所需材料

硬木課堂實驗平臺，繼電器，220uF電容，實心硬線導(dǎo)線

螺絲，熱熔膠，鈴鐺

關(guān)鍵字

繼電器，電容，階躍響應(yīng)

背景知識

????????在電路基礎(chǔ)課程中，學(xué)習(xí)過電容的階躍響應(yīng)，以及電容中電流I = C* du/dt。本文將這個基礎(chǔ)知識用于實踐，將電容配合繼電器制作一個電鈴。在實踐中學(xué)習(xí)電路知識和測試方法，寓教于樂。

視頻鏈接：電鈴實測小視頻_嗶哩嗶哩_bilibili

原理圖

????????圖中繼電器的開關(guān)是用的常閉端，就是沒有通電無磁力時，開關(guān)閉合。通電有磁力時開關(guān)斷開。

????????工作原理是：狀態(tài)A，接通電源后，電流經(jīng)過常閉端給線圈供電，這時繼電器吸合。（在狀態(tài)A時，常閉端同時給電容進(jìn)行了放電。）

????????繼電器吸合后，常閉端開關(guān)斷開，進(jìn)入狀態(tài)B，電源經(jīng)過繼電器線圈給電容充電。I=C*du/dt，充電的電流可以維持繼電器吸合。這樣狀態(tài)B就會持續(xù)一段時間，直到電流I變的小于10mA，不能維持吸合。繼電器松開彈片，回到狀態(tài)A。這樣在狀態(tài)A和狀態(tài)B之間循環(huán)跳轉(zhuǎn)。繼電器的導(dǎo)電彈片可以穩(wěn)定的吸合到位。

????????小提示：如果沒有電容，圖中這樣接法會產(chǎn)生繼電器振蕩，繼電器以它自身的機械諧振頻率振蕩，并且導(dǎo)電彈片擺幅很小。

????????稍加改造：主體電路工作起來，將一顆螺絲用熱熔膠粘接在繼電器的彈片上，螺絲就會跟隨著擺動起來。將鈴鐺靠近螺絲，敲擊發(fā)聲，就是簡易電鈴了。

硬件實物

????????用硬木課堂的lite104平臺，其中的電源接口5V給電路供電。用示波器AIN1觀察電容上的電壓。

實測調(diào)試

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????????狀態(tài)A和狀態(tài)B的持續(xù)時間是不一樣的。狀態(tài)A放電是通過開關(guān)，內(nèi)部電阻在幾十毫歐。繼電器吸合，使開關(guān)斷開的時間只有幾個毫秒。所以狀態(tài)A的時間在幾個毫秒。狀態(tài)B通過線圈內(nèi)阻給電容充電，線圈直流電阻為180歐，電容220uF，充電電壓5V，截止到充電電流降到10mA時。狀態(tài)B在幾十毫秒。

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總結(jié)

????????這個小實驗將電容的階躍響應(yīng)和I=C* du/dt特性應(yīng)用到實踐中。既可以觀察電容的階躍響應(yīng)波形，又可以制作一個電子小制作。所以說基礎(chǔ)電路也是有用的，不只是考試計算。

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擴展

????????對這個電路搭建一個可以仿真的電路模型。用信號源產(chǎn)生一個5V，10Hz，占空比10%的方波。二極管是為了仿真充電和放電路徑的不同。充電是線圈內(nèi)阻 180歐，放電是用二極管代替繼電器內(nèi)的開關(guān)，內(nèi)阻很小。

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仿真結(jié)果的示波器觀察，可以看到仿真和實際測試相一致。

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