电子技能实训项目3简易电路的搭接

任务1搭接简易发光电路

周末的一个夜晚，小明和同学逛街的时候看到了各式各样五彩斑斓的灯光。小明想这些灯光是如何点亮的呢？于是，他通过查阅资料自行制作了一个简易的发光电路。【任务情境】（1）会识别电阻器的外形、图形符号，知道电阻器的特点；（2）会识读电阻器的标称电阻值和允许误差；（3）会检测电阻器的电阻值，判断电阻器的质量；（4）会识别发光二极管的外形、图形符号，知道发光二极管的特点；（5）会识别发光二极管的极性，会判断发光二极管的质量；（6）能在面包板上搭接简易发光电路，并完成数据测量。【任务目标】【知识链接1】识别与检测电阻器1．电阻的基本知识人们把物体在运动中受到的各种不同的阻碍作用，称为阻力。当自由电子在导体中做定向移动形成电流时，也会受到阻碍，这种阻碍作用使自由电子定向运动的平均速度降低，自由电子的一部分电位能转换成分子热运动—热能。表示这种阻碍作用的物理量称为电阻，用字母

R

表示。任何物体都有电阻，当有电流流过时，都要消耗一定的能量。电阻是导体本身具有的属性。在国际单位制中，电阻的单位是欧［姆］，符号是

Ω。电阻的常用单位还有kΩ（千欧）和MΩ（兆欧），它们之间的关系为

1kΩ

=

103Ω1MΩ

=

103kΩ

=

106Ω【知识链接1】识别与检测电阻器2．电阻器的符号及作用人们把物体在运动中受到的各种不同的阻碍作用，称为阻力。电阻器通常简称为“电阻”，它是电气、电子设备中广泛应用的基本元件之一。电阻器的一般图形符号如图所示，文字符号为R。如果电路图中有多个电阻器，则用“R

”加数字来区分它们，如R1、R2、R3等。它主要用于控制和调节电路中的电流和电压（限流、分流、降压、分压、偏置等），或者作为消耗电能的负载使用。电阻器没有极性，在电路中它的两个管脚可以互换连接。图形符号【知识链接1】识别与检测电阻器3．电阻器的识读电阻器的识读主要涉及其标称电阻值、额定功率和允许误差的识别。常用的方法有直标法、文字符号法、数码法和色标法。（a）直标法（b）文字符号法（c）数码法（d）色标法【知识链接1】识别与检测电阻器（1）直标法一些电阻器会直接在其表面印制标称电阻值、额定功率和允许误差等信息。例如，“2Ω100W”这样的标记表明这是一个电阻值为2Ω，额定功率为100W的电阻器。（a）直标法【知识链接1】识别与检测电阻器（2）文字符合法文字符号法是将数字和单位符号组合在一起表示信息的方法，文字符号前面的数字表示整数部分，文字符号后面的数字表示小数部分。电阻单位文字符号如表所示，允许误差的文字符号如表所示。例如，标注为“5W2R2J”的电阻器，其电阻值为2.2Ω，额定功率为5W，允许误差为5%的电阻器。（b）文字符号法【知识链接1】识别与检测电阻器（3）数码法数码法是一种常见的电阻器标记方法，用于直接在电阻器上表示其电阻值。这种标记方式尤其适用于小型电阻器，如贴片电阻器。数码法使用数字来表示电阻值，通常采用三位或四位数字来表示。三位数字数码法：前两位数字表示电阻值的有效数字，第三位数字表示有效数字后面零的个数，即10的幂次。单位为Ω（欧），允许误差通常用文字符号表示。四位数字数码法：前三位数字表示电阻值的有效数字，第四位数字表示有效数字后面零的个数，即10的幂次。单位为Ω（欧），允许误差通常用文字符号表示。例：标注为“202”的电阻器，其电阻值为20×102=2000

