Электроника для начинающих

При нажатии первой кнопки ток начинает течь, при этом конденсатор заряжается. Красный светодиод будет мигать короткое время, а затем погаснет. Если мы еще раз нажмем на кнопку, ничего не произойдет, потому что конденсатор зарядился, следовательно, ток не течет. Нажимаем вторую кнопку: таким образом мы подключим второй светодиод к заряженному конденсатору. Он будет работать как небольшая батарейка, включив на некоторое время зеленый светодиод, излучающий короткую вспышку света.

Эксперимент со светодиодом и диодом

С помощью этой схемы мы будем проверять поведение диода: если он правильно ориентирован, то будет течь ток и светодиод загорится.

Рис. 5.5. Электрическая схема для определения поведения диода

Нам необходимы:

• нормально разомкнутая кнопка (например, модель OMRON B3F размером 12 мм.);

• светодиод;

• резистор на 470 Ом;

• диод 1N4007;

• макетная плата;

• батарейка на 9 В с зажимом;

• перемычки или соединительные провода.

Начнем построение схемы, подсоединив кнопку на макетную плату, затем вставим резистор, светодиод и диод. На диоде обозначена небольшая белая полоса, которая указывает на катод (отрицательный полюс): обратите внимание на его положение в цепи. Катод должен быть соединен непосредственно с отрицательной линией питания с помощью небольшой перемычки. Таким образом, диод смещен в прямом направлении, и, если нажать на кнопку, све-тодиод загорится. Давайте попробуем измерить ток, который циркулирует в цепи. Теперь сила тока в цепи, содержащей только светодиод и резистор, будет немного меньше 15 мА. Почему?

На этот раз мы должны также учитывать падение напряжения на диоде, которое составляет около 0,7 В. Диод, подключенный таким образом, работает в прямом смещении. Для его включения, необходимо минимальное напряжение со значением около 0,6/0,7 В. Попробуем суммировать напряжения в контуре:

9 – iR – 2–0,7 = 0

На этот раз мы также вычли напряжение 0,7 В на выводах диода. Таким образом, на резисторе мы имеем падение напряжения 6,3 В. Сила тока равна:

Рис. 5.6.

Составление цепи со светодиодом и диодом на макетной плате

Проверяем напряжение на выводах диода тестером. Прикладываем щупы к выводам диода и считываем присутствующее напряжение. Каково его значение?

Теперь изменим схему, переворачиваем диод: его отрицательный вывод (помеченный белой полосой) должен быть подключен непосредственно к светодиоду, а положительный вывод – к отрицательной шине электропитания. Нажимаем кнопку. Ничего не происходит, светодиод не горит, так как диод смещен в обратном направлении и не пропускает ток.

Давайте попробуем измерить ток и напряжение. Каковы их значения?

Рис. 5.7. Переворачиваем диод, получаем смещение в обратном направлении: светодиод не включится

Привет, транзистор

С помощью этого эксперимента мы используем транзистор для управления светодиодом. Путем подачи тока к управляющему выводу транзистора, базе, мы будем влиять на ток, протекающий между двумя другими выводами: эмиттером и коллектором.

Рис. 5.8. Электрическая схема цепи «Привет, транзистор»

Нам необходимы:

• нормально разомкнутая кнопки (например, модель OMRON B3F размером 12 мм);

• светодиод;

• резистор на 470 Ом;

• резистор на 1 кОм;

• транзистор 2N2222;

• макетная плата;

• батарейка на 9 В с зажимом;

• перемычки или соединительные провода.

Конструкция этой схемы немного сложнее предыдущих, но достаточно быть внимательными при соединении и стараться поддерживать порядок, не используя провода длиннее, чем требуется:

1. Начнем с подсоединения транзистора на макетную плату, следует подсоединять его к центральным отверстиям, а не к шинам электропитания.

2. Если плоскую сторону держать повернутой к нам, выводы транзистора 2N2222 должны располагаться в порядке «эмиттер, база, коллектор» (ЭБК) (всегда проверяем в техническом описании).

3. Подключаем эмиттер к отрицательной шине питания.

4. Добавляем сопротивление на 470 Ом и светодиод и соединяем их между коллектором и положительной шиной питания.

5. Добавляем кнопку и резистор на 1 кОм.

6. Соединяем кнопку с базой транзистора.

Рис. 5.9. Цепь «Привет, транзистор» на макетной плате

Рассмотрев электрическую схему, мы можем увидеть, что, когда кнопка не нажата, ток не достигает базы транзистора и, следовательно, не будет течь между эмиттером и коллектором. При нажатии на кнопку ток будет течь через резистор на 1 кОм. Для расчета тока просуммируем напряжения в контуре:

9 – iR – 0,5 = 0

Мы имеем напряжение батарейки, от которого вычтем падение напряжения на резисторе и напряжение 0,5 В между базой и эмиттером транзистора, что мы должны учитывать, поскольку он включен. Сила тока, приходящего на базу, будет равна: