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能不能用干簧管開關直接控制電動機的轉與停呢？玩具電動機是常用的動力裝置，它能夠把電能轉換為機械能，可用于小電風扇轉動、小離心水泵抽水等執行功能。通常玩具直流電動機工作電壓低，雖然在1.5～3V就可以啟動，但起動電流較大（1～2安培），如果用觸點負荷僅為幾十毫安的干簧管進行開關控制，將大大縮短其使用壽命。因此，在自動控制電路中，常使用電子開關來控制電動機的工作狀態。 三極管電子開關電路見圖1 。 VT基極限流電阻器R如何確定呢？根據三極管的電流分配作用，在基極輸入一個較弱的電流IB，就可以控制集電極電流IC有較強的變化。假設VT電流放大系數hfe≈250，電動機起動時的集電極電流IC＝1.5A，經過計算，為使三極管飽和導通所需的基極電流IB≥（1500mA／250）×2＝12mA。在圖1電路中，電動機空載時運轉電流約為500mA，此時電源（用兩節5號電池供電）電壓降至2.4V，VT基極-發射極之間電壓VBE≈0.9V。根據歐姆定律，VT基極限流電阻器的電阻值R＝（2.4－0.9）V／12mA≈0.13kΩ。考慮到VT在IC較大時，hfe要減小，電阻值R還要小一些，實取100Ω。為使電動機更可靠地啟動，R甚至可減少到51Ω。在調試電路時，接通控制開關S，電動機應能自行啟動，測量VT集電極—發射極之間電壓VCE≤0.35V，說明三極管已飽和導通，三極管開關電路工作正常，否則會使VT過熱而損壞。 自動滅火的熱量自動控制電路見圖2。該電路是將圖1中的控制開關S換成雙金屬復片開關ST，就成為熱控電路了。當蠟燭火焰燒烤到雙金屬復片時，復片趨于伸直狀態，使得開關ST接通，電動機啟動，帶動小風扇葉片旋轉，對準蠟燭吹風，自動將火焰熄滅；當雙金屬片冷卻后，開關斷開，小電風扇自動停轉，完成了自動滅火的程序。 自動停車的磁力自動控制電路見圖3。開啟電源開關S，玩具車啟動，行駛到接進磁鐵時，安裝在VT基極與發射極之間的干簧管SQ閉合，將基極偏置電流短路，VT截止，電動機停止轉動，保護了電動機及避免大電流放電。 在光電自動控制電路中，可以選用光敏電阻器做為光電傳感元件。能否將光敏電阻器直接接入圖1控制開關S的位置呢？通常光敏電阻器，例如MG45有光照射時的亮阻2～10kΩ，遠大于偏置電阻器R的電阻值，顯然不能產生維持VT飽和導通所需強度的基極電流。因此，需要先用一支三極管進行電流放大，再驅動開關三極管工作。 光電自動控制電路見圖4。VT1和VT2接成類似復合管電路形式，VT1的發射極電流也是VT2的基極電流，R2既是VT1的負載電阻器又是VT2的基極限流電阻器。因此，當VT1基極輸入微弱的電流（0.1mA），可以控制末級VT2較強電流——驅動電動機運轉電流（500mA）的變化。VT1選用小功率NPN型硅管9013，hfe≈200。同前計算方法，維持兩管同時飽和導通時VT1基極偏置電阻器R1約為3.3kΩ，減去光敏電阻器RG亮阻2kΩ，限流電阻器R1實取1kΩ。光敏傳感器也可以采用光敏二極管，使用時要注意極性，光敏二極管的負極接供電電源正極。光敏二極管對控制光線有方向性選擇，且靈敏度較高，也不會產生強光照射后的疲勞現象。 |
