電子達人：我的第一本電子入門手冊（第2版）

目　錄

第1部分　電子學基礎　1

第1章　電子學基礎和電子學的功能　3
　電子學究竟是什么？　3
　認識電流　4
　　從電子中獲得電荷　5
　　電子在導體中運動　5
　　給電子一個推力　6
　利用電能來工作　6
　　初識電能　7
　　確保電子到達目的地　7
　電子能夠做到的事情　9
　　產(chǎn)生振動　9
　　眼見為實　9
　　感應報警　10
　　控制運動　10
　　解決問題(計算)　10
　　通信　10

第2章　利用電來實現(xiàn)一些功能　11
　供給電能　11
　　從電池里獲得直流電　12
　　從插座里獲得交流電　13
　　把光變成電　15
　理解方向：電子的方向和電流的方向　15
　實驗簡單的發(fā)光電路　16
　用簡單元件來控制電流　19
　　控制電流的方法　19
　　有源和無源元件　19
　電路的連接方式：串聯(lián)和并聯(lián)　20
　　串聯(lián)連接　20
　　并聯(lián)連接　21
　　混合電路　22
　搭建電子系統(tǒng)　22
　　從空氣中獲得聲音　23
　　用電子畫畫　24

第3章　認識電阻　25
　阻止電流　25
　電阻器：被動但有用　26
　　電阻的作用是什么？　26
　　選擇電阻的種類　28
　　認識固定電阻　29
　　轉動電位器　30
　　用功率來區(qū)分電阻　32
　組合電阻　33
　　串聯(lián)電阻　33
　　并聯(lián)電阻　34
　　混合串并聯(lián)電阻　36
　遵循歐姆定律　36
　　電流經(jīng)過電阻時　37
　　永遠成正比！　37
　　一個定律，三個方程　38
　利用歐姆定律來分析電路　38
　　計算流經(jīng)元件的電流　38
　　計算元件兩端電壓　39
　　計算未知電阻　41
　歐姆定律的實際意義　41
　　分析復雜電路　41
　　設計和調整電路　43
　焦耳定律　44
　　用焦耳定律來幫助你選擇元件　44
　　焦耳和歐姆：一對好搭檔　44
　利用電阻構建電路　45

第4章　從電容中獲得電荷　47
　電容：電能的儲藏者　47
　電容的充電和放電　48
　　阻擋電壓變化　50
　　給交流電提供通路　50
　電容的作用　51
　對電容進行分類　52
　　電容能夠儲存多少能量　52
　　注意工作電壓　53
　　選擇正確的電容種類　53
　　比較電容封裝　54
　　認識電容極性　55
　　閱讀電容容量　55
　　改變電容量　57
　組合電容　58
　　電容并聯(lián)　58
　　電容串聯(lián)　59
　認識容抗　59
　　使用歐姆定律計算容抗　60
　和電阻一起使用　61
　　重要的是時間　61
　計算RC時間常數(shù)　63
　　設計定時器　63
　利用RC濾波電路來選擇頻率　64
　　低通濾波器　64
　　高通濾波器　65
　　截止頻率　66
　　過濾頻率帶　66
　試著搭建簡單的電容電路　67

第5章　纏繞的線圈和晶體　69
　一對好兄弟：磁和電　69
　　畫出磁場的磁通線　70
　　用電產(chǎn)生磁場　70
　　用磁鐵感應出電流　71
　介紹電感：帶有磁性的線圈　72
　　測量電感　72
　　抵抗電流變化　72
　　和交流電保持一致(相反)　74
　理解感抗　74
　　利用歐姆定律計算感抗　75
　　不同頻率下的不同表現(xiàn)　75
　在電路中使用電感　76
　　隔絕和屏蔽電感　76
　　閱讀電感的值　76
　　組合屏蔽電感　76
　　用電感對信號進行濾波　77
　　計算RL時間常數(shù)　78
　阻抗　78
　對收音機進行調頻　79
　　RLC電路的振蕩　79
　　確保晶體的共振　80
　影響隔壁的線圈：變壓器　81
　　使未屏蔽的線圈相互影響　81
　　將電路和電源隔開　82
　　升壓或降壓　82

