(别光坐在那儿!)构建的东西! ! |
学习数学地分析电路需要很多研究和实践。通常,学生通过通过大量的样本问题进行练习,并针对教科书或教师提供的人的答案。虽然这很好,但有更好的方法。
实际上你会学到更多建设和分析真实电路,让您的测试设备提供“答案”,而不是一本书或其他人。要想成功地构建电路,请遵循以下步骤:
当学生第一次学习半导体器件时,他们很可能因为电路中不正确的连接而损坏器件,我建议他们使用大的、高瓦数的组件(1N4001整流二极管,to -220或to -3机箱功率晶体管等),使用干电池而不是台式电源。这降低了组件损坏的可能性。
像往常一样,避免非常高,极低的电阻值,避免仪表“加载”(高端)引起的测量误差,并避免晶体管烧坏(在低端)。我建议在1kΩ和100kΩ之间的电阻器。
一种方式可以节省时间并减少错误的可能性是以非常简单的电路开始,逐步添加组件以增加其在每个分析后的复杂性,而不是为每个实践问题构建全新电路。另一种节省的技术是在各种不同电路配置中重新使用相同的组件。这样,您不必多次测量任何组件的值。
让电子自己给你自己的“练习问题”的答案!
根据我的经验,学生需要大量的电路分析练习才能精通。为此,教师通常会给学生提供大量的练习题,并提供答案供学生核对。虽然这种方法让学生精通电路理论,但它没有充分教育他们。
学生们需要的不仅仅是数学练习。他们还需要真实的动手实践,建造电路和使用测试设备。因此,我建议以下替代方法:学生应该构建自己的“习题”用实分量,并试着用数学方法预测各种电压和电流的值。这样,数学理论就“活灵活现”了,学生们也获得了他们仅仅通过解方程无法获得的实际熟练程度。
以下这种做法方法的另一个原因是教学学生科学的方法:通过实际实验来检验假设(在这里是数学预测)的过程。学生也将发展真正的故障排除技能,因为他们偶尔会犯电路构造错误。
在他们开始之前,用你的课程花一些时间来审查建设电路的一些“规则”。与您的学生以相同的古典方式讨论这些问题,您通常会讨论工作表的问题,而不是简单地告诉他们他们应该和不应该这样做。在典型的讲座(讲师独白)格式呈现时,我从未停止过糟糕的学生掌握指示!
有些老师可能会抱怨让学生建立真实的电路而不仅仅是数学分析理论电路,这“浪费了”时间,这里我要给他们一个提示:
学生选择您的课程的目的是什么?
如果你的学生将使用真实的电路,那么他们应该尽可能学习真实的电路。如果你的目标是培养理论物理学家,那么请务必坚持抽象分析!但我们大多数人都计划让学生们利用我们提供的教育在现实世界中做些事情。lol亚博对ig当他们将他们的知识应用到实际问题上时,花在建造真实电路上的“浪费”时间将会带来巨大的回报。
此外,让学生构建自己的练习问题,教他们如何执行主要研究因此,使他们能够自主地继续他们的电气/电子教育。yabosports官网lol亚博对ig
在大多数科学中,建立真实的实验比建立电路要困难和昂贵得多。核物理、生物学、地质学和化学教授非常希望他们的学生能够将高等数学应用到真正的实验中,不会造成安全隐患,而且成本低于一本教科书。他们不能,但你可以。利用科学固有的便利,然后让你的学生在很多真实的电路上练习他们的数学!
一个技术人员建立她自己的音频测试集用于排除音频电子线路。测试集本质上是一个敏感的检测器,允许听到低功率音频信号:
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这两个二极管在这个电路中起什么作用?提示:如果你将二极管从电路中移除,在大多数情况下你将听不到区别!
