电子电路开发基础
电路开发:
数字化的世界多姿多彩,但是如何把现实世界和虚拟的世界串联在一起?只需要打开电子电路的大门即可:
什么是电路?电路是电运行时走的路径,如同汽车走公路,自行车走非机动车道等会不会很难?难到无法理解?当然不会,我会尽量以我学的知识融汇我的思考来给你简化理解 (本人也有很多不懂的地方,大家相互交流)什么时候开始?当然是现在了~电源:
电源包括两大类:
直流电源:干电池,纽扣电池,18650等都是直流电源,都是通过化学能转变为电能的设备直流电的特性:示电源内阻为0,电源输出的电压恒定,输出的电流随负载的变化而变化。交流电源:家里的电源插座、插孔,都属于交流电交流电的特性:周期性交替电流流动方向的电就是交流电,市电是正弦波,除了正弦波,交流还有方波,锯齿波等多种波形。导线:
作为在电源,用电器等之间传输作用的线。导线上的电流流向为从高电势流向低电势。理论上导线是没有内阻的,但是实际中导线也有内阻,只是很小,可以忽略不计。面包板:
作为实践开发,免不了反复实验。面包板是个不错的选择,可以反复插拔使用,相当于把电器原件看成插销,板子看成插座。注意1:面包板的内存每五个格子是联通的注意2:面包板的外部孔最外侧多排相连,如图这个是左五排和右五排并不导通,一般可以用面包板线连起来面包板最好使用面包板专用线,用普通的跳线容易接触不良,影响实验结果。给面包板提供电源,初级可以使用日常经常用到的充电宝,加一条usb废线就可以组成稳定5v供电电源。组成电源的同时别忘了在电源两端增加电源指示灯这里的阻值可以进行计算:提供的led 3mm、5mm发光二极管正向导通电压1.9v,限流20mA则分压电阻分得电压为 5v - 1.9v = 3.1v,分压电阻为3.1v/0.02A = 155Ω,同时计算电阻的功率为 3.1v*0.02A=0.06w,可以忽略了~~电阻更大,led发光越弱,不过不要低于正向导通电压,会导致led熄灭电阻:
阻碍电流行进的电子原件电阻串联时,阻值越大分压越大,电流相等,串联电阻的总阻值是串联电阻的阻值之和R = R1 + R2电阻并联时,阻值越大分流越小,电压相等,并联电阻的总阻值倒数是并联电阻的阻值倒数的喝1/R = 1/R1 + 1/R2R = R1*R2 / (R1+R2)电阻虽然有分压的作用,但是负载一般都有阻值,所以不建议用电阻来分压。电阻有很多种,做实验用的最多的就是色环电阻。我看到的色环对照完全对不上阻值,所以我从来都是把不同数量级的电阻分开放,需要的时候到对应点格子去万用表测量。色环电阻一般功率只有0.5w,过载使用容易烧毁。实验用5v直流无需考虑。电压表:
电压表分为指针和数字两种
数字:拨盘:拨盘类型比较直观,可以选择对应的类型和量程自动:自动去掉了拨盘,取而代之的是继电器切换各个功能指针:因为指针用的是电磁线圈,所以容易烧毁总之还没有一款懒人专用,插上去就什么都不用按的万用表,本人用的是自动数字万用表, 用数字万用表有个缺点, 测试人体内阻是永远在实时变化~~~
二极管
终于进入主题了,二极管开始才是真正进入电子大门,欢迎大家
1.二极管分为硅、锗,正向导通电压不同,锗二极管正向0.2v就可以导通,硅二极管需要0.7v才可以导通。导通前几乎没有电流,只有电势差,导通后电流电压成正向等比关系。
2.二极管有单向导通特性,在交流电路中俗称半波整流,这时候R的功率减半
3.使用耐压高的二极管可以制作整流桥,这在大部分家电中都能早到踪迹
4.根据二极管单向导通的特性,可以避免电路中的干扰,比如电机上逆向放置一个二极管,在电源断开后,电机中的感应线圈会产生反向感应电流,通过二极管可消化掉
5.稳压二极管:稳压二极管反向放置,且与被稳压电路并联,在正常工作范围内,电压会稳定在指定数值上,一般计算稳压管的逆向电流后串上限流电阻来进行分压(如图改变限流电阻也不会太影响稳压管两段的电压)
电容
1.电容分为极性电容和非极性电容
2.高频电容:云母电容,独石电容
3.电路实验常用:电解电容和瓷片电容
4.电容本身并不导通,所以对直流相当于断路,而其表面会聚集电荷,在交流更替下又不会阻值交流电的传输,这个就是电容的特性 — 隔直通交
5.交流电压的微分
从方波输出,经过电容很容易得到了电压的微分,也就是电容未充电时两端电势差为电压,随着充电到满,电势差逐渐移到电容上,若电容充电时间小于频率周期,则间距拉大,如果充电时间大于频率周期,则会呈现锯齿波(电路的输出波形只反映输入波形的突变部分)
6.积分电路
使输出电压与输入电压的时间积分值成比例,积分电路可以把方波变为三角波或者斜波
电感
1.电感是朝同一方向绕成n圈的线圈
2.电感在直流中就相当于导线,而交流中会产生感抗,阻碍交流的变化,所以电感的特性就是 — 隔交通直
三极管
三极管分为pnp和npn型,并非硅三极管就是npn,锗三极管就是pnp,这两个材料都有2.三极管三个管脚分别是ebc, 正对着三极管字面,左侧第一个是e极,中间是b极,右边为c极,我一般会把b极向圆弧方向按压,这样容易在电路中分清管脚。用万用表也可以测出哪个是b极,Rbe电阻很小,大概几十欧,Vbe也只有0.7v,非常好分辨。
3.三极管的特性曲线
三极管c,b接正,e接负,其中b端只需要微小的电流就可以导通e到e之间的阻隔,另外需要以下要求:
(1 Vbe必须大于0.7v, Vce必须大于Vbe,如果Vce小于Vbe,则处于图中截至区)
4.利用Vbe在0.7v之间导通关闭的特性,可以制作成三极管开关
因为单个三极管导通并非突然变化,所以需要两个三极管来放大这一变化,当第一个三极管导通时,第二个三极管的b端没有电势差,因此无法导通,当调大第一个三极管b端电阻,就会导致他截至,而第二个三极管的b端有了电势差,所以可以导通led
图中
二极管的限流电阻由Vce 0.7v和led允许的最大20mA电流计算获得
5.放大功能
一般用于信号放大,信号即变化无常的电信号。