Ω=2kΩ。（c）数码法【知识链接1】识别与检测电阻器（4）色标法色标法是用颜色表示电阻器的标称电阻值和允许误差的标记方法。采用色标法表示的电阻器一般有四环电阻器和五环电阻器。如图所示，四环电阻器有4道色环，第1道色环和第2道色环分别表示电阻值的第一位有效数字和第二位有效数字，第3道色环表示10的乘方数（10n，n为颜色所表示的数字），第4道色环表示允许误差（若无第四道色环，则误差为20%）。色环所表示的电阻值，其单位一律为Ω。色环一般采用黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金及银12种颜色，下表列出了色环颜色所表示的有效数字和允许误差。色标法【知识链接1】识别与检测电阻器（4）色标法例：某电阻器有4道色环，分别为橙、白、棕、金，其电阻值为4.7kΩ（d）色标法【知识链接1】识别与检测电阻器4．电阻器检测当电阻器的参数标志因某种原因脱落或欲知其精确电阻值时，就需要用仪器对电阻器的电阻值进行测量。对于常用的碳膜、金属膜电阻器及线绕电阻器的电阻值，可用普通指针式万用表的电阻挡直接测量。在具体测量时应注意以下几点。【知识链接1】识别与检测电阻器（1）合理选择量程先将万用表的转换开关置于“Ω”挡，由于指针式万用表的电阻测量刻度线是一条非均匀的刻度线，因此必须选择合适的量程，使被测电阻器的指示值尽可能位于刻度线全程1/3到全程2/3的位置上，这样可提高测量的精度。一般在测量100Ω以下电阻器时可选“R×1”挡，100Ω～1kΩ电阻器可选“R×10”挡，1～10kΩ电阻器可选“R×100”挡，10～100kΩ电阻器可选“R×1k”挡，100kΩ以上电阻器可选“R×10k”挡。【知识链接1】识别与检测电阻器（2）注意欧姆调零所谓“欧姆调零”就是将电表的两只表笔短接，调节“欧姆调零”旋钮使表针指向表盘上的“0Ω”位置上。“欧姆调零”是测量电阻器之前必不可少的步骤，而且每换一次量程都必须重新调零一次。顺便指出，若“欧姆调零”旋钮已调到极限位置，但指针仍回不到“0Ω”位置，说明电表内部的电池电压已不足了，应更换新电池后再进行欧姆调零和测量【知识链接1】识别与检测电阻器（3）读数要准确在观测被测电阻器的电阻值读数时，两眼应位于电表指针的正上方（万用表应水平放置），同时注意双手不能同时接触被测电阻器的两根引线，以免人体电阻的存在影响测量的准确性。表头的读数乘以所选量程的倍率，就是所测电阻器的电阻值。【知识链接1】识别与检测电阻器5．电阻器的主要参数电阻器的主要参数有标称电阻值、额定功率和允许误差。（1）标称电阻值。电阻器的标称电阻值是指电阻器表面所标的电阻值。为了便于生产，同时满足实际使用需求，国家规定了一系列数值作为产品的标准，这一系列数值就是电阻器的标称电阻值。【知识链接1】识别与检测电阻器（2）额定功率额定功率是电阻器的另一主要参数，常用电阻器的功率有0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W及5W等。在实际使用中应选用额定功率等于或大于电路要求的电阻器。有些电阻器的额定功率在电路图中未作标注，表示该电阻器在工作中消耗的功率很小，可不必考虑。例如：在大部分业余电子制作中对电阻器的功率都没有要求，这时可选用0.125W或0.25W的电阻器。电阻器额定功率的图形符号【知识链接1】识别与检测电阻器（3）允许误差电阻器的允许误差是指电阻器实际电阻值与标称电阻值之间的最大偏差。这个误差是由制造过程中的材料纯度、工艺精度等因素决定的。根据不同的需求和应用场合，电阻器有不同的精度等级，通常用百分比来表示其允许的最大偏差。允许误差与精度等级的对应关系【知识链接2】识别与检测发光二极管1．发光二极管的符号及作用发光二极管是一种会发光的具有一个PN结的半导体器件。发光二极管可简写为LED（LightEmittingDiode），通常用砷化镓或磷化镓等材料制成，能把电能转换为光能，在现代电子设备和照明系统中得到了广泛应用。它与普通二极管一样，具有单向导电性，当有足够的正向电流通过PN结时，便会发出一定颜色的光。发光二极管的正向工作电流一般为10～30mA，正向管压降为1.5～3V。发光二极管的一般图形符号如图所示，文字符号用“VL”或“LED”表示。

