文科生在电工实习过程的兴趣引导性学习

谢锐（华南理工大学广州学院 电气工程学院，广东 广州 510800）

文科生在电工实习过程的兴趣引导性学习

谢锐
（华南理工大学广州学院 电气工程学院，广东 广州 510800）

为了提高文科专业学生对于电工实习课程的兴趣，提高教学质量，设计了基于三极管的闪烁灯电路板，作为教学环节之一。该电路使用的元器件包括三极管、电阻、电容、led，器件少，原理简单，同学们理解容易。电路板通电之后，LED灯闪烁绚丽生动有趣。投入教学使用半年以来，该电路板工作稳定，实践符合设计理论。该电路板已经成功应用在教学环节，同学们在学习电工基础知识的同时动手实践能力得到提高。

电工实习；教学质量；闪烁电路

电工实习是我国部分应用型高校面向文科专业开设的一门实践课程之一，该课程开设的目的在于使学生可以了解电工电子基本知识，同时提高学生动手实践能力。但是该实习课程的课时相对较少，如何提高文科专业学生在电工实习过程中的兴趣对教学质量尤为重要，因此，文章设计了基于三极管的简易闪烁电路意在提高学生对电工实习课程的兴趣。

一、三极管闪烁电路的设计

多谐振荡电路：

利用深度正反馈［1］，通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止，从而自激产生方波输出的振荡器。常用作方波发生器，图1为多谐振荡器基本电路［2-7］。

图1多谐振荡器基本电路

该电路使用到了电阻、电容、三极管。利用该电路左右两个三极管交替导通特点，可在R1、R4各串联一个或者串并联多个LED，从而实现两个LED交替闪烁；闪烁电路就是根据多谐振荡器基本电路进行改造，在印制电路板设计出变化多端的LED组合图案，只要在设计印制电路板PCB时，巧妙布局，即可实现多种闪烁效果，如心形、五角星、Y形状。

LED闪烁频率由电阻R2、R3、C1、C2共同决定。其中R2、C1决定了三极管Q2的导通时间，每一路的3个LED采用同一种颜色，R4、C2决定了三极管Q1的导通时间；而两个三极管导通的临界条件是三极管基极电压达到0.7V，基极电压用u0表示，由于导通之前，基极电流接近0A，导通之后发射极与集电极之间的电压接近0V，在此忽悠不计，假设Q1先导通，由基尔霍夫定律得［8］：

二、闪烁灯电路组合图案

（一）心形LED闪烁电路

该电路是在图1基础上电阻R1与R4两边各串并联了6个红色LED灯，在设计印制电路板方面使用12个LED灯，布局为心形图案，采用USB接口5V供电，通电后心形图案交替闪烁，6个LED同时闪烁一次，闪烁频率由电阻R1、R3电容C1、C2参数决定，在此电路里面，R1、R3取值为20K，电容C1、C2取值为22uF，闪烁间隔大约为0.5秒。图2为印制电路板实物图。

作者简介：谢锐（1988-），男，广东省阳春市人，助理实验师，研究方向：电子技术应用。

图2 LED心形印制电路板实物图

（二）Y形LED灯闪烁电路

在图1基础上拓展到三路多谐振荡器，图3为该电路的基本原理图。

图3三路多谐振荡基本原理图

由于不同颜色的LED导通特性不一样，因此，每一路的3个并联LED采用同一种颜色［9，10］，每一路串并联3个LED灯，整个电路一共3种颜色。在印制电路板设计里，9个LED设计成字母Y图案，每一种颜色以图案中心等距离分布，通电后同一组颜色同时闪烁，三路LED交替闪烁，每一时刻，只有一路导通，由于使用到了彩色LED，结合Y图案，该闪烁效果生动绚丽。图4为印制电路板实物图。

图4 Y形印制电路板实物图

（三）五角星LED闪烁电路

LED五角星闪烁电路是在图3基础上进行设计，其中两路并联了5个LED，另外一路只串并联了10个LED，印制电路板仿真图如图5所示，通电之后组成五角星的LED由内到外或者由外到内逐层亮灭转换。

图5 LED五角星印制电路板实物图

三、教学效果

LED闪烁电路使用到的电子元件种类少，仅仅使用到了电阻、电容、三极管已及LED，这些都是日常生活电器电路非常常见的，对于文科专业学生了解学习非常适合。实习过程除了了解常见的电子元器件，还接触到电烙铁的基本使用方法，更重要的是了解到电路板与元器件如何组合成一个产品。为了更大满足同学们的好奇心，在电路板表面印刷了二维码，手机扫描二维码之后可以播放出一个指定的链接内容，同学们可以了解到电子世界更广泛的知识。

花式LED电路板平均尺寸为42*45mm，携带方便，很巧妙的USB接口供电可以使用在台式电脑、笔记本电脑、移动电源等场合，可作为电工实习的纪念品，赠送予学生，课堂所学知识可引起连锁记忆。

四、结束语

LED闪烁电路工作原理简单，通电工作之后LED闪烁效果绚丽，已经成功应用在电工实习教学环节，特别是针对于文科专业学生来说起到了拨云见日的作用，学生对电工实习因此产生了浓厚兴趣，教学质量得到大幅提升，电工实习课程在同学之前逐渐形成了良好的口碑，充实而不乏味。

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In order to arouse the interest of arts students to electrician practice courses and improve the quality of teaching，we include the design of the flash lamp circuit board which based on triode as part of the teaching.The circuit components include triode，resistor，capacitor and led.Since there are less devices and the principle is simple，it is easy for students to understand.After the circuit board get charged，LED lights flash，colorful and interesting.The circuit board has been put into use for half a year.It is proved that this circuit board can work stably and it is in accordance with design theory.The circuit board has been successfully applied in teaching.It can help improve students'practical ability when learning basic electrical engineering knowledge.

electrical engineering practice；quality of teaching；flashing circuit

2096-000X（2016）16-0173-02

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