專利名稱:電容充放電曲線圖演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
電容充放電曲線圖演示器本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)使用電子器械領(lǐng)域,具體涉及一種電容充放電曲 線圖演示器。
背景技術(shù):
目前,在高中物理、職高電子電工類課程教學(xué)中,講解電容器在電路中的 充電或放電規(guī)律時(shí),教師在沒有貴重專業(yè)設(shè)備的情況下,通常是在黑板上直接 畫電容器的充電或放電時(shí)電容器上電壓(通過的電流)隨時(shí)間變化的曲線圖來 描述。本實(shí)用新型的目的就是為了設(shè)計(jì)一種配合示波器使用,能演示電容器充 電或放電過程中,在電容器上電壓(通過的電流)隨時(shí)間變化的曲線圖像,使 抽象現(xiàn)象變?yōu)橹庇^顯示,讓學(xué)生更容易理解電容器充電或放電規(guī)律。本實(shí)用新 型電容充放電曲線圖演示器配合示波器使用,性能穩(wěn)定、經(jīng)久耐用、操作簡單 和制造成本低,可廣泛應(yīng)用在各類學(xué)校專業(yè)課教學(xué)中講述電容器在電路中作用, 演示電容器充電或放電電流(電壓)隨時(shí)間變化的規(guī)律,i^lj形象、直觀教學(xué), 便于學(xué)生理解、掌握。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述的技術(shù)不足,提供一種電容充放電曲線圖 演示器,借助實(shí)驗(yàn)室常用的示波器,教師在上課講述電容器充電或放電規(guī)律時(shí), 電流(電壓)隨時(shí)間變化的抽象圖像變?yōu)橹庇^顯示圖像。該產(chǎn)品性能穩(wěn)定、經(jīng) 久耐用、操作簡單和制造成本低,本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用在各類學(xué)校專業(yè)課教 學(xué)中講述電容器在電路中作用,演示電容器充電或放電電流(電壓)隨時(shí)間變 化的規(guī)律,達(dá)到形象、直觀教學(xué),便于學(xué)生理解、掌握。為能達(dá)到上述發(fā)明目的,所采用的技術(shù)方案是 一種電容充放電曲線圖演
示器,其特征在于包括供電電源、時(shí)基振蕩器、指示燈、電容充放電轉(zhuǎn)換開 關(guān)和輸出接線柱。所述供電電源其電路包括直流9V供電端、濾波電容器和帶電位器開關(guān);所述時(shí)基振蕩器其電路包括時(shí)基集成電路塊IC、電阻器、電位器、 電容器和二極管;所述指示燈其電路包括電阻器和發(fā)光二極管;所述電容充放 電轉(zhuǎn)換開關(guān)其電路包括三極管、雙刀雙擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)、電阻器和電容 器;所述輸出接線柱包括紅色接線柱和黑色接線柱。所述電容充放電曲線演示 器供電電源分別和時(shí)基振蕩器、指示燈、電容充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路相連接。按照本實(shí)用新型所提供的電容充放電曲線圖演示器,其特征在于所述供 電電源為直流9V的疊層電池。按照本實(shí)用新型所提供的電容充放電曲線圖演示器,其特征在于所述時(shí) 基振蕩器集成電路塊IC為J€555。按照本實(shí)用新型所提供的電容充放電曲線圖演示器,其特征在于所述三 極管為PNP型的C9015和NPN型的C9013。按照本實(shí)用新型所提供的電容充放電曲線圖演示器,其特征在于所述電 容器為耐壓為16V的鋁電解電容器或獨(dú)石電容器。按照本實(shí)用新型所提供的電容充放電曲線圖演示器,其特征在于所述電位器為有機(jī)實(shí)心帶開關(guān)的旋轉(zhuǎn)式電位器。按照本實(shí)用新型所提供的電容充放電曲線圖演示器,其特征在于所述指示 燈為綠色的發(fā)光二極管。按照本實(shí)用新型所提供的電容充放電曲線圖演示器,其特征在于所述電位器為1/4W碳膜電阻器。按照本實(shí)用新型所提供的電容充放電曲線圖演示器,其特征在于所述二 極管為1N4148。按照本實(shí)用新型所提供的電容充放電曲線圖演示器,其特征在于所述紅 黑接線柱為4> 15mm圓柱形螺旋式。本實(shí)用新型電容充放電曲線圖演示器配合示波器使用,性能穩(wěn)定、經(jīng)久耐 用、操作簡單和制造成本低,可廣泛應(yīng)用在各類學(xué)校專業(yè)課教學(xué)中講述電容器 在電路中作用,演示電容器充電或放電電流(電壓)隨時(shí)間變化的規(guī)律,達(dá)到 形象、直觀教學(xué),便于學(xué)生理解、掌握。