发光二极管的图形符号【知识链接2】识别与检测发光二极管2．发光二极管的识别（1）外观识别法—管脚长度：通常情况下，较长的管脚是正极，较短的管脚是负极。（2）外观识别法—内部电极片大小：对于透明或半透明塑料封装的发光二极管，可以用肉眼观察到它的内部电极片的形状，正极的内部电极片较小，负极的内部电极片较大。【知识链接2】识别与检测发光二极管3．发光二极管的检测（1）挡位选择：“R×10k”挡。（2）正向导通：万用表黑表笔（表内电池正极）接至发光二极管的正极，红表笔（表内电池负极）接至发光二极管的负极，这时发光二极管为正向接入，表针应偏转过半，同时发光二极管中有一发光亮点。

反向截止：万用表黑表笔（表内电池正极）接至发光二极管的负极，红表笔（表内电池负极）接至发光二极管的正极，这时发光二极管为反向接入，表针应基本不偏转，同时发光二极管不点亮。发光二极管正向导通（点亮）发光二极管反向截止【知识链接2】识别与检测发光二极管4．发光二极管的主要参数发光二极管的主要参数有最大工作电流IFM和最大反向电压URM。（1）最大工作电流IFM是指发光二极管长期正常工作所允许通过的最大正向电流。在使用过程中实际工作电流不能超过此值，否则将会烧毁发光二极管。（2）最大反向电压URM是指发光二极管在不被击穿的前提下，所能承受的最大反向电压。该值通常在5V左右。在使用过程中不应使发光二极管承受超过5V的反向电压，否则可能造成击穿损坏。发光二极管还有发光波长、发光强度等参数，在业余应用时可不必考虑这些参数，只需选择喜欢的颜色和形状即可。【知识链接3】初识面包板1．面包板的基本知识面包板是电子爱好者和工程师在进行电路原型制作时常用的工具之一。它提供了一个无须焊接即可构建和测试电路的平台。面包板，又称“集成电路实验板”，是一种插件板，其上具有若干小型插座（孔）。在进行电路实验时，可以根据电路连接的要求，在相应的孔内插入电子元器件的管脚及导线等，使它们与孔内的弹性接触簧片接触，从而连接成所需的实验电路。面包板通常由塑料制成，孔与孔之间通过金属簧片连接。金属簧片在电气上彼此绝缘，确保不同的电路部分不会意外连接在一起。孔与孔之间的距离与双列直插式（DIP）集成电路的管脚标准间距一致（通常是2.54mm），以便插入各种数字集成电路。【知识链接3】初识面包板2．面包板的结构面包板通常被分成几个区域，以方便电路的构建。中间区域：中间通常有两个或四个纵向的条带，每个条带包含多个纵向相连的孔。这些孔是在竖直方向上互连的。边缘区域：边缘的孔通常横向连接，用于电源和地线的接入。这些区域可以提供稳定的电源供应。1．简易发光电路图与工作原理在简易发光电路中，由电源输出3V直流电，供给电阻器R与发光二极管LED。电阻器R在电路中起到分压、限流的作用。【任务实施】搭接与测试简易发光电路2．简易发光电路的实践训练［实践一］：绘制布局图。［实践二］：组装、调试电路。［实践三］：测量电路。【任务实施】搭接与测试简易发光电路Thankyou感谢聆听任务2搭接简易电位器调光电路

