面布局
顶部菜单栏详解
文件菜单 (File)
💡 小技巧：导出为链接是 CircuitJS 最强大的分享功能。生成的 URL 包含了完整的电路数据，无需发送文件，直接复制链接即可。
编辑菜单 (Edit)
💡 查找组件：当电路复杂时，用 / 键输入元件名（如 "R1" 或 "电容"），系统会自动高亮定位该元件。
绘制菜单 (Draw)
无源元件
输入和电源类
输出和标签
有源元件
有源集成电路
逻辑门、输入和输出
数字芯片
模拟混合芯片
示波器菜单 (Scopes)
选项菜单 (Options)
电路菜单 (Circuits)
这是 CircuitJS 的宝藏功能，内置了数百个经典示例电路：
💡 学习建议：每学一个新概念，先去电路菜单找对应示例，观察波形和参数，再自己动手搭建。
中部画布区详解
基本操作
鼠标操作详解
元件右键菜单
右键点击任意元件，可看到：
编辑 (Edit) → 修改参数
删除 (Delete) → 删除元件
旋转 (Rotate) → 90° 顺时针旋转
镜像 (Flip) → 水平 / 垂直翻转
示波器 (Scope) → 添加示波器观测该点
导线绘制技巧
自动连接：当两个元件端点靠近时，会自动吸附连接。
手动绘制：在端点上按住左键，拖动到目标端点松开。
导线节点：两条导线交叉时：
有实心圆点 = 电气连接
无圆点 = 只是交叉，不连接
添加节点：在导线上双击，可添加连接点 (Junction)。
右侧控制面板详解
仿真控制区
当前电路参数区
当选中某个元件时，这里会显示该元件的实时参数和调节滑块：
电容 / 电感：显示当前储能（能量 = ½CV² 或 ½LI²）
电阻：显示当前功耗（P = I²R）
开关：显示当前状态 (开 / 关)
电源：显示当前输出功率
底部示波器详解
示波器基本结构
底部示波器是双踪 (或多踪) 数字存储示波器，包含：
添加信号到示波器
方法一：右键点击电路中的导线或节点 → 示波器 → 添加示波器
方法二：使用示波器探头元件（绘制 → 输入和电源 → 添加示波器），将其连接到要观测的点
示波器设置
示波器高级功能
快捷工具键
按下快捷键后，光标变为 + 十字线，在画布上按住左键拖动即可放置元件。
从入门到进阶
实验一：点亮一个 LED（基础操作）
目标：熟悉元件放置、连线、参数修改和仿真运行。
操作步骤
清空画布：文件 → 创建新的空白电路（或 电路 → 空白的电路）
放置电源：按 V 键，在画布上拖动放置一个直流电压源。注意红色端为正极 (+)，灰色端为负极 (-)
放置电阻：按 R 键放置一个电阻，作为限流电阻
放置 LED：按 l（小写 L）键放置一个 LED。LED 是单向导电器件，鼠标悬停时会显示箭头方向，箭头指向允许电流的方向
放置接地：按 G 键放置接地符号 (GND)，作为电路参考零电位
连线：
电源 (+) → 电阻一端
电阻另一端 → LED 阳极（箭头尾巴端 / 宽边）
LED 阴极（箭头尖端）→ 电源 (-)
电源 (-) → GND（可选，但建议养成接地习惯）
连线方法：在元件端点上按下左键，拖动到目标端点松开
修改参数：
双击电源，设置电压为 5V
双击电阻，设置阻值为 220Ω（直接输入 220 或 220ohm）
LED 默认参数即可
运行仿真：点击左上角的红色运行按钮（或按 空格），按钮变绿表示运行中
理论解释
ED 正向导通时具有约 2V 的导通压降。根据欧姆定律：
这是一个安全的 LED 工作电流。如果电阻太小（如 22Ω ），电流会过大导致 LED "烧毁"（仿真中 LED 会变红闪烁提示过流）。
故障排查
LED 不亮：检查 LED 方向是否接反；检查是否形成了闭合回路；检查电源电压是否过低
LED 显示红色过流：增大限流电阻阻值
实验二：验证欧姆定律
目标：使用虚拟仪表测量，验证
电路搭建
放置直流电压源 (V)，设置电压为 10V
放置电阻 (R)，设置阻值为 1kΩ
放置电流表（绘制 → 输入和电源 → 添加电流表），串联在回路中
放置电压表（绘制 → 输入和电源 → 添加电压表），并联在电阻两端
连接成闭合回路，并接地
测量与验证
仿真值与理论值误差约 0.4%，这是因为电流表和电压表本身有微小内阻。
进阶：观察功率
在 选项 菜单中勾选 "显示功率"，电阻上会显示消耗的功率
实验三：RC 低通滤波器（动态仿真 + 示波器）
目标：理解电容的频率特性，学会使用示波器观察波形。
理论基础
RC 低通滤波器允许低频信号通过，衰减高频信号。其截止频率 (-3dB 点) 为：
当 R=1kΩ ，C=100nF 时：
输入频率 f≪fc ：信号几乎无衰减通过
输入频率 f=fc ：输出幅度衰减为输入的 1/2≈0.707 （-3dB）
输入频率 f≫fc ：信号被大幅衰减，衰减斜率约 -20dB/十倍频
电路搭建
放置交流电压源（绘制 → 输入和电源 → 添加交流电压源）
放置电阻
放置电容
接地
连接成串联结构：电源 (+) → 电阻 → 电容 → GND
从电阻和电容的连接点引出输出端
示波器设置
在电阻与电容连接点处右键 → 示波器 → 添加示波器，选择 "自由的示波器" 或固定在下方的示波器
同样给电源正极也添加一个示波器通道，用于对比输入输出
双击示波器窗口，或在底部波形区点击齿轮图标，设置：
