Электроника для начинающих

Посмотрите на откорректированное изображение цепи, показанное на рис. 2.59, и исправленную электрическую схему на рис. 2.60 и сравните их с предыдущими вариантами (см. рис. 2.55 и 2.56). Изначально в схеме было прямое соединение кнопки и обмотки реле. В новой версии напряжение питания поступает на обмотку, проходя сначала через контакты реле.

Рис. 2.59.Небольшое изменение предыдущей цепи заставляет реле генерировать колебания, когда к нему приложено напряжение питания

Рис. 2.60.Схема релейного генератора, выполненная с использованием условных графических обозначений

Теперь, когда вы нажмете на кнопку, положительное напряжение источника питания с помощью изначально замкнутых контактов реле поступает на ее обмотку и одновременно на левый по схеме светодиод. Но как только на обмотку реле будет подано напряжение, оно сработает, а изначально замкнутые контакты реле размыкаются. Это приводит к разрыву цепи, по которой напряжение питания подается на обмотку, поэтому реле возвращается в исходное состояние и контакты замыкаются снова. При этом напряжение питания опять будет подано на обмотку реле, которое снова разомкнет контакты. Такой периодический процесс будет повторяться бесконечно.

Поскольку мы используем очень маленькое реле, оно включается и выключается очень быстро. Фактически частота этих колебаний будет составлять 50 раз в секунду (слишком быстро для светодиода, чтобы увидеть то, что собственно делает реле). Прежде всего, надо убедиться, что цепь выглядит именно так, как это показано на схеме, а затем ненадолго нажать на кнопку. При этом вы услышите, что реле издает жужжащий звук. Если же вы плохо слышите, то слегка коснитесь реле пальцем, и вы почувствуете, что реле вибрирует.

Когда вы заставляете реле колебаться таким образом, то вы подвергаете риску сгорания или выходу из строя его контактов. Именно поэтому советую нажимать на кнопку в течение очень короткого промежутка времени. Чтобы сделать цепь более практичной, нам нужно нечто такое, что замедлило бы работу реле и защитило его от саморазрушения. Этим необходимым компонентом будет конденсатор.

Добавление емкости

Добавьте электрический конденсатор емкостью 1000 мкФ параллельно катушке реле, как это показано на схеме, которая приведена на рис. 2.61 и соответственно на рис. 2.62. Если вы не уверены, что конденсатор выглядит так, как он изображен на рисунке, то обратитесь к рис. 2.14. Значение «1000 μF» должно быть нанесено на его боковой стороне, а что это значит, я объясню несколько позже.

Рис. 2.61.Конденсатор подключается в нижней части этой схемы

Рис. 2.62.Добавление конденсатора заставляет реле вибрировать с меньшей частотой

Следует убедиться, что короткий вывод конденсатора подключен к отрицательному полюсу цепи; в противном случае он не будет работать. Дополнительно к короткому выводу на корпусе конденсатора имеется знак минуса, который напомнит вам, какой его вывод имеет отрицательную полярность. При подключении электролитических конденсаторов надо обязательно учитывать их полярность.

Теперь, когда вы нажмете на кнопку, реле должно медленно щелкать вместо генерирования жужжащего звука. Что же произошло?

Конденсатор похож на маленькую батарейку, которую можно подзаряжать. Он настолько мал, что заряжается за доли секунды, за это время у реле достаточно времени, чтобы разомкнуть нижнюю пару контактов. Затем, когда контакты разомкнуты, конденсатор начинает работать, как батарейка, подавая свое накопленное напряжение на реле. Это поддерживает реле в состоянии, когда на его контакты подается напряжение в течение 1 с. После того как конденсатор израсходует свой резерв энергии, реле переходит в исходное состояние и процесс повторяется.

Основные сведения о фарадах

Фарада это международная единица измерения емкости. Современные цепи обычно требуют небольших емкостей. Следовательно, обычно мы видим, что емкость измеряется в микрофарадах (одна миллионная фарады) и даже в пикофарадах (одна миллиардная фарады). Нанофарады чаще используются в Европе, чем в США. Посмотрите на приведенную таблицу пересчета (табл. 2.2).

(Вы, конечно, можете столкнуться с емкостью величиной более 1000 мкФ, но такое значение встречается крайне редко.)

Основные сведения о конденсаторе

Постоянный ток не проходит через конденсатор, но напряжение на его контактах накапливается очень быстро, затем оно остается после отключения напряжения питания. Помочь вам понять то, что происходит внутри конденсатора, когда он полностью заряжен, могут рис. 2.63 и 2.64.