构建简单的电阻电路

在学习电力的过程中，您将需要使用电阻器和电池构建自己的电路。在电路组装方面，有些选项可用，有些比其他选项更容易。在本节中，我将探索一些制造技术，它们不仅可以帮助您构建本章所示的电路，还可以帮助您构建更高级的电路。

使用鳄鱼夹跳线构建电路

如果我们只想构建一个简单的单电池单电阻电路，我们可以很容易地使用鳄鱼夹 像这样的跳线：

每端带有“鳄鱼”式弹簧夹的跳线提供了一种安全、方便的将组件电气连接在一起的方法。

如果我们想用一个电池和三个电阻构建一个简单的串联电路，可以应用相同的使用跳线的“点对点”构建技术：

将无焊面包板用于更复杂的电路

然而，由于跳线的笨拙及其连接的物理脆弱性，这种技术对于比这复杂得多的电路来说是不切实际的。对于业余爱好者来说，一种更常见的临时搭建方法是无焊面包板 ，一种由塑料制成的装置，带有数百个弹簧连接插座，用于连接组件和/或 22 号实心线件的插入端。此处显示了一张真实面包板的照片，然后是一张插图，展示了在一个面包板上构建的简单串联电路：

在面包板的每个孔下方，表面是一个金属弹簧夹，用于夹住任何插入的电线或组件引线。这些金属弹簧夹连接在面包板表面下方，在插入的引线之间建立连接。连接模式沿垂直列每五个孔连接一次（如图所示，面包板的长轴水平放置）：

面包板上的串联电路结构

因此，当电线或元件引线插入面包板上的孔中时，该列中还有四个孔，提供与其他电线和/或元件引线的潜在连接点。结果是构建临时电路的极其灵活的平台。例如，刚才显示的三电阻电路也可以像这样构建在面包板上：

面包板上的并联电路结构

在无焊面包板上构建并联电路也很容易：

使用面包板的限制

不过，面包板有其局限性。首先，它们用于临时 仅施工。如果拿起面包板，将其倒置并摇晃，插入其中的任何组件肯定会松动，并可能从各自的孔中掉出。

此外，面包板仅限于相当低电流（小于 1 安培）的电路。那些弹簧夹的接触面积很小，因此在不过度加热的情况下无法支持大电流。

焊接或绕线

为了获得更大的持久性，人们可能希望选择焊接或绕线。这些技术包括将组件和电线固定到提供安全机械位置的某种结构上（例如在其中钻有孔的酚醛或玻璃纤维板，很像没有固有弹簧夹连接的面包板），然后将电线连接到固定的元件引线。

焊接是低温焊接的一种形式，使用锡/铅或锡/银合金也会熔化并电连接铜物体。焊在元件引线上的线端或太小的铜环“焊盘”粘合在电路板表面，用于将元件连接在一起。

在绕线中，一根小规格的线紧紧地缠绕在元件引线上，而不是焊接到引线或铜垫上，绕线的张力提供了良好的机械和电气连接，将元件连接在一起。

印刷电路板 (PCB)

印刷电路板示例 , 或 PCB , 供业余爱好者使用，如下图所示：

该板出现铜面朝上：完成所有焊接的一侧。每个孔都环绕着一小层铜金属，用于与焊料结合。这块特定板上的所有孔都是相互独立的，不像无焊面包板上的孔五个一组连接在一起。

不过，可以购买与面包板具有相同 5 孔连接模式的印刷电路板，并将其用于业余电路构建。

生产印刷电路板有痕迹 铺设在酚醛或玻璃纤维基材上的铜，以形成预先设计的连接通路，在电路中起到电线的作用。此处显示了此类板的示例，该单元实际上是一个“电源”电路，旨在从家用墙壁插座中获取 120 伏交流电 (AC) 并将其转换为低压直流电 (DC)。

此板上出现一个电阻，从底部往上数第五个元件，位于板的右中区域。

从该电路板的底面可以看到将组件连接在一起的铜“走线”，以及将组件连接到这些走线的银色焊锡沉积物：

焊接或绕线的电路被认为是永久性的：也就是说，它不太可能意外脱落。然而，这些构造技术有时也被认为太 永恒的。如果有人希望以任何实质性的方式更换组件或更改电路，他们必须投入大量时间来解除连接。此外，焊接和绕线都需要专门的工具，而这些工具可能无法立即使用。