第6章　半導體的世界　85
　是否導電？　85
　　摻雜半導體　87
　　組合N型半導體和P型半導體　88
　結型二極管　89
　　偏置二極管　89
　　使電流流經(jīng)二極管　91
　　二極管的參數(shù)　91
　　分辨二極管　91
　　哪邊是正？　92
　在電路中使用二極管　92
　　整流交流電　92
　　用齊納二極管穩(wěn)定電壓　94
　　發(fā)光二極管　95
　　二極管的其他用處　96
　天賦異稟的晶體管　97
　　雙極型晶體管　97
　　場效應管　98
　使用晶體管　98
　晶體管的工作原理　99
　　發(fā)射和接收電子　100
　　增大電流　102
　　飽和的晶體管　102
　利用模型來理解晶體管　103
　用晶體管放大信號　105
　　使晶體管工作在放大狀態(tài)　105
　　控制電壓增益　106
　　調整晶體管放大電路　106
　用晶體管控制信號　107
　選擇晶體管　107
　　晶體管的重要參數(shù)　108
　　分辨晶體管　108
　　認識晶體管　109
　構造各種元件　110
　試著搭建半導體電路　110

第7章　將元件集成在電路里　111
　為什么是集成電路？　111
　模擬、數(shù)字或者混合電路？　112
　邏輯電路　113
　　從二進制數(shù)開始　114
　　利用門電路處理數(shù)據(jù)　114
　　利用真值表簡化門電路　117
　　創(chuàng)造邏輯元件　118
　學習如何使用芯片　119
　　利用編號來分辨芯片　119
　　封裝就是全部　119
　　探測芯片的管腳　120
　　依靠芯片的數(shù)據(jù)手冊　122
　認識一些常用的芯片　123
　　運算放大器　123
　　時鐘芯片：555定時器　124
　　4017十進制計數(shù)器　129
　　微控制器和其他常用的芯片　130
　認識更多的芯片　131

第8章　完善你的元件列表　133
　連接電路　133
　　正確地選擇導線　133
　　插進連接器　135
　給電路通上電　137
　　用電池提供電流　137
　　利用太陽提供能源　140
　　用墻上插座里的電源工作　140
　控制電的開關　141
　　控制開關的狀態(tài)　142
　　做出正確的連接　143
　使用傳感器　144
　　感受光　144
　　用麥克風捕捉聲音　145
　　感受熱能　145
　　更多的輸入轉換器　146
　體驗電路的輸出　147
　　揚聲器發(fā)聲　147
　　蜂鳴器發(fā)聲　148
　　控制電機的運動　149

第2部分　實驗之前　151

第9章　開始工作并確保安全　153
　選擇實驗場所　154
　　好的實驗臺的重要因素　154
　　工作臺基礎　155
　購買工具和物品　155
　　焊接工具　155
　　使用萬用表　157
　　手工工具　158
　　布料和清潔劑　159
　　潤滑劑　161
　　粘合劑　162
　　其他的工具和物品　162
　購買元件和其他部件　163
　　無焊面包板　163
　　電路初學者工具箱　164
　　其他物品　166
　　整理你的元器件　166
　保護你和你的電路　166
　　了解電的危害　167
　　安全焊接　170
　　預防靜電　171

第10章　識讀原理圖　175
　什么是原理圖？我們?yōu)槭裁匆盟?？?75
　從大局出發(fā)　176
　　重要的是連接　176
　　認識一個簡單的電池電路　177
　認識電源的符號　178
　　找到電源的位置　179
　　標出電路的地　180
　對元件進行標注　182
　　模擬電路元件　183
　　數(shù)字邏輯元件和集成電路　184
　　其他元件　186
　選擇測量的位置　188
　試著識讀原理圖　189
　其他的原理圖圖例　191

第11章　搭建電路　193
　認識無焊面包板　193
　　從內(nèi)到外認識無焊面包板　194
　　分辨無焊面包板的大小　195
　用無焊面包板來搭建電路　196
　　準備好元件和工具　196
　　利用剪好的線節(jié)省時間　197
　　布置你的電路　197
　　避免傷害電路 　199
　焊接入門　200
　　準備焊接　200
　　成功焊接　201
　　檢查焊點　202
　　必要的時候進行拆焊　202
　　焊接后的冷卻　203
　　焊接的安全事項　203
　搭建永久的電路　204
　　把你的電路移植到焊接面包板上　204
　　用穿孔板搭建電路　205
　　如何繞接　206
　　制作你自己的電路板　207