附圖是本實(shí)用新型提供的電容充放電曲線圖演示器電路連接原理圖。 膽雄対下面結(jié)合附,對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述附圖是本實(shí)用新型提供的電容充放電曲線圖演示器電路連接原理圖。如圖 所示, 一種電容充放電曲線圖演示器,其特征在于包括供電電源、時(shí)基振蕩 器、指示燈、電容充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)和輸出接線柱。所述供電電源其電路包括直 流9V供電端、濾波電容器和帶電位器開關(guān);所述時(shí)基振蕩器其電路包括時(shí)基集 成電路塊IC、電阻器、電位器、電容器和二極管;所述指示燈其電路包括電阻 器和發(fā)光二極管;所述電容充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)其電路包括三極管、雙刀雙擲開關(guān)、 單刀雙擲開關(guān)、電阻器和電容器;所述輸出接線柱包括紅色接線柱和黑色接線 柱。所述電容充放電曲線演示器供電電源分別和時(shí)基振蕩器、指示燈、電容充 放電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路相連接。附圖中,Rl-R6選用1/4W的碳膜電阻器,Rl、 R2: 100K, R3: 2.2K, R4: 6.2K, R5: IOK, R6: 33K, W: 0-470K帶開關(guān)電位器;Cl: 0.068uF,C2: 100uF,C3: 0. luF , C4: 0.22 uF, IC: NE555, Vl: C9015, V2: C9013, D: IN4148, K3、 K4:拔動(dòng)式單刀雙擲開關(guān),K2:拔動(dòng)式雙刀雙擲開關(guān),LED:綠色的發(fā)光二 極管。工作原理本實(shí)用新型電容充放電曲線圖演示器,采用一塊時(shí)基集成電路 塊NE555和外圍元件R1、 R2、 W及振蕩電容器Cl構(gòu)成占空比約為50%振蕩器,W 和K1是合為一體的的聯(lián)動(dòng)電位器,調(diào)節(jié)W可改變輸出占空比大小,經(jīng)R4輸出 控制V1、 V2三極管基極,改變V1、 V2三極管導(dǎo)通或截止時(shí)間,通過控制三極 管快速導(dǎo)通和截止,對(duì)電容器進(jìn)行快速的電量釋放或電量補(bǔ)充,即電容器的放 電或充電,借助示波器就可以在熒光屏上清楚看到一條電容通過電阻充電或放 電的曲線。VI為PNP型三極管,演示放電曲線時(shí)可對(duì)電容器電量進(jìn)行快速充電; V2為NPN型三極管,演示充電曲線時(shí)可對(duì)電容器電量進(jìn)行快速放電;Kl為控制 電源開關(guān);K2由K2-1和K2-2合為一體組成,為充電、放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān),進(jìn) 行充電和放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換;K3為不同阻值選擇開關(guān);K4為不同容量選擇開關(guān);LED 為綠色發(fā)光二極管,是電源通電的指示器,同時(shí)顯示時(shí)基集成電路是否處于正 常工作;R5 、 R6為可選擇的充放電電阻器;C3、 C4為可選擇的充放電電容器; C2為100uF/16V電容器,穩(wěn)定電路電壓作用;電源為9V疊層電池提供。閉合 電源開關(guān)K1,當(dāng)K2開關(guān)拔到充電位置時(shí),可演示電容充電曲線圖,振蕩器輸出 端經(jīng)R4控制三極管V2基極,由于三極管的快速開關(guān)特性,對(duì)電容器每次阻容 充電結(jié)束后,對(duì)電容器進(jìn)行快速電量釋放,以便再次進(jìn)行阻容充電;當(dāng)K2開關(guān) 拔到放電位置時(shí),可演示電容放電曲線圖,振蕩器輸出端經(jīng)R4控制三極管VI 基極,由于三極管的快速開關(guān)特性,對(duì)電容器每次阻容放電結(jié)束后,對(duì)電容器 進(jìn)行快速電量補(bǔ)充,以便再次進(jìn)行阻容放電。由于送給示波器的充電電流(電 壓)曲線或放電電流(電壓)曲線的重復(fù)頻率快,因此可以清楚地看到這條充電或放電曲線。通過拔動(dòng)選擇開關(guān)K3、 K4時(shí),即選擇的電阻阻值或電容容量改 變時(shí),電容器上電壓(通過的電流)隨時(shí)間變化的曲線圖也隨之變化;輸出端 分別和紅色、黑色接線柱相連接。該電容充放電曲線圖演示器的形體由兩部分組成, 一是焊接上述元器件的印刷板,面積大小為50imnX40皿n,另一部分為安裝固定印刷板的白色塑料外殼,面積為65mmX 55mm,在塑料外殼正面離中心左右各20mm處開兩個(gè)小口固定安裝4) IO咖的紅色接線柱和黑色接線柱,作為信號(hào)輸出端;在塑料外殼正面離中心正上方35mm處開一 4> 10mm小孔固定0-470K帶開關(guān)電位器W作開關(guān)和調(diào)節(jié)作用。 