麵包板及其使用法

麵包板及其使用法

為了提高青少年的電子技術素養，促進學生全面發展，培養創業意識和創造技能，本刊（無線電）特約多年從事科普教育的特級教師，北京市有特殊貢獻的專家孫心若撰寫“電子控制技術入門”系列文章。他根據豐富的電子技術、發明創造教學體驗，結合青少年的身心特點，進行有趣的“做中學”和“學中做”電路實驗，引導青少年由表及裡、由淺入深、循序漸進，獲得“操作”體驗，薰陶科學情感、發展技術能力，特別提供電子技術發展資訊，增強創新意識併為他們展示創造能力營造條件。在內容選擇上以電子控制技術內容為中心，以基本電路實驗為基礎，以數字積體電路為重點，並涉及實驗所必需的基本理論及技能技巧，同時介紹青少年感興趣的一些電子器件、小製作和小發明例項。配刊光碟中將用活動影象的形式講解和演示這些電路實驗的過程和現象，光碟中還加入了一些生活中的應用例項。

一、什麼是＂麵包板＂？

1。麵包板的構造

麵包板即＂積體電路實驗板＂，就是一種外掛板，此＂板＂上具有若干小型＂插座（孔）＂．在進行電路實驗時，可以根據電路連線要求，在相應孔內插入電子元器件的引腳以及導線等，使其與孔內彈性接觸簧片接觸，由此連線成所需的實驗電路。圖1為SYB—118型麵包板示意圖：

為4行59列，每條金屬簧片上有5個插孔，因此插入這5個孔內的導線就被金屬簧片連線在一起。簧片之間在電氣上彼此絕緣。插孔間及簧片間的距離均與雙列直插式（DIP）積體電路管腳的標準間距2。54mm相同，因而適於插入各種數字積體電路。

2。麵包板使用注意事項

插入麵包板上孔內引腳或導線銅芯直徑為0。4～0。6mm，即比大頭針的直徑略微細一點。元器件引腳或導線頭要沿麵包板的板面垂直方向插入方孔，應能感覺到有輕微、均勻的摩擦阻力，在麵包板倒置時，元器件應能被簧片夾住而不脫落。麵包板應該在通風、乾燥處存放，特別要避免被電池漏出的電解液所腐蝕。要保持麵包板清潔，焊接過的元器件不要插在麵包板上。

3。麵包板實驗套材

電子控制電路基本實驗所用的元器件包括：電池組2組（3V、6V，帶電池卡、電極引線）。麵包板（SYB-130或118、SYB—46型）。電阻器27只（47Ω、100Ω、390Ω×8、1kΩ×6、2。2kΩ×5、3。3kΩ、10kΩ、15kΩ、47kΩ、330kΩ、2。2MΩ），小型直滑電位器（47kΩ），電容器7只（1000pF、0。022μF、47μF、100μF×2，220μF×2）。光敏電阻器（MG45-1），光電二極體，開關二極體（1N4148），發光二極體4只（紅、綠、黃、橙），三極體4只（8050、9013×2、9014），數碼管（LC5011）。數字積體電路10塊（74LS00、74LS02、74LS04、74LS08、74LS32、74LS73、74LS74、74LS86、4511、4518）。繼電器（JRC-21F），雙金屬復片（啟輝器），磁控開關1套（條形磁鐵、幹簧管開關），壓電陶瓷片（φ27mm，帶共鳴殼體），電子蜂鳴器（3V或6V），小電燈1個（3。8V），玩具直流電動機（3V，帶小螺旋槳）。接鈕開關2個，導線若干和元器件盤。此外，還需要準備常用的工具，如鑷子、桃形鉗和一字小改錐，自選實驗所需新增的一些元器件等。

二、麵包板實驗入門

實驗是通向科學成功的橋樑，正是由於實驗造就了19世紀最偉大的實驗物理學家、實驗大師M·法拉第，為近代物理的發展奠定了基礎。在瞭解麵包板的構造之後，透過麵包板電路搭接實驗來了解其使用的方法。

1。省電指示燈電路

圖2為省電指示燈電路：

它由電池組GB（6V）、按鈕開關SB、限流電阻器R（390Ω）、紅色發光二極體和導線組成。電池組用4節5號電池串聯而成，開關選用電鈴按鈕開關，接線用1芯導線，電阻器上面的四條色環為橙色、白色、棕色及金色，標稱阻值為390Ω，允許偏差±5 ％。發光二極體採用直徑3mm的紅色發光二極體。限流電阻器R為390Ω時，發光二極體中電流約10mA，亮度已經很高了。如用高亮度發光二極體，限流電阻器可以適當加大（1k～3。9kΩ），工作電流僅為1～3mA，成為名副其實的省電指示燈電路。

看起來圖2省電指示燈電路很簡單，在麵包板上搭接電路卻是新的嘗試，需要掌握在麵包板上連線電路的方法，瞭解電阻器和發光二極體的使用方法，邁出麵包板電路實驗的第一步。建議初學者使用SYB—46型麵包板，按圖3示範連線方法進行實驗。常見的錯誤是把電阻器、發光二極體的兩條管腳插在同一列的5個方孔內造成短路，或者發光二極體正負極管腳接反。