第12章　測量和分析電路　209
　多用途的萬用表　209
　　它是電壓表！　210
　　它也是電流表！　211
　　噢！它還是電阻表！　211
　認識萬用表　212
　　選擇一種風格：模擬或者數(shù)字　212
　　深入了解數(shù)字萬用表　213
　熟悉量程　214
　調試你的萬用表 　215
　使用你的萬用表　217
　　測量電壓　217
　　測量電流　218
　　測量電阻　220
　　進行其他的萬用表測試　224
　用萬用表來檢測電路　225

第13章　認識邏輯探針和示波器　227
　深入探測邏輯　227
　用示波器觀察信號　230
　　觀察電壓的上升和下降　230
　　認識示波器的帶寬和分辨率　233
　使用示波器的時機　234
　配置你的示波器　234
　　基本的設定和初始測試　235
　　顯示和測量信號　237
　測試，測試，1-2-3！　239
　　你的電池還有剩下的電么？　239
　　拆開你的收音機來顯示音頻信號　239
　　測試交流電路的頻率　240

第3部分　開始實驗　243

第14章　實驗一些學習電路　245
　動手之前　245
　眼見為實：證明歐姆定律　246
　　分析串聯(lián)電路　247
　　分割電壓　250
　　并聯(lián)電阻　251
　對電容進行充放電　253
　　看著電荷量增加和減少　253
　　改變RC時間常數(shù)　255
　二極管兩端的電壓　256
　　點亮LED　257
　　控制電壓　258
　熟悉晶體管　260
　　放大電流　260
　　打開開關！　261
　使用邏輯電路　262
　　觀察與非門的輸出　262
　　用三個與非門組成一個或門　264

第15章　30分鐘內(nèi)可以完成的偉大工程　265
　直接得到你想要的　265
　創(chuàng)造酷炫的閃爍燈　266
　　仔細研究555閃爍燈電路　267
　　搭建閃爍燈電路　267
　　檢查你的電路　270
　用壓電效應產(chǎn)生光的節(jié)拍　270
　　壓電效應？　270
　　用壓電效應產(chǎn)生光　271
　　創(chuàng)造光鼓　272
　用紅外探測器探測黑暗　272
　　紅外探測器的元件　273
　　探查紅外光的來源　273
　用聲音嚇走壞人　274
　　元器件列表　275
　　警報器的工作原理　276
　用電子指南針來尋找方向　276
　　元器件列表　277
　　觀察指南針的結構　277
　有光即有聲　278
　　元器件列表　278
　　利用好警報器　279
　小放大器，大聲音　280
　　元器件列表　280
　　放大器的輸入和輸出　281
　制作簡易的手持式水探測器　281
　　元器件列表　282
　　水探測器的工作原理　282
　制作一個酷炫的舞臺燈光效果器　282
　　元器件列表　283
　　控制燈光　284
　　排列LED　284

第4部分　額外信息　285

第16章　幫助你成功的小貼士　287
　使用成套電子工具　287
　使用可變電源　288
　計算頻率　288
　產(chǎn)生各種信號　289
　調高和調低頻率　290
　到處輸入脈沖　290
　分析你的邏輯　291
　模擬電路的運行　291
　到哪里去購買測試儀器　292

第17章　元件經(jīng)銷商　295
　北美　295
　　All Electronics　295
　　Allied Electronics　296
　　BG Micro　296
　　Digi-Key　296
　　Electronic Goldmine　296
　　Jameco Electronics　297
　　Mouser Electronics　297
　　Parts Express　297
　　RadioShack　297　
　北美以外　297
　　Dick Smith Electronics (澳大利亞)　298
　　Farnell (英國)　298
　　Maplin (英國)　298
　什么是RoHS標準？　298
　全新的還是二手的？　298

附錄　網(wǎng)絡資源　301
　基礎教程　301
　計算網(wǎng)站　302
　尋找電路　302
　電路論壇　302
　制作你自己的PCB　303
　二手元件網(wǎng)站　303

詞匯表　305