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再来十万个你不知道的电子冷知识

7. 焊锡丝的熔化温度是多少?

首先我们要知道,纯锡的熔化温度是231.9℃。但是我们常用的焊锡丝并不是纯锡打造的,而是由多种金属混合而成的。不同金属的配比会产生不同的熔化温度,如下表所示。

如果想用电烙铁融化锡丝,锡丝的直径和烙铁温度也有关系,因为锡丝和电路板上的金属物体对热量的传导,所以电烙铁的设置温度要比锡丝的熔化温度更高才可以。在一般的电路焊接中,我们建议把电烙铁的焊接温度设置在300~360℃。过低的温度会使得锡丝融化速度较慢,而过高的温度可能会损坏部分元器件。所以设置电烙铁的温度不能单单考虑锡的熔点,还要考虑综合因素。祝大家都能轻松融化每一条锡丝。

8. 有极性电容为什么接反了会爆炸?

有极性电容的内部结构分为正极、介质层、负极,介质层具有单向导电的性质,当然接反后产品介质层就起不到绝缘的作用了,电容自然就短路了。另外,有极性电容不能接到交流电源上,因为它就是被设计用在直流电源上,作滤波用。有人会问:电容不是隔直通交的吗,怎么有极性电容就不能用在交流电源上呢?主要是因为有极性电容内部有特殊的物质,这个物质不能承受反压,如果通到交流电上就会被反向击穿或爆炸。如果电容容量很小,耐压很高,工作电压低的话,反接看不出来什么;如果容量稍大(100μF以上),耐压离工作电压近,电容超不过10min就会损坏坏,坏的表现形式是:先膨胀,然后排气,最后内部的物质会跑出来,使电容完全损坏。现在大家对这个问题明白了吧?!

9. 为什么PCB通常是绿色的?

学习电路的朋友都会有这样的疑问:为什么电路板绝大多数都是绿色的?其实PCB不一定是绿色的,要看设计人员想把它做成什么颜色,那它就是什么颜色。一般选用绿色是因为绿色对眼睛的刺激小,生产、维修人员在长时间盯着PCB工作时眼睛不容易疲劳。常用的颜色还有蓝色、黄色、黑色、红色。各种颜色都是在制造好了以后在表面喷的油漆。还有一个原因,因为大家常用的颜色是绿色,所以工厂备用的绿色油漆是最多的,所以相对来说用油的成本比较低。又因为在维修PCB的时候,不同的布线更容易分辨出与背景色的区别,而黑色与白色则相对较难看清。综上几种原因,相信大家多多少少对此都有所了解了吧,其实学习当中的小细节无处不在,只要发现和探索,这其中的乐趣就能让你的学习不再那么单调和乏味。

10. PCB电流和布线宽度的关系

我们布下的每一根导线都是由PCB上的铜箔构成的,那么导线的的宽度和经过它的电流是否有一定关系呢?在设计大电流电路的时候,需要把导线加宽到多少才能满足需要?下面将常用的导线宽度和所通过的电流量列出一个表格。

用铜皮作导线通过大电流时,铜箔宽度的载流量应参考下表中的数值降额50%去选择。导线的宽度可以按照如下方法计算。一般来讲,每平方毫米导线流过20A电流是比较安全的。普通覆铜板的铜箔厚度一般为0.05mm,那么可以计算出1mm(40mil)宽的导线大概可以流过1A的电流。因此应该首先对各部分电路的电流进行估算,然后决定各导线的宽度。通常情况下数字信号导线宽度设为10mil左右,模拟电路导线宽度20mil左右,电源和地线设为50mil左右。这只是些经验数据,实际电路中应具体对待。

铜皮宽度与电流的关系表(单位:mm、A)



11. Apple watch触屏是如何感应手指压力的?

Force Touch是Apple用于Apple Watch、全新MacBook和13英寸MacBook Pro的一项经过重新设计的触摸传感技术。通过它,设备可以感知用户点击的力度,根据力度的不同调出相应的不同功能。这一技术的推出,让Apple Watch如此小的操作空间也能够实现更多的互动。比如说,一个轻触的作用可能和平时的简单点击一样,而当你在浏览Safari时,一个加重力度的点击可能会为你弹出一个显示Wikipedia(维基)入口的窗口。MacBook和全新MacBook Pro通过全面改造触控板的工作方式得到了现在的Force Touch触控板,Apple抛弃了传统的“跳板(diving board)”结构设计,取而代之的则是拥有4个传感器的Force Sensors。这些Force Sensors让用户可以在Force Touch触控板的任意地方点击,且操作效果毫无差异。以往触控板的“跳板”设计,用户很难在触控板的顶部即靠近键盘的地方操作,只能转移到底部。而现在拥有全新设计的触控板,让触感更轻松便捷。