完成简易发光电路后，小明同学发现在不同的环境下所需的发光二极管亮度并不相同。于是，他打算制作一个可调节亮度的发光电路。【任务情境】（1）会识别电位器的外形、图形符号，知道电位器的特点；（2）会检测电位器的电阻值，判断电位器的质量；（3）会识别常用开关的外形、图形符号，知道常用开关的特点；（4）会检测常用开关的质量。【任务目标】【知识链接1】识别与检测电位器1．电位器的符号及作用电位器是一种可变电阻器，通常由电阻体与转动或滑动系统组成。通过动触点在电阻体上移动，可以改变接入电路的电阻值，从而在电子电路中起到调节电压或电流的作用。电位器的一般图形符号如图所示，文字符号为RP或RW。图形符号【知识链接1】识别与检测电位器2．电位器的识读电位器的识读主要涉及其标称电阻值、额定功率和允许误差的识别。常用的方法有直标法、数码法等，与电阻器的识读方法一致。【知识链接1】识别与检测电位器3．电位器的检测在检测电位器时，首先要看电位器的转轴转动是否平滑，如遇转轴转动卡顿或无法转动的情况，则需更换电位器。（1）根据电位器的标称电阻值选择合适的电阻挡量程，并进行欧姆调零。（2）将表笔与电位器上总电阻的两个管脚相连，其读数应为电位器的标称电阻值。（3）把表笔分别与边上的管脚和中间的管脚相连，旋转电位器的转轴，万用表的指针会发生变化（电阻值改变）。用万用表测电位器标称电阻值旋转电位器转轴，用万用表测量电位器的电阻值变化【知识链接2】识别与检测开关1．开关的符号及作用开关在电子设备中起着至关重要的作用，它通过接通或切断电源、转换电路来改变设备的工作状态。开关的结构通常由外壳、绝缘片、手柄、触点、引线装置、复位弹簧（自锁装置）、紧固件等组成。其中，外壳、绝缘片常用ABS工程塑料或绝缘胶木制成，而手柄、复位弹簧、紧固件则通常使用金属加工而成。引线装置大多采用铜合金，而开关用的触点等一般采用银铜合金或纯银。开关的一般图形符号如图所示，文字符号为S。开关的一般图形符号【知识链接2】识别与检测开关2．开关的检测测量开关要用万用表的“R×1”挡，将万用表的两只表笔连接到开关的动合触点两端，此时开关处于断开状态，测量的电阻值为无穷大。拨动开关按钮，使其动合触点闭合，此时测量动合触点两端的电阻值应接近于“0”。如果两次测量的电阻值都为“0”或无穷大，那么开关处于损坏状态。1．简易电位器调光电路图与工作原理在图3-2-6所示的简易电位器调光电路中，由电源输出3V直流电，供给电位器RP、100Ω的电阻器与发光二极管LED。通过改变电位器RP的电阻值，来改变电路中的电流，从而改变发光二极管LED的亮度。在电路中，100Ω的电阻器用于防止电位器RP调节阻值过小而造成电路短路。【任务实施】搭接与测试简易电位器调光电路2．简易电位器调光电路的实践训练［实践一］：绘制布局图。［实践二］：组装、调试电路。［实践三］：测量电路。【任务实施】搭接与测试简易电位器调光电路Thankyou感谢聆听

任务3搭接简易电容充放电延时电路

今天是小明的生日，小明的同学送给小明一个玩具，当挤压玩具后，玩具的灯光会慢慢亮起，然后慢慢熄灭，出于好奇小明打算拆开这个玩具一探究竟。【任务情境】（1）会识别电容器的外形、图形符号，知道电容器的特点；（2）会识读电容器的标称电阻值和允许误差；（3）会识别有极性电容器的正、负极，判断电容器的质量；（4）会识别按钮的外形、图形符号，知道按钮的特点；（5）会在面包板上搭接简易电容充放电延时电路，并完成数据测量。【任务目标】【知识链接1】识别与检测电容器1．电容器的基本知识电容器简称电容，任何两个彼此绝缘但又相互靠近的导体都可以构成电容器，这两个导体称为电容器的两个极板，中间的绝缘材料称为电容器的介质。电容器的基本特性就是能够储存电荷。如果在电容器的两个极板之间施加一定的电压，两个极板就会分别带有等量的异种电荷，这样电容器就储存了一定量的电荷和电场能量。在国际单位制中，电容的单位是法［拉］，符号是