端子排

整个工业界使用的另一种构造技术是端子排 .端子排，也称为隔离条 或接线端子 , 由一段非导电材料和几个嵌入其中的小金属条组成。每个金属棒都有至少一个机械螺钉或另一个紧固件，可以在其下固定电线或元件引线。

由一个螺钉固定的多根电线在电气上彼此通用，就像固定在同一杆上的多个螺钉上的电线一样。下图显示了一种端子排，附有几根电线。

下一张照片显示了另一个较小的端子条。这种类型有时被称为“欧式”类型，具有嵌入式螺钉，有助于防止螺丝刀或其他金属物体在端子之间意外短路：

端子排上的电路构造

在下图中，显示了在端子板上构建的单电池三电阻电路：

如果端子板使用机械螺钉固定组件和电线末端，则只需使用螺丝刀来固定新连接或断开旧连接。一些端子板使用弹簧夹——类似于面包板，但增加了坚固性——使用螺丝刀作为推动工具接合和分离（不涉及扭曲）。端子排建立的电气连接非常坚固，被认为适用于永久性和临时性建筑。

将原理图转换为电路布局

对于任何对电气和电子感兴趣的人来说，其中一项基本技能是能够将示意图“转换”为实际电路布局，其中组件的方向可能不同。

绘制原理图通常是为了最大限度地提高可读性（除了那些少数值得注意的草图以造成最大程度的混乱！），但实际的电路构造通常需要不同的组件方向。在端子排上构建简单的电路是培养“拉伸”电线以形成相同连接路径的空间推理技能的一种方法。

将简单的并联电路转化为电路布局

考虑在接线板上构建的单电池三电阻并联电路的情况：

从漂亮、整洁的原理图进展到实际电路——尤其是当要连接的电阻以线性物理排列时 端子排上的时尚 - 对许多人来说并不明显，因此我将逐步概述该过程。首先，从干净的原理图开始，所有组件都固定在端子排上，没有连接线：

接下来，追踪从电池一侧到原理图中第一个组件的电线连接，在实际电路上的相同两点之间固定连接线。我发现用另一条线过度绘制原理图的电线会很有帮助，以表明我在现实生活中所做的连接：

继续这个过程，逐线，直到原理图中的所有连接都被考虑在内。以类似 SPICE 的方式看待公共电线可能会有所帮助：将与电路中公共电线的所有连接作为一个步骤，确保与该电线连接的每个组件在继续之前确实与该电线连接到下一个。对于下一步，我将展示其余两个电阻器的顶部如何连接在一起，这与上一步中固定的电线相同：

将所有电阻器的顶部（如原理图所示）连接在一起，并连接到电池的正极 (+) 端子，我们现在要做的就是将底部连接在一起并连接到电池的另一侧：

通常在工业中，所有电线都标有编号标签，电气通用电线带有相同的标签编号，就像它们在 SPICE 模拟中所做的那样。在这种情况下，我们可以标记电线 1 和 2：

另一种工业惯例是稍微修改示意图，以指示端子板上的实际接线点。这需要带条本身的标签系统：带条的“TB”编号（接线端子编号），然后是另一个代表带条上每个金属条的数字。

这样，原理图就可以用作“地图”来定位实际电路中的点，而不管连接线在人眼中看起来多么纠结和复杂。对于此处显示的简单的三电阻电路来说，这似乎有些过分，但是对于大型电路的构建和维护来说，这样的细节是绝对必要的，尤其是当这些电路可能跨越很长的物理距离，使用位于多个区域的多个端子排时。一个面板或一个盒子。

评论：

• 一个无焊面包板 是一种用于快速组装临时电路的设备，方法是将电线和组件插入塑料板中排孔下方的电气通用弹簧夹中。
• 焊接 是一种低温焊接工艺，利用铅/锡或锡/银合金将导线和元件引线焊接在一起，通常将元件固定在玻璃纤维板上。
• 绕线 是焊接的替代方法，涉及将小规格电线紧紧缠绕在组件引线上，而不是通过焊接接头将组件连接在一起。
• 一个端子排 ，也称为屏障条 或接线端子 是另一种用于安装元件和电线以构建电路的设备。连接到金属条上的螺钉端子或重型弹簧夹为线端和组件引线提供连接点，这些金属条单独安装到一块非导电材料（如塑料、胶木或陶瓷）上。

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