臥室漸亮漸暗燈開關

電燈在夜間開啟和關閉時，燈光的突亮和突滅，往往給人造成一種不舒適的感覺。這里介紹一種裝調容易、造價低廉的臥室漸亮漸暗燈開關，它能有效消除燈光突變給人帶來的不舒適感。

一、工作原理

臥室漸亮漸暗燈開關的電路如圖1所示。晶體三極管VTl、VT2和阻容元件組成了電燈漸亮漸暗控制電路。因為VTI、VT2必須工作在直流狀態下，所以另用4只晶體二極管VDI－VD4組成橋式整流器，將220V的交流電變換成全波直流脈動電源。

SA為控制電燈亮滅的手動開關，H是為便于說明原理而繪出的被控電燈泡。

開燈時，閉合開關SA，在這一瞬間，由于電容器c兩端電壓為零且不能突變，所以通過電阻器R2為晶體三極管VTl提供的基極偏流也為零，因此VTl和VT2尚處于截止狀態，電燈H不能立即就亮。此時，220V交流電經晶體二極管VDl～VD4橋式整流后，通過電阻器Rl向電容器c充電。

隨著時間的推移，C兩端電壓逐漸升高，通過R2提供給VTI基極的偏流也逐漸增大，VTI和VT2由截止開始導通，其集電極電流逐漸增大，直至飽和。由于被控電燈H是作為負載串接在VT2集電極回路中的，所以燈光是由暗漸亮直至正常發光的。

電燈正常發光后，VT2處于深度飽和狀態，它的管壓降很小(實測<1.5V)，另外4只整流二極管VDl－VD4的壓降也都很小，所以這些器件的電耗都很低，電燈亮度與直接加上220V交流電壓時的亮度幾乎一樣。

關燈時，斷開開關SA，在這一瞬間，雖然向晶體三極管VTI基極供電的主回路被切斷，但由于電容器c兩端的充電電壓不能突變，VTl仍可獲得基極偏流，使VT2仍然維持飽和，所以電燈H不能立即就滅。

隨著時間的推移，電容器C兩端的電壓經電阻器R2、VTl和VT2的發射結放電逐漸降低，經R2為VTl提供的基極偏流也逐漸減小，使VT2退出飽和，其集電極電流逐漸減小直至截止，這時電燈即由亮漸暗直至完全熄滅。

電燈熄滅后，雖然VTI、VT2仍然接有電源電壓。但由于采用了硅管，其漏電電流可小到忽略不計的程度。

電路中，電燈漸亮漸暗的時間長短，主要由電阻器R1、R2和電容器c的數值大小決定，當取RI=R2時，可按公式t=0，35×R1×C來估算，采用圖1數值則t約為11s。實際應用中，若嫌這一時間不合適，可根據需要調整Rl、R2和c的數值大小；調整R1阻值可改變開燈漸亮時間的長短，調整R2阻值可改變關燈漸暗時間的長短，調整c容量可同時改變電燈漸亮漸暗的時間長短。

但應注意：由于R1和R2受晶體三極管最小飽和基極電流的限制，所以它們阻值的增加是有一定限度的。

二、元器件選擇

VTl選用3DA87E(集電極一發射極擊穿電壓BUceo≥300V，集電極最大允許電流ICM=0.1A，集電極最大允許功耗PCM=IW)或2SC2611(BUeeo≥300V，ICM=0.1A。PCM=1.25W)型中功率硅NPN三極管，要求電流放大系數B>50；VT2選用BU406(BUceo≥400V，ICM=7A，PCM=60W)或MJEl3005(BUceo≥400V，ICM=4A，PCM=60W)、BUTI IA(BUceo≥1000V。ICM=5A，PCM=100W)型等大功率硅NPN三極管，要求8>120。

VTI、VT2均要求硬擊穿電壓不小于300V，對于軟擊穿的管子，即使達到耐壓要求，但由于漏電流較大，會增加電燈處于熄滅狀態時的損耗，所以不宜采用。VDl～VIM均采用1N4004(最大整流電流1A、最高反向工作電壓400V)型硅整流二極管。

Rl、R2采用RTX-l／4W型碳膜電阻器，R3最好用RJ-1W型金屬膜電阻器。C用CDl lM-160V型電解電容器。SA用普通照明電燈開關。

三、制作與使用

圖2所示為該漸亮漸暗燈開關的印制電路板接線圖。印制電路板最好采用環氧基質銅箔板制作，實際尺寸約為45mm×30mmo

該開關適合控制臥室床頭燈、壁燈或書寫臺燈。將焊好的電路板裝人被控燈具的底座腔內，并按圖1所示用導線接通電燈H(注意只能是100W以內的白熾燈泡)和燈座原有開關SA即成。

這里要特別警告的是，本制作涉及220V交流電，為了確保人身安全，制作者必須具備一定的電工實際操作能力，才能進行電路安裝和通電試驗，否則必須要有電工或老師現場指導，才能進行這項工作!

只要元器件質量保證，電路板焊接和接入電燈電路無誤，通電即可正常工作。如嫌漸亮、漸暗時間太短(或太長)，可適當增加(或減小)電容器C的容量加以調整。R3為降壓電阻器，它可減小品體三極管vTl的功耗。調整R3的阻值，使電燈正常發光時VTl的管壓降約為10～20V為佳。

需要注意的是：在控制電燈漸亮漸暗的過程中，晶體三極管VT2消耗功率較大，雖然這一時間較短，但為了確保VT2不會因為過熱而損壞，還是應該為其加裝上一定尺寸的鋁(或銅)散熱片，以幫助盡快散發掉熱量。

可調無疲勞座椅

李麗佳

我在念小學時，回家寫作業。一寫就是幾個小時，感到很累很累，曾想過如果有一把好椅子該多好!

后來，我在雜志上看到一種椅子，人體重量分別由臀部及膝蓋分擔，椅子的底部是固定連接著的，坐起來一定很省力，不會產生久坐疲乏的感覺。

于是。我便聯想到，這種椅子一定對學生有用。但中國的家庭地方窄，經濟收入有限，最好把它改進一下適合中國的家庭，能一物多用，既能像普通椅子一樣坐，又能變成跪式坐。

起初，我用泡沫塑料做個小樣，但結構不好設計，后來在老師的協助下，終于弄出個小樣來，學校科技輔導員熱情鼓勵我，前后又經過十幾次改動。才達到現在這個樣子。

它既可靠背而坐，也可跪坐，還可腿伸直坐著，靠背上還設有幾個按摩點，起到防病作用。其主要作用是解決了學習和工作時，身體需要前傾的問題。具有結構簡單，方便靈活，不易損壞等特點。

這種座椅雖然有它的優點，但也有一些地方不理想。我又進一步研究改進，即由普通靠背椅變成跪坐椅時，要經過兩個動作，再改進后，想讓它一個動作完成。既能改變座面角度，又立即可以跪坐，而且能夠折疊，這個新樣品正在設計中。

無疲勞座椅是一種合理安排人體受力部位從而能減輕疲勞的折疊椅。其新穎之處是把國外同樣功能的座椅改為折疊式，可以一椅多用，又可節省空間。

使用這種座椅，可以正常端坐，也可以跪坐。跪坐時身體重量由臀部及膝蓋分擔。這樣，寫字、打字、操作計算機都很方便。