為了做這個實驗,我們拆了一台遊戲機! | 正經玩_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2020-04-25 13:50
原創:中科院物理所
之前有人説“香蕉+棗一起吃”
可以看見人生的跑馬燈
身為學物理的小編
決定用最“物理”的方法
讓大家看見人生的跑馬燈~
實驗器材
所標杯、實驗電路板、三極管、電容、電阻、發光二極管、導線
實驗過程
本期實驗需要一定的電路基礎
整個裝置的電路圖如下
接線過程如下



然後接上電源

就可以看見忽閃忽閃的燈了

反覆橫跳
除了實物實驗
有條件的小夥伴還可以
用仿真軟件進行實驗哦~
原理解説
説起電路實驗,小編想起了曾經被數電模電實驗中密密麻麻的接線支配的恐懼。
本次小實驗所搭建的裝置被稱為多諧振盪器。與在中學所學的LC振盪電路不同的是,這裏並沒有用電感元件,而是用了三極管。
NPN型與PNP型
三極管,顧名思義,是一個有着三根引腳的元器件。這三根引腳分別叫做基極b,發射極e和集電極c。三極管有兩種類型,分別是PNP型和NPN型,我們這裏用的三極管8050是NPN型的。
既然要使用這些元件,就要知道元件的各個引腳怎麼接。發光二極管引腳的接法很簡單,長腳接正,短腳接負即可。三極管要稍微複雜些,對於如下圖所示的三極管,將正方形一面對着自己,從左往右,依次是e,b,c。對於其他類型的三極管,需要用萬用表進行測定。
三極管
三極管接到實驗的電路中會充當一個閥門,由各引腳的電壓關係控制閥門的開關。對於NPN型三極管,當基極的電壓高於發射極的電壓,集電極的電壓高於基極的電壓時,三極管導通。
有了這些基礎,現在我們來分析裝置的原理。如下圖所示,電路有兩種狀態:
裝置電路圖
狀態1,Q1導通,L1亮。此時,Q1的集電極,即圖中A處電壓接近為0V。這樣,C1被充電。由於Q1導通,C2開始放電。Q2基極的電壓等於C1兩端的跨壓,會隨着C1充電從接近0V逐漸上升。因此Q2一開始是截止的,L2不亮。當跨壓升高到一定程度時,Q2滿足導通條件,開始導通。
狀態2(複製粘貼警告),Q2導通,L2亮。此時,Q2的集電極,即圖中B處電壓接近為0V。這樣,C2被充電。由於Q2導通,C1開始放電。Q1基極的電壓等於C2兩端的跨壓,會隨着C2充電從接近0V逐漸上升。因此Q1一開始是截止的,L1不亮。當跨壓升高到一定程度時,Q1滿足導通條件,開始導通。

可以看到,第一種狀態結束後會進入第二種狀態,第二種狀態結束後又回到第一種狀態,如此往復,形成振盪(套娃),直到電池沒電。振盪的週期與電阻以及電容的大小相關,具體有什麼關係,有興趣的讀者可以探究探究。
小編猜測,很多讀者看到本期的實驗會説:這期實驗的材料好難弄到(尤其是那個杯子),單獨買元器件很難買,而且不划算。小編也遇到了同樣的問題,只不過,小編的一個哥們送給了小編一件這樣的東西:
啊!童年的回憶
雖然“拆掉外殼的它已不復當年模樣”,但是元器件依然能工作正常。小編看到後,茅塞頓開,拿起電烙鐵,二話不説,拆!

由於本期實驗較為硬核,難度較大,需要一定的理論基礎,所以我們不再接受投稿,感興趣的小夥伴可以在家自行實驗。歡迎大家在評論區留言,我們將為留言點贊數排名第三、五名的兩位(不包含小編回覆的點贊數,截止到4月28日中午12點)的粉絲送上大師撲克一份。
參考資料[1] 電子技術基礎(模擬部分) 康華光
[2] 維基