電子產品是當今的熱門話題，孩子們渴望掌握這一有趣且重要的技術分支的基礎知識。這是為孩子們準備的基礎電子課程，它將教他們基礎知識并以簡單有趣的方式激發他們的興趣。

今天的電子產品是可編程的

今天的電子產品與昨天有很大不同。年輕人在學習現代技術的新概念方面具有優勢。事實上，它與過去有很大不同，原因有幾個，其中最重要的是能夠對電子電路的行為進行編程。自動電路編程的可能性是今天以前不存在的附加值。一個復雜的系統現在由自動裝置、指示器和傳感器組成，只需一個小型微控制器就可以創建，而在過去，需要具有數千個電子元件的大型電路。由于這個原因，年輕人的邏輯能力非常接近自動系統的行為。可以這么說，目前的學校為學生提供了許多學習新方法的時間，例如編碼、SAM Labs（參見圖 1）是一種獨一無二的編碼資源，包括尖端編碼軟件、簡單的藍牙連接硬件、符合標準的課程組合以及無限的建議和支持。這是一種教授 STEAM 和編碼的前沿方法。它易于使用和理解，鼓勵學生的參與和信心，促進創造力和批判性思維，并具有實際應用。學生可以使用 SAM Studio 的基于塊的拖放編碼來開發復雜的系統，這些系統可以移動、點亮并與環境交互，并且新項目可以移動、點亮并與環境交互，這要歸功于通過 SAM 塊連接藍牙。該方法允許學生快速輕松地創建和學習，從小就引入概念，使用編碼和原型設計解決方案。學生可以使用編碼和原型設計解決方案快速輕松地創建和學習。甚至沒有意識到，孩子們正在學習科學原理。例如，創客專業課程使 K -8 教師能夠支持他們孩子的基于活動的學習、探索和原型設計。

該公司提供了幾個工具包，每個工具包都有特定的用途，專門用于一定程度的準備和難度。孩子們可以使用和編程交互式積木，例如，執行某些任務。對象必須執行的一組動作可以使用代碼進行編程。這些是與樂高積木兼容的小型可編程積木，可通過藍牙連接到您的設備、計算機或平板電腦。帶有微型 USB 連接器的可充電電池為每個模塊供電。這些塊由橡膠外殼保護，并且非常耐沖擊。這些積木是無線的，不需要觸摸或用電線連接，不使用的積木會被關閉，以讓課程持續大約一周。

兒童電子產品

對電子產品的興趣可以從 6 歲或 7 歲開始，盡管不是每個人都適合。許多孩子被閃爍的燈光、旋轉的馬達和發聲設備迷住了。

出于這個原因，在玩了他們最喜歡的玩具幾分鐘后，他們會進入下一個有趣的階段，即拆卸，看看里面有什么。

電子產品已融入當今兒童的血液中。處理手機或遙控器對他們來說很自然。這篇和后續的兒童電子系列文章將涵蓋非常基本的電子學主題，完全安全。只需遵循理論或使用實際電子元件創建實際連接，就可以很容易地理解電路，所有這些都是現成的。如果他們愿意，孩子們也可以向大人尋求幫助。小而簡單的實驗可以在有趣和安全的操作中點燃激情。開始執行電子組裝將需要工具和組件。以下是最重要的列表：

一些電子元件（電阻器、發光二極管 [LED]、燈泡、電容器、開關等）。在每個單獨的實驗時將要求各種值

單芯電纜配有鱷魚夾，以便輕松連接

5V 扁平電池

一個簡單的測試儀

電路

要了解電子學的一些基本要素，必須接近構成電路基礎的最小理論。事實上，電流是一種電子流，它以無限渦流從發電機的一極流向另一極。電路是發電機、電導體和消費者（負載）之間的物理連接。為了保證電子的循環通過，一些條件是必不可少的：

發生器必須產生足夠數量的電子。

負載必須正常工作且不會中斷。

電線必須是良好的電流導體，通常由金屬（銅或鋁）制成。

事實上，電子更喜歡金屬能夠繼續前進。為了更好地理解電路的概念，可以將其與液壓系統進行比較，如圖 3 所示。電流和水之間的比較實際上使概念和支配這兩個元素的規律很簡單。它們非常相似。

我們可以看到：

電壓發生器，允許電路中的電子運動

A負載（燈、LED、電機）

限制電子通過的電阻器

電纜

如果僅斷開這些元件中的一個，則不再有電子通道，并且電路打開。

打開 LED

LED 是一種通過允許特定數量的電子通過而產生光子（光）的設備。電流不是一個任意的概念，所有參數都必須使用基本的數學程序來確定。接下來的實驗非常安全，并解釋了一些基本的電子概念：

