实验一——电子蜂鸣器

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从本期开始,我们将介绍一组电子小实验。这组实验结合常见的光控、声控、热控、延时、报警等基本电路,让初学者练习组装、测量、并分析电路工作原理和写实验笔记,借以提高实验动手能力。全组十个小实验可以共用一套元件。

1.实验目的:

(1)认识电阻、电解电容器、晶体三极管、变压器、喇叭这几种常用元件。(2)能按实体图正确焊接电路。(3)了解间歇振荡器电路。

2.实验材料:

这个实验使用的元件详见下表。我们不仅要认识它们的外形,还要记住它们的符号,代表字母和了解使用知识。

图1
图1 🔍原图 (862×691)

3.实验准备:

(1)检查元件:假如我们把一个坏的元件用在电路里,轻则影响实验效果,严重时还会损坏其它元件。所以在焊接电路前,一定要把每个元件的好坏检查一下。同时,在这组实验中每个元件都要多次使用,元件引线容易被折断。所以我们要采取一些保护办法。

晶体三极管的三条引线分别叫做基极、集电极和发射极,用字母b、c、e表示,使用中不能接错,否则管子有烧坏的危险。我们使用的3DG或3DK型三极管引线排列见下表。认清三极管的三个极后,要用不同颜色的细塑料管套起来,记住哪个颜色代表什么极,再用粗的较短的塑料管把三条引线固定在一起,或用棉线扎紧,如图1(a)。

图2
图2 🔍原图 (532×308)

这里用的变压器是普通晶体管收音机的“输出变压器”。表一图中1、2、3三条引线是它的初级线圈,2是中心抽头,1、3两端可以互调。4、5两条引线是次级线圈,两端也可以互调。变压器使用时绝不能用力拉引线。为防止折断可以把引线套上塑料管,用细棉线捆在骨架上,如图1(b)。

电解电容器两条引线有正、负极之分。一般在外壳上印有标志,或用两根引线长度不同来区分。即长的那根为正极,短的那根为负极。把电解电容器接入电路时,要按电路要求连接,不能接错。

为了不出现虚焊,使用前一定要把每个元件引线都刮干净烫好锡。

(2)做实验板:在一块1~1.5毫米厚,60 × 80平方毫米大小的胶木板(也可以用三合板或绝缘纸板)上面,整齐地打18个小孔,铆上铆钉,如图2所示。使用前要把每个铆钉都镀好锡。为了方便可在四个角上拧四个长螺钉,作为支架。

图3
图3 🔍原图 (638×323)

线路板最上面和最下边各铆两个铆钉;平行地焊上两根裸铜线,作为电源线。实验时,上面的一根永远接电池的正极,下面一根永远接电池的负极。

4.实验步骤:

(1)焊接电路:图3是“电子蜂鸣器”的接线图。初学者可以把两图对照起来看,先把连接线焊好,再焊元件。注意焊锡要适量,不要烫坏元件引线上的塑料管。有的铆钉上焊有几根引线,要用镊子夹牢后再焊,不能焊上这根又弹开那根,烫来烫去弄坏元件。

图4
图4 🔍原图 (1170×382)

(2)检查电路,电路焊好后要认真检查,重点看电池的正、负极,三极管引线的极性和电解电容器的极性有没有接错。初学者可以对照实物图检查一处,然后用铅笔在图上描一处,全部检查一遍,图上所有线就都描过了,这样就不会出现漏查、错焊现象了。

(3)通电试验:电路检查无误,接上电池后喇叭就能发出“嘟……”的蜂鸣声

5.讨论影响声音的主要因素

(1)调整微调电阻R\(_{1}\)。用改锥轻轻拨动R1的滑动金属片,使其电阻由小到大变化。这时会发现喇叭的声音音调变“粗”了,音量也小了一些。

(2)微调电阻固定在某一位置不动,把电解电容C由4.7μF换成10μF,喇叭的声音变得更低沉,发出“呜……”的响声。

(3)微调电阻不动,把电解电容换成 1μF。这时喇叭会发出“滴……”的声音,比前两个实验的频率高许多。注意在调换元件时,要先把电池断开,以防短路,烧坏其它元件。

把上面的实验结果填写在表一内。

图5
图5 🔍原图 (889×358)

6.电路原理简介

这是一个简单的间歇振荡器。它由三极管BG和变压器的初级线圈形成正反馈,使电路产生振荡。信号由变压器次级输出,带动喇叭发声。改变R和C的数值,可以改变电路充放电的时间,使振荡频率发生变化,喇叭里就发出不同音调的声音。R和C的数值越大,振荡频率越低,音调也越低沉。这个电路中三极管导通时间很短,大部分时间处于截止状态,所以叫做间歇振荡器。它的特点是起振容易,输出功率大、效率高。

7.动脑筋

做完本实验后,如果把这些元件焊在一小块线路板上,装上盒子就是一个电子门铃了。能不能进一步改装成多音调门铃呢?

当蜂鸣器发声时,用极细漆包线把三极管的基极和发射极连通,会发生什么现象?能不能利用这个现象装一个“断丝报警器”呢?

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