F

。电容的常用单位还有微法（μF）和皮法（pF），它们之间的关系为

1μF

=

10-6F

1pF

=

10-6μF

=

10-12F【知识链接1】识别与检测电容器2．电容器的符号及作用电容器是组成电子电路的基本元件之一，在电子设备中被大量使用，其功能是贮藏电荷或电能。在电路图中，电容器用如表所示的图形符号来表示，文字标注为字母“C”。当电路中有多个电容器时，会增加数字来加以区别，如C1、C2、C3等。【知识链接1】识别与检测电容器3．电容器的识读电容器参数的标注方法有直标法、文字符号法、数码法及色标法。（1）直标法直标法是指在电容器本体上直接标注其主要参数的方法，这些参数通常包括额定容量、耐压，有时还包括温度系数、误差范围等。假设一个电容器上标有“470μF25V”，则表示该电容器的额定容量为470μF，耐压值为25V。有些电容器体积小，为方便标注也会直接省略单位。但一般会遵循以下原则：①

凡是不带小数点的整数，没有表示单位的话，则单位为皮法（pF）；②

凡是带小数点的整数，没有表示单位的话，则单位为微法（μF）。【知识链接1】识别与检测电容器（2）文字符号法文字符号法是将数字和单位符号组合在一起的表示方法，文字符号前面的数字表示整数部分，文字符号后面的数字表示小数部分。文字符号代表电容的单位。假设一个电容器上标有“4n7630V”，则表示该电容器的额定容量为4.7nF，耐压值为630V。【知识链接1】识别与检测电容器（3）数码法数码法一般用三位数字表示额定容量，前两位数字表示有效数字，第三位为倍率，单位为皮法（pF），耐压值一般为63V。假设一个电容器上标有“104”，则表示该电容器的额定容量为100000pF，也就是0.1μF。【知识链接1】识别与检测电容器（4）色标法一般用3道色环来表示，第1和第2道色环的颜色代表有效数字，第3道色环的颜色代表倍率，单位为皮法（pF）。色环表与电阻器的一致。假设一个电容器上色环的颜色为“黄、黑、棕”，则表示该电容器的额定容量为400pF，也就是0.0004μF。【知识链接1】识别与检测电容器4．识别电容器的极性对于有极性的电容器，可以从外观识别其正、负极。（1）外观识别—管脚长短未使用过的电解电容器可以用管脚的长短来区分电容器的正、负极，长管脚为正极，短管脚为负极。（2）外观识别—外壳标识通过电容器的外壳标识来区分，外壳有标识的一侧对应的管脚为负极。【知识链接1】识别与检测电容器5．电容器的检测（1）用万用表判别电解电容器的正、负极电解电容器的正、负极一般可以用万用表的电阻挡进行判别。这是根据电解电容器正向漏电电阻较小、反向漏电电阻较大的特性进行判别的，具体测量方法如下。

①

选择量程。根据电容器容量大小选择合适的量程，并进行欧姆调零。在一般情况下，容量在1～47μF之间的电容器可用“R×1k”挡测量，容量大于47μF的电容器可用“R×100”挡测量。容量小于1µF的电容器可用“R×10k”挡测量。

②

将万用表的红、黑表笔任意搭接在电容器的两个管脚上，测出其漏电电阻值。

③

将电容器的两个电极短接以进行放电。

④

交换万用表的红、黑表笔再次测出其漏电电阻值。

⑤

比较两次测得的漏电电阻值，漏电电阻值较大的那次测量中，黑表笔所接管脚为电容器的正极，红表笔所接管脚为电容器的负极。【知识链接1】识别与检测电容器（2）用万用表检测电容器的质量

①

选择量程。

②

用万用表的两只表笔（不分正、负）分别与电容器的两个管脚相接，在刚接触的一瞬间，表针应向右偏转，然后缓慢向左回归。对调两只表笔后再测，表针应重复以上过程。电容器容量越大，表针向右偏转越大，向左回归也越慢。对于容量小于0.01µF的电容器，由于充电电流极小，几乎看不出表针右偏，只能检测其是否短路。