電壓的正確極性

限制電流

電路的連續性

因此，我們需要以下材料：

4.5V 扁平電池

一個 180Ω 電阻器

一個紅色 LED

與鱷魚的三根連接電纜

如您在上圖中所見，建立了以下連接：

將紅色電纜連接在電池正極和電阻一端（后者未極化）之間。

在電阻的另一端和 LED 的陽極之間連接橙色電纜（可以通過主體底部的圓形部分識別）。

將黑色電纜連接在 LED 的陰極（從機身底座的扁平部分可以識別）和電池的負極之間。

如果連接正確完成，LED 會立即以正常亮度亮起。如果電池或 LED 的方向接反，則不會亮起。現在拆下電阻器并將兩條自由線連接在一起。去除該組件會導致大量電子流向 LED，沒有任何限制。在實踐中，給電路供電會導致 LED 燒壞，這可能會被扔掉。在下一部分中，您將了解如何選擇正確的電阻值。第一個測試旨在開始逐步使用電流并了解電子流動的方向。該系統與水的系統完全兼容，因此您可以將電子所遵循的路徑想象為由管道、接頭、瓶頸和其他元件組成的液壓回路。

如何打開兩個 LED

下一步是涉及打開兩個或多個 LED 的步驟。事實上，這是一個非常簡單的操作，但要正確執行它，必須遵守幾條規則。要遵循的解決方案可能會有所不同。因此，讓我們開始探索正確的方法來照亮以下示例中的兩個 LED。不考慮涉及使用兩個電池、兩個電阻器和兩個 LED 的簡單解決方案，以下是可行的替代方案：

LED 并聯

LED串聯

這兩種方法決定了電流在電路中的流動方式，就像水網一樣（參見圖 4 中的兩種解決方案）。讓我們嘗試了解這兩種方法是如何工作的。將在以下分期之一中檢查各種組件的計算。

圖 ：兩個 LED 并聯和串聯。

兩個電路都有點亮兩個 LED 的目的，但模式以不同的方式發生。讓我們看看如何。在左邊的電路中（并行），從堆棧中出來的電子流隨機走兩條不同的路徑，沒有特定的規則：

一個流遵循第一條路徑，該路徑為電阻器 R1 和 LED D1 供電。

另一個流程遵循第二條路徑，該路徑為電阻器 R2 和 LED D2 供電。

在二極管之后，兩個電流會聚在與地面相同的路徑上，返回到樁并重復該過程。在右側的電路中（串聯），從堆棧出來的電子流依次通過電阻器 R3、LED D3 和 LED D4。在這兩個示例中，二極管都正常點亮。改變的是電路的類型。讀者目前只注意到，在第一個示例中，電阻器 R1 和 R2 的阻值為 180 Ω，而在第二個示例中，電阻器 R3 的阻值僅為 47 Ω。現在足以了解電阻值越低，通過電路的電子流量越高。現在必須了解的是電路中電子循環的重要性。具體來說：

如果電路的所有組件都正確連接，則它工作正常并且存在“閉合電路”。

如果電路的至少一個組件斷開或有缺陷，則它無法正常工作并且存在“開路”。

按照慣例，電子僅沿一個方向移動，即從正極到負極。任何中斷都會中斷這個流程，實際上，這個流程非常快。事實上，它們在一秒鐘內行駛了大約 300,000 公里。質量（或地球）的符號表示在這個電氣分支上，有一個0V的電壓。在并聯電路中，兩個分支是完全獨立的。如果我們斷開一個電阻器（例如，R1）或一個二極管（例如，D1），甚至通過將其倒置來反轉其極性，另一個分支將繼續工作而不會出現問題。然而，在串聯電路中，情況并非如此。兩個 LED 依賴于相同的電流，因此移除電阻 R3 或兩個 LED（D3 或 D4）之一即可中斷電路的運行。通常，照亮圣誕樹的燈是串聯的。一個燈泡燒壞就足以使整個電路無法使用。

練練練練

在成人的幫助下，嘗試創建交通燈的原型，如圖 5 所示。它是一個由三個 LED 組成的電路，每個 LED 與相應的 180-Ω 電阻并聯連接。與之前的接線圖不同，這個接線圖顯示了三個開關的存在，它們允許每個 LED 獨立打開和關閉。三個 LED 的顏色顯然必須是紅色、黃色和綠色。組裝非常簡單，最有趣的是玩具可以在家里自己組裝，保證樂趣。如果最終的美學外觀完成得很好并且質量上乘，那么所取得的結果會更好。

圖：紅綠燈接線圖及接線

結論

重要的是不僅要仔細閱讀這篇文章，還要通過嘗試不同的電氣和電子電路將這些概念付諸實踐，即使這意味著犯錯誤并再次嘗試。盡管這些電子電路沒有風險，但最好在成年人的幫助下進行實驗。

審核編輯：湯梓紅