我第一次遇到这种二极管的应用是在我还很年轻的时候,焊接一个套件万用表。我非常困惑,为什么仪表运动有两个二极管并联连接,就像这样。当时我所知道的关于二极管的一切都是它们作为电力的单向阀。我不知道它们有一个巨大的正向电压降,这是理解它们如何在这样的应用程序中工作的关键。虽然这似乎是一个相当非传统的使用二极管,它实际上是相当普遍的。
顺便提一下,我高度建议学生为自己的实验目的建立这样的音频测试集。即使没有放大器,这台仪器也相当灵敏。廉价的120伏特/6伏特降压电力变压器作为阻抗匹配变压器工作良好,并且绝缘足够为大多数应用提供良好的安全边际(电气隔离)。一个老式的微波功率变压器工作得更好(当在降压配置中使用时),在一次和二次绕组之间提供几千伏的隔离。
该电路甚至可以检测频率超出音频范围的直流信号和交流信号。通过与测试探针接触或断开接触,如果存在足够大的信号,就会产生“刮擦”声。用我便宜的“Radio Shack”闭口耳机,我可以用我的检测器可靠地检测小于0.1 μA的直流电流!你的里程可能会有所不同,这取决于你的听力有多好,以及你的耳机有多灵敏。
我曾多次使用自己的音频检测器代替示波器来检测音频电路中的失真(非常粗略的评估,请注意,一点也不精确),甚至作为直流电压检测器(检测常规LED的光伏输出电压)。它可以作为一个灵敏的“零”仪器在交流和直流桥电路(再次,直流检测需要您使和断开与电路的接触,在耳机中听“点击”或“抓挠”的声音)。
这个探测器的另一个有趣的事情是将它与开路线圈的电线连接,“听”交流磁场。放置这样一个线圈附近的工作计算机硬盘驱动器,你可以听到读写头伺服在行动!
如果你还不清楚的话,我对这个电路对学生参与和学习的潜力非常热情…
当按钮开关在该电路中驱动时,电磁阀通电:
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这种简单电路的唯一问题是,每次螺线管断电时,开关触点都会受到广泛的电弧振荡。然而,打击此电弧的一种方法是将普通整流二极管与螺线管(如下)并联连接:
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解释在开关触点处导致过大电弧的原因,以及电路中的二极管的存在完全消除它。
电弧是由感应“回激”引起的,二极管通过提供一个完整的电路来防止它,当开关打开时,电感电流通过放电。
该问题提供了审查电感理论的绝佳机会,特别是当充电时电感器的电流方向和电感器的电压极性。通过绘制示意图,将更容易地分析该电路。
当一个安培计(输入电阻为0.5 Ω)连接在一起时,寄存器是什么平行在该电路中的二极管?
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通常,电流表是接在系列与要测量电流的组件。但是,在这种情况下,并行连接是可以接受的。解释原因,并确定该电路中安培计的电流读数。
假设需要提供一个非常重要的电子设备(例如,核反应堆关闭控制)不间断直流电源。对于可靠性的缘故,该电路从三个(冗余)直流电压源的电源获得:
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这种情况唯一的问题是这些电源源之一内部短路的可能性。如果三个直流电源中的一个开发内部短路,并且解释如何通过将二极管放置在电路中来避免如何避免这种情况。
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挑战问题:如果系统中有指示灯来警告维修人员电源短路就好了。你能想到什么办法把灯泡放在这个系统的某个地方,这样当电源故障时,一个灯泡就会亮起来?
与你的学生讨论问题的本质和解决方法。为什么所提出的解决方案可以在电源内部短路的情况下消除电源故障?
用一个整流二极管(有时被称为a随心所欲的二极管)消除直流电路中电感负载的开关触点电弧工作良好,但它有一个不幸的副作用:
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随着二极管的位置,释放时间的螺线管增加可测量。换句话说,与电路中没有二极管的情况相比,在开关触点断开后,螺线管完全去磁需要更长的时间。
解释为什么会这样,并提出一个最小化螺线管释放时间的解决方案。