[发明专利]一种电学演示教具

说明书

技术领域

本发明涉及电学教学领域，尤其是关于能演示电容与电感特性的教具。

背景技术

人们常说电容有隔直通交，电感有阻止交流、通过直流的特点，其实这种说法很笼统。电容与电感这些特性，学生在学习时感觉比较抽象，掌握起来有些困难。因此能演示电容与电感特性的教具，使学生在视觉上感受电容与电感的特性，从而让学生由感性认识上升到理性认识。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种电学演示教具，是利用时基555制作一个频率可变的交流电源，利用双刀双掷开关，在切换频率的同时，也切换交流电的输出电压，从而保持在两种不同频率下交流电的输出有效值基本一致，利用一大一小两种不同规格的电容进行通过直流和交流情况的对比，以及一种电容上通过两种不同频率交流电时小灯泡亮度的对比、一种频率的交流电通过两种不同电容时小灯泡亮度的对比。从而来揭示容抗与电容量、交流电频率之间的关系。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种电学演示教具，取10w交流变压器的铁芯，用直径0.47mm的漆包线绕制一只变压器，初级绕70匝，次级绕28匝抽头后再绕55匝， IC₁为时基555，Q₁中功率三极管，Q₂大功率三极管， C₃、C₄、L₁、L₂由演示效果决定，S₁、S₂为双刀双掷开关，S₃、S₄、S₅、S₆、S₇为单刀单掷开关，其特征在于：所述的接通电源Vcc，Vcc经电阻R₁和R₂对电容C₁充电，当电压充到一定程度时，时基555的3脚输出，由高电平跃变为低电平，同时，时基555内部放电管饱和导通，经R₂、R₃给电容C₁放电，电容C₁放电到一定程度时，时基555的3脚输出，由低电平跃变为高电平，此时时基555内部放电管截止，电源又要对电容C₁充电，这样周而复始，从而使电路产生振荡，输出矩形脉冲，此脉冲驱动Q₁、Q₂，使得变压器T₁产生锯齿波交流电。

本发明，利用一大一小两种不同规格的电感进行通过直流和交流情况的对比，以及一种电感上通过两种不同频率交流电时小灯泡亮度的对比、一种频率的交流电通过两种不同电感时小灯泡亮度的对比。从而来揭示感抗与电感量、交流电频率之间的关系。小电容和小电感上通过两种不同频率交流电时小灯泡的亮度对比来了解电容和电感的互补性。

附图说明

图1是本发明的电路示意图。

具体实施方式

由图1知，一种电学演示教具，选择10w左右交流变压器的铁芯，用直径0.47mm的漆包线绕制一只变压器。初级绕70匝，次级绕28匝抽头后再绕55匝。抽头的作用是在两种不同的频率下，改变输出交流电的电压，使输出的交流电压有效值在两种不同的频率下基本保持一致。此变压器作T₁用。IC₁为时基555，Q₁(NPN型)中功率三极管，Q₂(NPN型、耐压500v)大功率三极管，R₁(10K)、R₂(22K)、R₃(47K)、R₄(10Ω)、R₅(5.1Ω)、R₆、R₇(10Ω3W)，C₁(0.22uF)、C₂(0.01uF)，L_3、L₄是3.8V、0.3A的小灯泡，C₃、C₄、L₁、L₂由演示效果决定。S₁、S₂为双刀双掷开关，S₃、S₄、S₅、S₆、S₇为单刀单掷开关。

接通电源Vcc，Vcc经电阻R₁和R₂对电容C₁充电，当电压充到一定程度时，时基555的3脚输出，由高电平跃变为低电平，同时，时基555内部放电管饱和导通，经R₂、R₃给电容C₁放电。电容C₁放电到一定程度时，时基555的3脚输出，由低电平跃变为高电平。此时时基555内部放电管截止，电源又要对电容C₁充电，这样周而复始，从而使电路产生振荡，输出矩形脉冲，此脉冲驱动Q₁、Q₂，使得变压器T₁产生锯齿波交流电。S₁可改变交流电的频率，同时也改变交流电的输出位置，使在两种不同频率下交流电输出的有效值基本保持一致。S₂是交、直流切换开关。C₃是小电容，C₄是大电容。L₁是小电感，L₂是大电感。