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学习电子学/前言

来自维基教科书,开放世界中的开放书籍

1. 本书目标: 使人们能够阅读本书并开始创建自己的电子设备并理解它们。仅在理论适用于读者正在做的事情时才介绍理论(遵循 Keep It Short and Simple 规则)。

虽然 电子学 维基教科书具有大致相同的目标,但它介绍了太多不适用于初学者的理论,而且没有动手实践经验,使得无法从该书中学习。可以添加指向该书中一些理论的链接,以避免在两本书中重复,除非需要缩短。

2. 先决条件: 假设具有一定物理和数学知识

3. 材料: 您可能需要考虑购买以下材料:面包板,以及一个电压源作为开始。(正在建设中)

直流 (DC) 电压源

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  • 对于简单的动手实践经验以学习电子学,最好从 电池 开始,它是一个简单的电力来源。有各种类型的电池,选择合适的类型对于特定用途很重要。
    • 一个例子

我有两组 3 伏 (两节 1.5 伏串联) D 型电池,一组新的,称为黑色,另一组用过的,称为红色。开路实际测量的电压大约为红色 = 2.75 伏,黑色 = 2.97 伏。这两组电池都有一个内部电阻,可以按以下方式计算

..... 使用负载电阻,但用哪个呢?我的电流表有一个量程,其满刻度偏转为 0.5 安培,这可以通过使用一个电阻来实现,该电阻大约为 3/0.5 = 6 欧姆 (6 Ω)。但我没有这样的电阻。

..... 使用 25 Ω 电阻作为负载,我从黑色电池中获得了 95 毫安 (mA) 的电流。计算电路中的总近似电阻(内部和外部)2.97/0.097 = 31.3 欧姆(总计)。减去外部 25 Ω,得到黑色电池组的内部电阻约为 6 Ω。

..... 使用相同的 25 Ω 外部电阻,我从红色电池中只获得了 60 mA 的电流,这表明其内部电阻约为 (2.75/0.060) - 25 = 46 - 25 = 21 Ω。

  • 另一个简单的直流电源是 电池充电器。它从通常位于每个房间底部的插座中获得能量。电池充电器从电源线/线路上的插座获取交流电 (AC),并使用一个或多个 整流器 将其转换为直流电 (DC),其电压一直以非常快的速度从零变化到最大值再返回。通常使用一个 电容器(也称为电容)来“平滑”可用的直流电压,从而产生直流电。它连接到直流电源。
    • 一个例子 电池充电器 在标签上描述了 3 个不同的输出电路
      • 1) 适用于两节或四节 AA、两节或四节 C 或两节或四节 D 充电电池(2.9V,串联两节 100 mA)
      • 2) 仅适用于一节 9 伏充电电池(9V,5 mA),以及
      • 3) 仅适用于一节(?) AAA 充电电池(5.8V 18mA)。
      • 一些制造商在其电池标签上印有说明,指示其充电电池应充电多长时间。切勿尝试为任何未标明为充电电池的电池“充电” - 这可能很危险。
  • 有许多不同类型的 适配器 可供选择,它们可以为玩具、播放器/录音机等提供所需的正确电压的交流电或直流电。必须为每个目的使用正确的适配器。

直流 (AC) 电压源

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  • 注意!使用墙壁插座作为电源非常危险,应该推迟到对电气、其用途以及相关的安全措施有所了解后再进行。
  • 墙壁插座提供的电压对于初级实验来说太高了,但可以使用变压器将电压降低到非危险水平。寻找 适配器,它们也有许多不同类型和交流电压。

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