Force Touch技术的工作原理:在探测某些多点触控手势方面,当前的触控操作可能仍然不够。例如,如果用户从屏幕边缘启动手势,比如从左向右扫动,那么输入的信息可能无法如预期中一样被记录。在理想情况下,这项发明的具体实现需要使用至少3个压力传感器。不过,此类系统中通常会安装4个或更多压力传感器。这些传感器必须连接在触控表面,例如显示屏,但并不一定对用户可见。例如,传感器可以安装在iPhone的边框中。

此外,压力传感器并不一定需要与电容触控区域安装在一起,这一压力传感系统可以独立工作。当用户在特定手势中按压时,分布式的传感器能对此进行探测。当输入的压力被探测时,每个传感器都将获得不同的压力数值,因此可通过计算确定“压力中心”。例如,当用户在设备右上角施加压力时,位于这一边角的传感器将获得特定的压力值。类似的,其他区域的传感器也将获得不同数值,但压力值可能较低。通过分析压力中心,这一系统可以使用统一机制来确定触控输入或压力输入的内容。例如,压力中心可以与触控输入配合使用,以确定从屏幕边缘外侧启动的扫动手势。另一项功能则是使用数据过滤不小心的误击。在某些应用中,压力传感器位于活跃的触控输入区域之外。这意味着压力输入可以配合屏幕上的用户界面元素一同使用。在这种应用中,某些用户界面输入可以移至屏幕以外进行,从而带来了更大的屏幕显示空间。



12. 电阻为什么会用色环标注数值?

初学电子技术时都会遇到一个问题:如何识别电阻的色环。常用的电阻分为四环和五环的电阻,它们用不同的颜色对应不同的数字,将各种颜色对应的数字组合起来就形成了一个电阻的阻值。例如色环上显示的是棕、黑、红、金,那么其中棕色表示1,黑色表示0,红色表示2,金色表示电阻的误差值,即表示电阻的阻值是1kΩ。

那么电阻为什么要使用色环标注而不把阻值直接印到电阻身上呢?其中一个原因是方便维修。因为电阻被焊接到电路板上之后,如果电阻使用直接的数字标注,那很有可能会被其他元器件遮挡,无法看清,而使用色环则可以从任何角度看到电阻的数值,而且无需放大镜就可以从很远的距离看到色环,并识别数值(这种方式让色盲的朋友感到很伤心)。另一个原因是电阻作为常用的元器件,使用率很高,而且每一个工程师在入门的时候都要学习电阻色环的识别,所以电阻的生产厂商也就沿用了色环的这种生产工艺。而随着电子技术的飞速发展,电阻的体积也不断缩小,现在SMD的贴片电阻已经被普遍使用。贴片电阻上则是直接标注出电阻的数值,产品开发工程师也越来越多直接使用贴片电阻,直插式的色环电阻在电子爱好者爱使用的洞洞板才会使用了。伴随着DIY水平的不断提高,全面普及贴片电阻可能是未来的趋势。到那时,新入门的电子爱好者就再也不用学习色环了。电阻色环的识别或许将成为我们忆苦思甜的往事回忆。

13. 电容的体积为何有大有小?

每一位电子爱好者都用过电容,大家会发现电容的体积有大有小,小的电容像米粒般大小,大的却像水杯那么大,那么电容的大小为什么不一样呢?它们又是由什么参数决定的呢?

电容器的主要功能是储存电能,那么最容易想到的一个参数就是电容量,也就是储存电能的大小。直观的感觉就是电容的体积越大,电容量也就越大,电容的体积越小,电容量也就越小,这是显而易见的,不需要多谈。那么还有什么参数决定着电容的大小呢?那就是另一个重要的参数——耐压值。电容器的耐压值决定了电容器能够承受多大的电压,承受的电压越高,电容也就需要更大的体积,这时你就会发现,在电容值完全相同的情况下,耐压值越高,电容的体积也就越大。我曾经见过一只1μF的电容,但是它的耐压值有1000V,所以它的体积有水杯那么大。另外一个决定的因素是电容的材质,有一种高性能的钽电容,因为它的特殊材质,所以在相同电容值和耐压值的情况。它的体积更小,但是成本却要高出普通电解电容的好几倍。我们在选择电容的时候当然想选择在同等性能的情况下体积最小的一种,但是也要考虑到成本因素,为了降低成本,迫不得已选择体积较大的电容也是常有的事。所以,选择多大体积的电容从来都不是一个技术问题,而是一个成本考量。

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