06.11 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：

1. 什么是电路？
2. 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
3. 会不会很难？难到无法理解？
4. 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）
5. 什么时候开始？
6. 当然是现在了~

电源：

电源包括两大类：

1. 直流电源：
2. 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
3. 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。
4. 交流电源：
5. 家里的电源插座、插孔，都属于交流电
6. 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：

1. 作为在电源，用电器等之间传输作用的线。
2. 导线上的电流流向为从高电势流向低电势。
3. 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：

1. 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。
2. 注意1：面包板的内存每五个格子是联通的
3. 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

1. 
   
2. 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。

1. 
   
2. 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
3. 这里的阻值可以进行计算：
4. 提供的led 3mm、5mm发光二极管正向导通电压1.9v，限流20mA
5. 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~~
6. 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：

1. 阻碍电流行进的电子原件
2. 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
3. R = R1 + R2
4. 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
5. 1/R = 1/R1 + 1/R2
6. R = R1*R2 / (R1+R2)
7. 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。
8. 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。
9. 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

1. 数字：
2. 拨盘：拨盘类型比较直观，可以选择对应的类型和量程
3. 自动：自动去掉了拨盘，取而代之的是继电器切换各个功能
4. 指针：
5. 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

1. 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。