在初步掌握省電指示燈電路面包板連線後，不妨在電路中再串聯一隻發光二極體，連成圖4、圖5所示的兩種不同的串聯方法。注意：這兩個電路的區別！

圖6為並聯電路，可以把它視作兩路省電指示燈電路，只是共用一隻電阻器。

在麵包板上連線並聯電路時，一路省電指示燈電路搭接點亮之後，再連線第二路，連線示意圖見圖7。

其特點是各元器件連線緊湊，節省麵包板使用面積，在插接元器件較多時具有實用的意義。如果每隻發光二極體各串聯一隻電阻器，特別是發光顏色不同的發光二極體，兩路指示燈就不會互相牽制了。如果把發光二極體串聯的開關、電阻器互相換個位置，都能把相應的電路搭接出來，說明已經初步掌握了麵包板電路搭接的方法。要重視在實驗操作過程中培養技巧能力，而不僅僅是得到實驗現象的結果。

2。電碼模擬器

電碼是一種電報通訊用以傳輸字母、數字和標點等的代表符號。1838年，美國科學家S·莫爾斯發明了由點和劃兩個符號組合而成的電碼，這就是在電報通訊中廣泛應用的莫爾斯電碼。1844年，建成通訊線路開始通電報，揭開人類通訊歷史上的新篇章。

圖8所示的電路是收發電碼的簡易模擬器：

它分為左右兩個獨立的帶按鈕開關的訊響器。在一塊麵包板上搭接左邊的訊響器電路。注意蜂鳴器端面上的正極標誌，相應一側的管腳（長管腳）為正極，在插接蜂鳴器時，正極與電源正極相連。再用另一塊麵包板來搭接右邊的電路，最後將兩塊麵包板上最上行X長條簧片用長導線連線起來，最下行Y長條簧片連線起來，形成通訊線路，進行電碼收發報練習。透過電碼模擬器實驗，在麵包板上搭接“聲光訊響器”，熟悉電路的並聯，瞭解國際電碼表及電報通訊，增強麵包板實驗的興趣。

附表為數碼讀音及電碼符號表。

1～9和0這10個數字是用“短碼”或“長碼”的電碼符號來傳遞的，而這些電碼符號都是由點“·”和劃“-”組成的。電碼表中的“·”口讀為“的”（di），讀時發音要短促清脆，“-”口讀為“達”（dá），讀時要均勻平穩。在進行電碼發報按鍵（按鈕開關）練習時，按鍵時間短的產生“·”的電碼訊號，蜂鳴器發出短促清脆“的”的聲音，按鍵長時，產生響亮“-”的持續聲。通常“-”的發聲時間是“·”發聲時間的3倍，“·”和“-”或“-”和“·”之間間歇的時間是一個“·”的發聲時間。在發兩個數字電碼訊號之間要留出3個“·”的不按電鍵的間歇時間，也就是一個“-”的間歇時間，以示區分開兩個數字電碼，一組電碼與另一組電碼之間間歇的時間為5個“·”不間斷的發聲時間。當甲方發出自己生日日期的電碼訊號，乙方根據接收的電碼訊號譯出甲方的生日日期，完成電碼收發練習。

3。電容器的充電及放電作用

1745年，荷蘭萊頓大學P·穆森布羅克發明“萊頓瓶”，這是一種最原始的電容器，在玻璃瓶內外貼上金屬箔作為板極，這樣就構成了由兩個金屬板相互靠近並用玻璃介質絕緣的電容器。顧名思義，電容器最主要的特徵是能夠儲存電荷，具有充電和放電作用，並有隔斷直流電和允許交流電透過的能力。透過圖9所示的電容器的充電與放電電路來了解電容器的使用方法； 觀察電容器的充、放電現象； 實驗定時電阻器、電容器的時間常數對電容器充電、放電的影響。

在圖9的實驗電路中，電容器C1（220μF）和C2（220μF）並聯，總電容量等於兩個電容器的電容量之和（440μF）。電路左方由電源GB、按鈕開關SB1、電阻器R1和並聯的電容器C1、C2組成RC（阻容）充電電路，充電電流由紅色發光二極體的發光亮度顯示出來。當SB1閉合接通電源瞬間，紅色發光二極體閃亮一次。R1的電阻值越大，紅色發光二極體瞬間電流（最大電流）越小，向電容器充電的時間越長。在向電容器充電的過程中，充電電流和電壓的變化見圖10。

在圖9電路中，右方為電容器的放電電路，由SB2、R2、綠色發光二極體和並聯的電容器C1、C2組成。當C1、C2充足電後，斷開SB1，電容器C1、C2與電源GB脫離，這時再按下SB2，綠色發光二極體發生閃亮現象，這是由於電容器C1、C2儲存的電荷放電造成的，說明電容器能夠儲存電荷。電容器放電時，隨著電容器中儲存的電荷不斷減少，其兩端電壓急劇減小，放電電流也隨之按指數規律急劇減小，其電容器兩端電壓、放電電流變化與圖10充電電流變化曲線一樣。顯然，電阻器R的電阻值與充電電容器C的電容量兩者的乘積R·C越大，充放電所需要的時間也越長，因此把R·C叫做阻容充放電電路的時間常數，用希臘字母τ來表示，即

τ=R·C

當電阻的單位為歐姆，電容的電容量為法拉時，τ的單位為秒。在圖9電路中，R=1kΩ，C=440μF時，τ=1×103×440×10-6=0。44（秒）。在實驗時，發光二極體為什麼只能瞬間閃亮，透過計算時間常數τ就可以得到證明。

電容器充放電電路面包板連線示意見圖11：

在麵包板左下角進行連線。電容器選用工作電壓10～16V的小型電解電容器，由於其體積較大，在麵包板上要留有一定的空間，並需要一條導線將兩個電容器的正極並聯在一起。電解電容器在使用時要注意極性，長引腳為正極，短引腳為負極，通常電容器殼體負極引腳一側有“-”的標誌。