[实用新型]电压、电源作用的模拟演示器

说明书

本实用新型涉及一种教育装置，更确切地说是涉及一种用于演示电压、电源作用的显示装置。

在中学物理电压一节的教学实践中，为了使学生能理解电压及电源的概念及作用，教师往往借助于具有不同水位的两个容器来引出概念，先说明水压及水压是造成水流的原因，再推理说明不同的电荷之间存在电压，电压使自由电荷定向移动形成电流；再进一步说明要使两容器间保持水压就要利用抽水机作动力源，要使导体两端保持一定的电压就要用电源，因此电源是保持电压的装置。由于只能利用这种类比的方法去教学，学生完全靠自我想象力理解记忆，不仅枯燥无味，而且达不到教学效果。

本实用新型的目的是设计一种演示电压、电源作用的模拟演示器，从而将以往的类比式教学改变为直观式教学，使抽象的知识具有可视性，提高学生的学习积极性及教学效果，同时也减轻了教师的负担。

本实用新型电压、电源作用的模拟演示器，用发光二极管模拟电荷，再利用一控制电路来控制设置在显示板上的这组发光二极管组的工作状态，实现模拟演示作用。

本实用新型电压、电源作用的模拟演示器，由显示器及显示器的控制电路构成，其特征在于：

所述的显示器是发光二极管组，并分别排列在显示板上的电源区、位于电源区两端的左、右导体区和连接两导体区的导线区中；

所述的控制电路包括控制电源区发光二极管组工作并产生流动效果的第一时序循环电路，控制导线区发光二极管组工作并产生流动效果的第二时序循环电路和控制左、右导体区内发光二极管组工作并产生电荷积累及消失效果的递增导通或递增截止电路。

所述的第一时序循环电路是集成循环驱动器，所述电源区的发光二极管组均分成三个串联二极管组，每个串联二极管组的正端接循环驱动器的一个时序输出端，三个串联二极管组的负端通过电阻接地。

所述的第二时序循环电路是集成循环驱动器，所述导线区的发光二极管组均分成九个串联二极管组，其中一、四、七串联二极管组正端并接在集成循环驱动器的第一个时序输出端上，二、五、八串联二极管组正端并接在集成循环驱动器的第二个时序输出端上，三、六、九串联二极管组正端并接在集成循环驱动器的第二个时序输出端上，一、二、三串联二极管组负端通过电阻R1接地端，四、五、六串联二极管组负端通过电阻R2接地端，七、八、九串联二极管组负端通过电阻R3接地端。

所述递增导通或递增截止电路由控制递增速度的电压变换电路和与左导体区或右导体区中的发光二极管数目相同的驱动电路构成，各驱动电路顺序连接；所述驱动电路包括电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9，pnp三极管T1、npn三极管T2，电容C1和连动开关；位于左导电区中的一个发光二极管串接位于右导电区中对应位置处的一个发光二极管再串接R9后并接R8并跨接在T2集电极与电源正端间，T2集电极与后一级驱动电路R4一端连接，R4另一端连接C1一端、T1基极和R5一端，R5另一端接连动开关一端，连动开关另一端及T2发射极接地，C1另一端接电源正端，T1发射极接R6一端，R6另一端接电源变换电路输出端，T1集电极接R7一端，R7另一端接T2基极。

第一、第二时序循环电路工作时，位于电源区及导线区的发光二极管分段顺序亮灭，产生电荷流动效果，表示电荷的定向移动形成电流，位于左、右导体区的发光二极管递增亮、灭模拟电荷积累或减少过程，电荷积累产生电压，电荷减少电压消失。

下面结合实施例附图进一步说明本实用新型的技术

图1是模拟演示器显示板结构示意图；

图2是模拟演示器控制电路图。

参见图1，实施例共采用92只发光二极管表示电荷，其中15号设置在电源区D内，用LED1-LED15表示，32只均等设置在左、右导体区A、B内，用LED16-LED47表示，LED16、LED18、LED20……LED46(偶数)设置在左导体区A内(可采用红色发光二极管)，LED17、LED19、LED21……LED47(奇数)设置在右导体区B内(可采用另一种颜色的发光二极管)，45只发光二极管设置在导线区C内，用LED48-LED92表示。

图中，E为接线柱用于外接电源，显示板上还设置有钮子开关K1、K4、K5，连动开关K2、K3。电源区D、导体区A、B及导线区C，可分别用彩色线条框出，使产生明显的视觉效果。