Гпава 3v

ЦОМПОНрНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ И ИЗМЕРЕНИЯ

Большинство электронных схем, описанных в этой книге, построены на основе популярной интегральной микросхемы - таймера типа 555. Интегральная микросхема (ИС) представляет собой целую электронную схему на одном кристалле кремния, но чтобы получить действующее электронное устройство, необходимо некоторое количество дополнительных компонентов. Это могут быть резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды и транзисторы. Чтобы собирать электронные устройства на ИС, необходимо знать, как работают эти дополнительные компоненты. Цель данной книги - описать электронные схемы, которые вполне под силу собрать радиолюбителю средней квалификации в домашней мастерской. Книга также дает возможность радиолюбителю учиться на каждой из стадий процесса конструирования схем.

Большинство описанных здесь схем должны заработать сразу же после сборки, однако некоторые из них необходимо отрегулировать или настроить. Для этого могут понадобиться некоторые электронные измерительные приборы, однако в большинстве случаев вполне достаточно недорогого мультиметра. Бывает, что готовая схема отказывается работать, и тогда придется выполнить небольшую работу по поиску и устранению неисправностей. В этом случае очень важно иметь понятие об основных параметрах электронных приборов и схем и их физическом смысле. Иногда потребуется измерить ток и напряжение или внутреннее сопротивление. Эта глава - своего рода азбука электроники, и она должна помочь в будущем при изготовлении, наладке и поиске и устранении неисправностей в схемах.

Напряжение

Электрическое напряжение - это разность потенциалов между точками схемы. Само напряжение представляет собой силу, которая вызывает ток в схеме. Образно напряжение можно уподобить ракетке, ударяющей по теннисному мячу. Полет мяча можно сравнить с протеканием тока, а ракетка - это та потенциальная сила, которая его вызывает.

Есть два основных вида напряжения - постоянное и переменное. Для работы больщинства схем, описанных в этой книге, требуется постоянное напряжение. Часто источником этого напряжения служат батареи. Переменное напряжение - это, например, то напряжение, которое имеется в сетевых розетках в нащих квартирах. Ток и напряжение взаимозависимы и должны рассматриваться совместно.

Основной единицей напряжения является вольт (В), однако существуют производные единицы, которые используются для удобства в практических измерениях. Милливольт (мВ) соответствует разности потенциалов в тысячную вольта. Для еще меньших напряжений применяется такая единица, как микровольт (мкВ), составляющая тысячную милливольта, или миллионную вольта. Один киловольт (кВ) равен 1000 В. Большинство схем в этой книге работают при напряжениях, которые измеряются в вольтах.

Когда говорят о напряжении, необходимо знать", постоянное оно или переменное. В основных электрических схемах напряжение измеряется между двумя точками: положительным и отрицательным полюсами. Чтобы в схеме пошел ток, эти полюса следует подключить к цепи питания схемы, а чтобы установить, есть ли ток,- к измерительному прибору. Когда источник питания правильно подключен к электронной схеме или к нагрузке, то в соответствующей цепи течет ток, направленный от отрицательного полюса к положительному.

Все схемы постоянного тока имеют определенную полярность. Постоянная полярность означает, что один из контактов схемы всегда будет положительным, а другой - всегда отрицательным. У источников переменного тока напряжение постоянно меняется.

в течение одного полупериода один из полюсов положителен, а другой отрицателен. В течение следующего полупериода ранее положительный полюс становится отрицательным, а ранее отрицательный - положительным. Другими словами, полярность источника переменного тока постоянно меняется. Частота изменений, или чередований, полярности в схемах переменного тока измеряется в герцах (Гц), 1 Гц соответствует одному полному колебанию в секунду.

Все мы хорошо знакомы с переменным током. В наших домах в электросети действует напряжение переменного тока частотой 50 Гц, т. е. его полярность меняется 50 раз в секунду. Величина, характеризующая эти изменения, называется частотой.

Электрический ток

Ампер - это основная единица измерения тока. Если к схеме подключить источник напряжения, то электроны в ней придут в движение. Чтобы ток мог протекать, электрическая цепь между положительным и отрицательным полюсами источника напряжения должна быть замкнута, т. е. должна существовать своего рода электрическая «дорога» между полюсами источника напряжения. Когда цепь прервана, ток прекращается.

Величина тока определяется количеством электронов, проходящих через некоторую точку схемы за заданное время. Току в один ампер соответствует примерно шесть триллионов электронов в секунду. На практике количество электронов не измеряется, а их движение выражается в амперах (А) или производных единицах. Электроны всегда текут от отрицательного полюса к положительному.

Существует много производных единиц ампера. Миллиампер (мА) равен 1/1000 ампера. Эта единица часто используется для описания токов в полупроводниковых электронных схемах, таких, как приведенные в этой книге. Микроампер (мкА) равен I/I 000000 ампера, или I/IOOO миллиампера, и применяется для описания токов в микромощных электронных схемах.