面包板使用方法Word格式.docx
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插入面包板上孔内引脚或导线铜芯直径为0.4~0.6mm,即比大头针的直径略微细一点。
元器件引脚或导线头要沿面包板的板面垂直方向插入方孔,应能感觉到有轻微、均匀的摩擦阻力,在面包板倒置时,元器件应能被簧片夹住而不脱落。
面包板应该在通风、干燥处存放,特别要避免被电池漏出的电解液所腐蚀。
要保持面包板清洁,焊接过的元器件不要插在面包板上。
3.面包板实验套材
电子控制电路基本实验所用的元器件包括:
电池组2组(3V、6V,带电池卡、电极引线)。
面包板(SYB-130或118、SYB—46型)。
电阻器27只(47Ω、100Ω、390Ω×
8、1kΩ×
6、2.2kΩ×
5、3.3kΩ、10kΩ、15kΩ、47kΩ、330kΩ、2.2MΩ),小型直滑电位器(47kΩ),电容器7只(1000pF、0.022μF、47μF、100μF×
2,220μF×
2)。
光敏电阻器(MG45-1),光电二极管,开关二极管(1N4148),发光二极管4只(红、绿、黄、橙),三极管4只(8050、9013×
2、9014),数码管(LC5011)。
数字集成电路10块(74LS00、74LS02、74LS04、74LS08、74LS32、74LS73、74LS74、74LS86、4511、4518)。
继电器(JRC-21F),双金属复片(启辉器),磁控开关1套(条形磁铁、干簧管开关),压电陶瓷片(φ27mm,带共鸣壳体),电子蜂鸣器(3V或6V),小电灯1个(3.8V),玩具直流电动机(3V,带小螺旋桨)。
接钮开关2个,导线若干和元器件盘。
此外,还需要准备常用的工具,如镊子、桃形钳和一字小改锥,自选实验所需添加的一些元器件等。
二、面包板实验入门
实验是通向科学成功的桥梁,正是由于实验造就了19世纪最伟大的实验物理学家、实验大师M·
法拉第,为近代物理的发展奠定了基础。
在了解面包板的构造之后,通过面包板电路搭接实验来了解其使用的方法。
1.省电指示灯电路
图2为省电指示灯电路,它由电池组GB(6V)、按钮开关SB、限流电阻器R(390Ω)、红色发光二极管和导线组成。
电池组用4节5号电池串联而成,开关选用电铃按钮开关,接线用1芯导线,电阻器上面的四条色环为橙色、白色、棕色及金色,标称阻值为390Ω,允许偏差±
5%。
发光二极管采用直径3mm的红色发光二极管。
限流电阻器R为390Ω时,发光二极管中电流约10mA,亮度已经很高了。
如用高亮度发光二极管,限流电阻器可以适当加大(1k~3.9kΩ),工作电流仅为1~3mA,成为名副其实的省电指示灯电路。
图2
看起来图2省电指示灯电路很简单,在面包板上搭接电路却是新的尝试,需要掌握在面包板上连接电路的方法,了解电阻器和发光二极管的使用方法,迈出面包板电路实验的第一步。
建议初学者使用SYB—46型面包板,按图3示范连接方法进行实验。
常见的错误是把电阻器、发光二极管的两条管脚插在同一列的5个方孔内造成短路,或者发光二极管正负极管脚接反。
图3
在初步掌握省电指示灯电路面包板连接后,不妨在电路中再串联一只发光二极管,连成图4、图5所示的两种不同的串联方法。
图4
图5
图6为并联电路,可以把它视作两路省电指示灯电路,只是共用一只电阻器。
在面包板上连接并联电路时,一路省电指示灯电路搭接点亮之后,再连接第二路,连接示意图见图7。
其特点是各元器件连接紧凑,节省面包板使用面积,在插接元器件较多时具有实用的意义。
如果每只发光二极管各串联一只电阻器,特别是发光颜色不同的发光二极管,两路指示灯就不会互相牵制了。
如果把发光二极管串联的开关、电阻器互相换个位置,都能把相应的电路搭接出来,说明已经初步掌握了面包板电路搭接的方法。
要重视在实验操作过程中培养技巧能力,而不仅仅是得到实验现象的结果。
图6
图7
2.电码模拟器
电码是一种电报通信用以传输字母、数字和标点等的代表符号。
1838年,美国科学家S·
莫尔斯发明了由点和划两个符号组合而成的电码,这就是在电报通信中广泛应用的莫尔斯电码。