幅值：
耦合：DC
仿真观察
双击交流电压源，设置不同频率，观察输出幅度变化：
在 处，输出恰好是输入的 0.707 倍，相位滞后 45°，与理论完全吻合。
可视化理解
运行仿真时观察画布：
绿色 / 红色亮度：表示该点电压高低。高频时电容后端 (输出端) 颜色很淡，说明电压幅度小
黄色电流点：高频时电流明显减小
实验四：RLC 串联谐振（进阶）
目标：理解谐振现象，观察阻抗的频率特性。
理论基础
RLC 串联电路的阻抗为：
当感抗等于容抗时发生谐振：
此时电路呈纯阻性，阻抗最小，电流最大。
参数设计
取
搭建与观测
串联连接：电源 → 电阻 → 电感 → 电容 → GND
在电阻两端添加示波器（观察电流，因为 ）
在电容两端添加示波器（观察输出电压）
设置交流电源为 1V 幅度，扫描频率从 到
现象：
在 时，电阻两端电压（代表电流）达到最大
电容两端电压可远大于电源电压（电压谐振），这是谐振电路的特征
实验五：555 定时器多谐振荡器（实用电路）
目标：使用集成电路构建一个实际的方波发生器。
理论基础
555 定时器构成的无稳态多谐振荡器 (Astable Multivibrator) 输出方波，频率由外部 RC 决定：
占空比：
搭建步骤
从 绘制 → 芯片 → 添加 555 定时器 放置 555 芯片
按典型电路连接：
VCC (Pin 8) → 5V 电源
GND (Pin 1) → 接地
Pin 7 (Discharge) 经 接 VCC，经 接 Pin 6 (Threshold)
Pin 6 和 Pin 2 (Trigger) 短接，经电容 C 接地
Pin 3 (Output) 作为方波输出
设置
在输出端接示波器
计算与验证
示波器应显示约 6.9Hz 的方波，高电平约 5V，低电平约 0V。
实验六：数字逻辑门测试
目标：验证基本逻辑运算，理解数字电路仿真。
电路搭建
放置两个 Logic Input（绘制 → 逻辑门 → 添加逻辑输入，快捷键 I）
放置一个 AND Gate（绘制 → 逻辑门 → 添加与门）
放置一个 Logic Output（绘制 → 逻辑门 → 添加逻辑输出）
连接：Input A → AND 输入 1，Input B → AND 输入 2，AND 输出 → Output
真值表验证
点击逻辑输入可切换 0/1 状态（蓝色 = 1，暗色 = 0），观察输出：
可用同样方法验证 OR、NOT、XOR、NAND 等门。
高级技巧
子电路 (Subcircuit) 封装
当电路复杂时，可将常用模块封装成子电路重复使用。
创建子电路
搭建好要封装的电路模块
添加 输入 / 输出端口（绘制 → 输出和标签 → 添加输入 / 输出）
选中整个模块（框选）
文件 → 创建分支电路 (子电路)
命名并保存
使用子电路
绘制 → 绘制分支电路
选择已保存的子电路
像普通元件一样放置到主电路中
自动显示输入 / 输出引脚，可连接使用
应用场景：将常用的电源模块、放大器模块、滤波器模块封装，提高设计效率。
⚠️ 注意：子电路保存在浏览器本地存储中，清除缓存会丢失。
导出与分享
参数扫描 (Parameter Sweep)
CircuitJS 支持对某个元件进行参数扫描，观察电路特性变化：
放置一个电位器（可变电阻）或选中某个元件
右键 → 参数扫描（部分版本支持）
设置扫描范围和步进，观察示波器波形或电压表读数的变化趋势
性能优化
对于大型电路：
隐藏无关部分：编辑 → 隐藏 暂时不需要关注的电路
关闭视觉效果：在选项中取消勾选 "显示电流"、"显示功率#34;显示功率&#
调整仿真精度：电路 → 仿真选项 中放宽精度要求
使用 Fast Simulation：对稳定状态分析可开启快速模式
常见问题诊断清单
学习资源与路径
学习路径建议
如果你是初学者，建议按以下顺序学习：
第 1-2 天：熟悉界面，完成 LED 点亮、欧姆定律验证
第 3-5 天：RC/RL 电路，理解充放电过程，学会用示波器
第 6-10 天：RLC 谐振、滤波器设计、运放基础电路（反相 / 同相放大）
第 11-15 天：半导体器件（二极管整流、三极管放大）、555 电路
第 16-20 天：数字逻辑、组合逻辑电路、时序电路（触发器、计数器）
持续：研究内置示例电路（电路菜单中有数百个），阅读每个示例的说明文字
快捷键速查表
功能对比总结
视频教程地址
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微信视频号 / 配套教程
总结
CircuitJS 是一款将 直观性 和 教育性 做到极致的电路仿真工具。它的核心优势不在于替代专业 SPICE 工具（如 LTspice、Multisim）进行高精度工业级仿真，而在于让电路"活"起来——你可以实时看到电子在导线中流动，看到电容充放电的渐变过程，看到滤波器如何"雕刻"信号波形。
对于理论学习，它提供了即时验证；对于电路设计，它提供了快速原型；对于教学演示，它提供了无可替代的视觉效果。掌握 CircuitJS，你就拥有了一个随时待命的虚拟电子实验室。
更新日志
V1.1 更新说明[2026.04.30]
修改：新增绘制界面功能描述。
V1.0 更新说明[2026.04.30]
增加：教程基本描述章节。
