Сила пальцев. Транзистор
Мы разобрались, как устроен электромотор и как его подключать. Но мы подключали его напрямую к источнику питания и управляли им с помощью переключателя питания, установленного на плате робота – управляли им сами, вручную включая и выключая. Давай сделаем управление мотором автоматическим, чтобы включением и выключением управлял какой-то другой электрический сигнал, например сигнал от какого-либо датчика.
В таком случае нам нужен какой-либо элемент, выполняющий роль вентиля, способный принимать управляющий сигнал и управлять током. Для этой задачи отлично подойдет транзистор.
Транзистор – важнейший элемент в современной электронике, предназначенный для усиления электрических сигналов. На схемах он изображается следующим образом.
Транзистор имеет три вывода — база, коллектор и эмиттер. Слабым током, подаваемым на базу транзистора, можно управлять сильным током в цепи Эмиттер—Коллектор. Представь, что есть труба с очень сильным напором воды. Этот поток способен выполнять большую работу. На этой трубе есть кран, который управляет потоком воды. Этот кран крутить совсем не трудно, это можно делать одной рукой без усилий, но при этом управлять очень большим и сильным потоком воды. Так, очень упрощенно, можно описать принцип действия транзистора. Таким образом, создается усиленная копия сигнала.
Используем это свойство транзистора в эксперименте. Собери схему и возьми два свободных конца проводов в разные руки, и светодиод загорится. Как это работает?
Человеческое тело является проводником электрического тока. Когда провода оказываются в руках, через тело протекает слабый электрический ток. Слабый он из-за того, что сопротивление тела достаточно высоко. Этого тока не хватит, чтобы светодиод засветился, но этот сигнал подается на базу транзистора. Транзистор открывается, и через него начинает протекать сильный ток, который заставляет светиться светодиод.
Чем сильнее ты будешь сжимать в пальцах провода — тем ярче будет светиться светодиод. При увеличении силы сжатия улучшается контакт между кожей пальца и проводником и поэтому сила тока, протекающего в цепи, увеличивается.
Схема эксперимента
Таблица компонентов
Монтажная схема
В место того, чтобы использовать себя в качестве резистора, можно использовать резистор из набора. Для этого собери следующую схему подключив базу транзистора к плюсу питания через резистор R2. Обрати внимание, что если подключить базу транзистора напрямую к питанию, то через него потечет слишком большой ток и транзистор как светодиод сгорит. Не подключай базу транзистора напрямую к «+»!
Не подключай базу транзистора напрямую к «+»! Всегда нужно делать это через токоограничительный резистор, как на нашей схеме, иначе через транзистор потечет слишком большой ток, который неизбежно испортит его.
Схема эксперимента
Таблица компонентов
Монтажная схема
Мы же хотели управлять мотором? Давай попробуем собрать следую схему.
Схема эксперимента
Таблица компонентов
Монтажная схема
Как ты мог заметить, взявшись за провода мотор даже не пытается начать вращаться. Почему так? Светодиод же светился! Все дело в том, что транзистор усиливает ток хоть и сильно (в сотни раз), но не бесконечно. Входящий в состав конструктора транзистор BC337-40 имеет коэффициент передачи тока (или коэффициент усиления — показывает во сколько раз транзистор способен усилить ток базы) 250…630. Протекающий через пальцы очень маленький ток усиливается во столько раз и его достаточно, чтобы зажечь светодиод, но его недостаточно, чтобы заставить вращаться электромотор. Что же делать? Нужно еще сильнее усилить этот сигнал! А как это сделать мы узнаем в следующем уроке.