③

如果万用表指针不动，则说明电容器内部断路，不宜使用。

④

如果万用表指针向右偏转到“0Ω”的位置，则说明电容器内部短路，不宜使用。

⑤

如果万用表指针先向右偏转然后向左回归稳定后，电阻值指示小于500kΩ，则说明该电容器绝缘电阻太小，漏电流较大，也不宜使用。【知识链接1】识别与检测电容器6．电容器的主要参数电容器的主要参数有电容量和耐压。①电容器储存电荷的能力称为电容量，简称容量。在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。电容器的容量一般非常小，法拉（F）作为单位太大了，实际中常采用较小的单位：微法（F）和皮法（pF）。②耐压是电容器的另一个主要参数，表示电容器在连续工作中所能承受的最高电压。耐压值一般直接印在电容器上，部分体积较小的小容量电容器可能不予标示。在电路图中，若对电容器耐压有明确要求，一般会用数字直接标出；未作标示的，可根据电路的电源电压合理选用。实际使用中应保证加在电容器两端的电压不超过其耐压值，否则将会损坏电容器。【知识链接2】识别与检测按钮1．按钮的符号及作用按钮（Button）在电路图中通常用来表示一种手动操作的开关，它可以用于启动、停止电路中的某些功能。按钮的设计多种多样，可以根据需要选择不同类型的按钮。按钮的一般图形符号如图所示，文字符号为K。

按钮的一般图形符号【知识链接2】识别与检测按钮2．按钮的检测测量按钮用万用表的“R×1”挡，将万用表的两只表笔连接到按钮的动合触点两端，此时开关处于断开状态，测量的电阻值为无穷大。按下按钮，使其动合触点闭合，此时测量的动合触点两端的电阻值应接近于“0”。松开按钮后电阻值又会变为无穷大。如果两次测量的电阻值都为“0”或无穷大，那么按钮处于损坏状态。1．简易电位器调光电路图与工作原理在简易电容充放电延时电路中，由电源输出6V直流电，当按下K1按钮时，电源给电阻器R1和发光二极管LED1供电，发光二极管LED1红灯亮，同时电源给电容器C1、C2充电。当断开K1按钮时，发光二极管LED1红灯灭。此时按下K2按钮后，电容器C1、C2通过放电，为电阻器R2和发光二极管LED2供电，发光二极管LED2绿灯亮。当电容器C1、C2放完电后，发光二极管LED2绿灯灭。【任务实施】搭接与测试简易电容充放电延时电路2．简易电容充放电延时电路的实践训练［实践一］：绘制布局图。［实践二］：组装、调试电路。［实践三］：测量电路。【任务实施】搭接与测试简易电容充放电延时电路Thankyou感谢聆听

任务4搭接简易光控电路

为了实现智能照明，小明同学想设计一个白天不会点亮，晚上自动点亮的智能照明电路。通过本任务的学习，最终完成简易光控电路的制作。【任务情境】（1）会识别光敏电阻的外形、图形符号，知道光敏电阻的特点；（2）会检测光敏电阻的质量；（3）会识别三极管的外形、图形符号及其管脚；（4）会检测三极管的质量；（5）会在面包板上搭接简易光控电路，并完成数据测量；（6）了解简易光控电路的工作原理。【任务目标】【知识链接1】识别与检测光敏电阻1．光敏电阻的符号及作用光敏电阻（也称光导管或光敏电阻器）是一种对光线敏感的电阻器，其电阻值会随着光照强度的变化而变化。光敏电阻的工作原理基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成了光敏电阻。在黑暗环境下，光敏电阻的电阻值很高，当受到光照时，电阻值下降，光照越强，电阻值越低。光敏电阻的一般图形符号如图所示，文字符号为RG。光敏电阻的一般图形符号【知识链接1】识别与检测光敏电阻2．光敏电阻的检测（1）合理选择量程，并进行欧姆调零。（一般来说，光敏电阻在不同的光照条件下表现出不同的电阻值，其电阻值的范围可在数百欧至数兆欧之间。）（2）将万用表的两只表笔连接到光敏电阻两端，测量其电阻值。光敏电阻的电阻值会随着光照强度的增强而减小。【知识链接2】识别与检测三极管1．三极管的符号及作用晶体三极管通常简称晶体管或三极管，是一种具有两个PN结的半导体器件。三极管是电子电路中的核心器件之一，其基本作用是放大。按所用半导体材料的不同可分为锗管、硅管和化合物管