使用方法用信號(hào)線把紅色接線柱連接到示波器的"Y輸入"端,黑色接線柱連接到示波器"地"端,調(diào)節(jié)示波器上掃描、增益等微調(diào)旋扣,再調(diào)節(jié)本實(shí) 用新型電容充放電曲線圖演示器上電位器W,直到示波器上顯示穩(wěn)定、清晰、位置合適的充電或放電曲線圖為止。雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在 所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)不需要?jiǎng)?chuàng)作性勞動(dòng)就能作出的各種變形或修改仍屬本專 利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種電容充放電曲線演示器,其特征在于包括供電電源、時(shí)基振蕩器、指示燈、電容充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)和輸出接線柱;所述供電電源其電路包括直流9V供電端、濾波電容器和帶電位器開關(guān);所述時(shí)基振蕩器其電路包括時(shí)基集成電路塊IC、電阻器、電位器、電容器和二極管;所述指示燈其電路包括電阻器和發(fā)光二極管;所述電容充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)其電路包括三極管、雙刀雙擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)、電阻器和電容器;所述輸出接線柱包括紅色接線柱和黑色接線柱;所述電容充放電曲線演示器供電電源分別和時(shí)基振蕩器、指示燈、電容充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容充放電曲線演示器,其特征在于所述供電 電源為直流9V的疊層電池。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容充放電曲線演示器,其特征在于所述時(shí)基 振蕩器集成電路塊IC為NE555。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容充放電曲線演示器,其特征在于所述三極 管為PNP型的C9015和NPN型的C9013。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容充放電曲線演示器,其特征在于所述電容 器為耐壓為16V的鋁電解電容器或獨(dú)石電容器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容充放電曲線演示器,其特征在于所述電位 器為有機(jī)實(shí)心帶開關(guān)的旋轉(zhuǎn)式電位器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容充放電曲線演示器,其特征在于所述指示燈為綠色的發(fā)光二極管。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容充放電曲線演示器,其特征在于所述電位 器為1/4W碳膜電阻器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容充放電曲線演示器,其特征在于所述二極管為1N4148。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容充放電曲線演示器,其特征在于所述紅黑接線柱為<b 15mm圓柱形螺旋式。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電容充放電曲線圖演示器,其特征在于包括供電電源、時(shí)基振蕩器、指示燈、電容充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)和輸出接線柱。所述供電電源其電路包括直流9V供電端、濾波電容器和帶電位器開關(guān);所述時(shí)基振蕩器其電路包括時(shí)基集成電路塊IC、電阻器、電位器、電容器和二極管;所述指示燈其電路包括電阻器和發(fā)光二極管;所述電容充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)其電路包括三極管、雙刀雙擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)、電阻器和電容器;所述輸出接線柱包括紅色接線柱和黑色接線柱。本實(shí)用新型電容充放電曲線圖演示器借助示波器熒光屏,使學(xué)生直觀形象看到電容通過電阻充電或放電的曲線圖,可供教學(xué)中進(jìn)行電容充電或放電曲線圖的演示,便于學(xué)生理解、掌握。
文檔編號(hào)G09B23/00GK201215693SQ20082006347
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者陳清堯 申請(qǐng)人:陳清堯