1844年,建成通信线路开始通电报,揭开人类通信历史上的新篇章。
图8所示的电路是收发电码的简易模拟器,它分为左右两个独立的带按钮开关的讯响器。
在一块面包板上搭接左边的讯响器电路。
注意蜂鸣器端面上的正极标志,相应一侧的管脚(长管脚)为正极,在插接蜂鸣器时,正极与电源正极相连。
再用另一块面包板来搭接右边的电路,最后将两块面包板上最上行X长条簧片用长导线连接起来,最下行Y长条簧片连接起来,形成通信线路,进行电码收发报练习。
通过电码模拟器实验,在面包板上搭接“声光讯响器”,熟悉电路的并联,了解国际电码表及电报通信,增强面包板实验的兴趣。
图8
附表为数码读音及电码符号表。
1~9和0这10个数字是用“短码”或“长码”的电码符号来传递的,而这些电码符号都是由点“·
”和划“-”组成的。
电码表中的“·
”口读为“的”(di),读时发音要短促清脆,“-”口读为“达”(dá
),读时要均匀平稳。
在进行电码发报按键(按钮开关)练习时,按键时间短的产生“·
”的电码信号,蜂鸣器发出短促清脆“的”的声音,按键长时,产生响亮“-”的持续声。
通常“-”的发声时间是“·
”发声时间的3倍,“·
”和“-”或“-”和“·
”之间间歇的时间是一个“·
”的发声时间。
在发两个数字电码信号之间要留出3个“·
”的不按电键的间歇时间,也就是一个“-”的间歇时间,以示区分开两个数字电码,一组电码与另一组电码之间间歇的时间为5个“·
”不间断的发声时间。
当甲方发出自己生日日期的电码信号,乙方根据接收的电码信号译出甲方的生日日期,完成电码收发练习。
附表数码读音及电码符号表
3.电容器的充电及放电作用
1745年,荷兰莱顿大学P·
穆森布罗克发明“莱顿瓶”,这是一种最原始的电容器,在玻璃瓶内外贴上金属箔作为板极,这样就构成了由两个金属板相互靠近并用玻璃介质绝缘的电容器。
顾名思义,电容器最主要的特征是能够存储电荷,具有充电和放电作用,并有隔断直流电和允许交流电通过的能力。
通过图9所示的电容器的充电与放电电路来了解电容器的使用方法;
观察电容器的充、放电现象;
实验定时电阻器、电容器的时间常数对电容器充电、放电的影响。
图9
在图9的实验电路中,电容器C1(220μF)和C2(220μF)并联,总电容量等于两个电容器的电容量之和(440μF)。
电路左方由电源GB、按钮开关SB1、电阻器R1和并联的电容器C1、C2组成RC(阻容)充电电路,充电电流由红色发光二极管的发光亮度显示出来。
当SB1闭合接通电源瞬间,红色发光二极管闪亮一次。
R1的电阻值越大,红色发光二极管瞬间电流(最大电流)越小,向电容器充电的时间越长。
在向电容器充电的过程中,充电电流和电压的变化见图10。
图10
在图9电路中,右方为电容器的放电电路,由SB2、R2、绿色发光二极管和并联的电容器C1、C2组成。
当C1、C2充足电后,断开SB1,电容器C1、C2与电源GB脱离,这时再按下SB2,绿色发光二极管发生闪亮现象,这是由于电容器C1、C2存储的电荷放电造成的,说明电容器能够存储电荷。
电容器放电时,随着电容器中存储的电荷不断减少,其两端电压急剧减小,放电电流也随之按指数规律急剧减小,其电容器两端电压、放电电流变化与图10充电电流变化曲线一样。
显然,电阻器R的电阻值与充电电容器C的电容量两者的乘积R·
C越大,充放电所需要的时间也越长,因此把R·
C叫做阻容充放电电路的时间常数,用希腊字母τ来表示,即
τ=R·
C
当电阻的单位为欧姆,电容的电容量为法拉时,τ的单位为秒。
在图9电路中,R=1kΩ,C=440μF时,τ=1×
103×
440×
10-6=0.44(秒)。
在实验时,发光二极管为什么只能瞬间闪亮,通过计算时间常数τ就可以得到证明。
电容器充放电电路面包板连接示意见图11,在面包板左下角进行连接。
电容器选用工作电压10~16V的小型电解电容器,由于其体积较大,在面包板上要留有一定的空间,并需要一条导线将两个电容器的正极并联在一起。
电解电容器在使用时要注意极性,长引脚为正极,短引脚为负极,通常电容器壳体负极引脚一侧有“-”的标志。
图11