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为了做这个实验,我们拆了一台游戏机! | 正经玩

Shiny & Tom 中科院物理所 2020-09-10

正经玩每期会推送一个好玩的科学实验,希望能给您带来乐趣,知识与陪伴。向我们分享你的实验视频,还有机会领取小礼品哦!

之前有人说香蕉+枣一起吃
可以看见人生的跑马灯


身为学物理的小编

决定用最“物理”的方法

让大家看见人生的跑马灯~



实验器材


所标杯、实验电路板、三极管、电容、电阻、发光二极管、导线


实验过程




本期实验需要一定的电路基础

整个装置的电路图如下

接线过程如下


然后接上电源


就可以看见忽闪忽闪的灯了

反复横跳


除了实物实验

有条件的小伙伴还可以

用仿真软件进行实验哦~


原理解说





说起电路实验,小编想起了曾经被数电模电实验中密密麻麻的接线支配的恐惧。



本次小实验所搭建的装置被称为多谐振荡器。与在中学所学的LC振荡电路不同的是,这里并没有用电感元件,而是用了三极管。

 

NPN型与PNP型


三极管,顾名思义,是一个有着三根引脚的元器件。这三根引脚分别叫做基极b发射极e集电极c。三极管有两种类型,分别是PNP型NPN型,我们这里用的三极管8050是NPN型的


既然要使用这些元件,就要知道元件的各个引脚怎么接。发光二极管引脚的接法很简单,长脚接正短脚接负即可。三极管要稍微复杂些,对于如下图所示的三极管,将正方形一面对着自己,从左往右,依次是e,b,c。对于其他类型的三极管,需要用万用表进行测定。

 

三极管


三极管接到实验的电路中会充当一个阀门,由各引脚的电压关系控制阀门的开关。对于NPN型三极管,当基极的电压高于发射极的电压集电极的电压高于基极的电压时,三极管导通。

 

有了这些基础,现在我们来分析装置的原理。如下图所示,电路有两种状态

 

装置电路图


状态1,Q1导通,L1亮。此时,Q1的集电极,即图中A处电压接近为0V。这样,C1被充电。由于Q1导通,C2开始放电。Q2基极的电压等于C1两端的跨压,会随着C1充电从接近0V逐渐上升。因此Q2一开始是截止的,L2不亮。当跨压升高到一定程度时,Q2满足导通条件,开始导通。

 

状态2(复制粘贴警告),Q2导通,L2亮。此时,Q2的集电极,即图中B处电压接近为0V。这样,C2被充电。由于Q2导通,C1开始放电。Q1基极的电压等于C2两端的跨压,会随着C2充电从接近0V逐渐上升。因此Q1一开始是截止的,L1不亮。当跨压升高到一定程度时,Q1满足导通条件,开始导通。



可以看到,第一种状态结束后会进入第二种状态,第二种状态结束后又回到第一种状态,如此往复,形成振荡(套娃),直到电池没电。振荡的周期与电阻以及电容的大小相关,具体有什么关系,有兴趣的读者可以探究探究。

 

小编猜测,很多读者看到本期的实验会说:这期实验的材料好难弄到(尤其是那个杯子),单独买元器件很难买,而且不划算。小编也遇到了同样的问题,只不过,小编的一个哥们送给了小编一件这样的东西:

 

啊!童年的回忆


虽然“拆掉外壳的它已不复当年模样”,但是元器件依然能工作正常。小编看到后,茅塞顿开,拿起电烙铁,二话不说,拆!

 


由于本期实验较为硬核,难度较大,需要一定的理论基础,所以我们不再接受投稿,感兴趣的小伙伴可以在家自行实验。欢迎大家在评论区留言,我们将为留言点赞数排名第三、五名的两位(不包含小编回复的点赞数,截止到4月28日中午12点)的粉丝送上大师扑克一份。


 参考资料
[1] 电子技术基础(模拟部分) 康华光

[2] 维基


上期回顾


NO.200 我们又解锁了一项科幻技能! | 正经玩


由于上期投稿较多,这里只精选20个进行展示

01-Achilles的实验分享如下:


02-Arno桐少的实验分享如下:

03-A宜宾小牛顿科学启蒙教育的实验分享如下:


04-hiro的实验分享如下:


05-tiān³ 的实验分享如下:


06-TRY ALL POSSIBLE 的实验分享如下:


07-xianxian的实验分享如下:


08-海东青的实验分享如下:


9-Hg-194的实验分享如下:


10-oo爱科研的实验分享如下:

11-B.C.的实验分享如下:


12-Starry的实验分享如下:


13-向往中二所的姑娘的实验分享如下:

14-Dylan的实验分享如下:


15-成胭脂的实验分享如下:


16-一白茉莉的实验分享如下:


17-雨歇的实验分享如下:


18-铸剑为犁的实验分享如下:


19-Euler的实验分享如下:


20-逃学大元帅的实验分享如下:



投票时间于4月30日零点截止

票数前 两名 将获得 大礼包 一份
               分享赢得纪念品          

对于 本期实验 

我们将为评论区留言点赞数排名第三、五名的

(不包含小编回复的点赞数

截止到4月28日中午12点)

粉丝送上大师扑克一份


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编辑:GUOmazing


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