專利名稱：電容充放電曲線圖演示器的制作方法
技術領域：
電容充放電曲線圖演示器本實用新型涉及一種教學使用電子器械領域，具體涉及一種電容充放電曲 線圖演示器。
背景技術：
目前，在高中物理、職高電子電工類課程教學中，講解電容器在電路中的 充電或放電規(guī)律時，教師在沒有貴重專業(yè)設備的情況下，通常是在黑板上直接 畫電容器的充電或放電時電容器上電壓(通過的電流)隨時間變化的曲線圖來 描述。本實用新型的目的就是為了設計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)隨時間變化的曲線圖像，使 抽象現(xiàn)象變?yōu)橹庇^顯示，讓學生更容易理解電容器充電或放電規(guī)律。本實用新 型電容充放電曲線圖演示器配合示波器使用，性能穩(wěn)定、經久耐用、操作簡單 和制造成本低，可廣泛應用在各類學校專業(yè)課教學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)隨時間變化的規(guī)律，i^lj形象、直觀教學， 便于學生理解、掌握。實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述的技術不足，提供一種電容充放電曲線圖 演示器，借助實驗室常用的示波器，教師在上課講述電容器充電或放電規(guī)律時， 電流(電壓)隨時間變化的抽象圖像變?yōu)橹庇^顯示圖像。該產品性能穩(wěn)定、經 久耐用、操作簡單和制造成本低，本實用新型可廣泛應用在各類學校專業(yè)課教 學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)隨時間變 化的規(guī)律，達到形象、直觀教學，便于學生理解、掌握。為能達到上述發(fā)明目的，所采用的技術方案是 一種電容充放電曲線圖演
示器，其特征在于包括供電電源、時基振蕩器、指示燈、電容充放電轉換開 關和輸出接線柱。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；所述時基振蕩器其電路包括時基集成電路塊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 電轉換開關其電路包括三極管、雙刀雙擲開關、單刀雙擲開關、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基振蕩器、指示燈、電容充放電轉換開關電路相連接。按照本實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 基振蕩器集成電路塊IC為J€555。按照本實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石電容器。按照本實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實心帶開關的旋轉式電位器。按照本實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、經久耐 用、操作簡單和制造成本低，可廣泛應用在各類學校專業(yè)課教學中講述電容器 在電路中作用，演示電容器充電或放電電流(電壓)隨時間變化的規(guī)律，達到 形象、直觀教學，便于學生理解、掌握。


附圖是本實用新型提供的電容充放電曲線圖演示器電路連接原理圖。 膽雄対下面結合附,對本實用新型作進一步描述附圖是本實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、時基振蕩 器、指示燈、電容充放電轉換開關和輸出接線柱。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；所述時基振蕩器其電路包括時基集 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；所述電容充放電轉換開關其電路包括三極管、雙刀雙擲開關、 單刀雙擲開關、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基振蕩器、指示燈、電容充 放電轉換開關電路相連接。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:拔動式單刀雙擲開關，K2:拔動式雙刀雙擲開關，LED:綠色的發(fā)光二 極管。工作原理本實用新型電容充放電曲線圖演示器，采用一塊時基集成電路 塊NE555和外圍元件R1、 R2、 W及振蕩電容器Cl構成占空比約為50%振蕩器，W 和K1是合為一體的的聯(lián)動電位器，調節(jié)W可改變輸出占空比大小，經R4輸出 控制V1、 V2三極管基極，改變V1、 V2三極管導通或截止時間，通過控制三極 管快速導通和截止，對電容器進行快速的電量釋放或電量補充，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，演示放電曲線時可對電容器電量進行快速充電； V2為NPN型三極管，演示充電曲線時可對電容器電量進行快速放電；Kl為控制 電源開關；K2由K2-1和K2-2合為一體組成，為充電、放電狀態(tài)轉換開關，進 行充電和放電狀態(tài)轉換；K3為不同阻值選擇開關；K4為不同容量選擇開關；LED 為綠色發(fā)光二極管，是電源通電的指示器，同時顯示時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K1，當K2開關拔到充電位置時，可演示電容充電曲線圖，振蕩器輸出 端經R4控制三極管V2基極，由于三極管的快速開關特性，對電容器每次阻容 充電結束后，對電容器進行快速電量釋放，以便再次進行阻容充電；當K2開關 拔到放電位置時，可演示電容放電曲線圖，振蕩器輸出端經R4控制三極管VI 基極，由于三極管的快速開關特性，對電容器每次阻容放電結束后，對電容器 進行快速電量補充，以便再次進行阻容放電。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。通過拔動選擇開關K3、 K4時，即選擇的電阻阻值或電容容量改 變時，電容器上電壓(通過的電流)隨時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帶開關電位器W作開關和調節(jié)作用。 使用方法用信號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，調節(jié)示波器上掃描、增益等微調旋扣，再調節(jié)本實 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。雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是本領域普通技術人員在 所附權利要求的范圍內不需要創(chuàng)作性勞動就能作出的各種變形或修改仍屬本專 利的保護范圍。
權利要求1、一種電容充放電曲線演示器，其特征在于包括供電電源、時基振蕩器、指示燈、電容充放電轉換開關和輸出接線柱；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；所述時基振蕩器其電路包括時基集成電路塊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；所述電容充放電轉換開關其電路包括三極管、雙刀雙擲開關、單刀雙擲開關、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基振蕩器、指示燈、電容充放電轉換開關電路相連接。
2、 根據(jù)權利要求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，其特征在于所述時基 振蕩器集成電路塊IC為NE555。
4、 根據(jù)權利要求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石電容器。
6、 根據(jù)權利要求l所述的電容充放電曲線演示器，其特征在于所述電位 器為有機實心帶開關的旋轉式電位器。
7、 根據(jù)權利要求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、時基振蕩器、指示燈、電容充放電轉換開關和輸出接線柱。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；所述時基振蕩器其電路包括時基集成電路塊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；所述電容充放電轉換開關其電路包括三極管、雙刀雙擲開關、單刀雙擲開關、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。本實用新型電容充放電曲線圖演示器借助示波器熒光屏，使學生直觀形象看到電容通過電阻充電或放電的曲線圖，可供教學中進行電容充電或放電曲線圖的演示，便于學生理解、掌握。
文檔編號G09B23/00GK201215693SQ20082006347
公開日2009年4月1日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權日2008年5月23日
發(fā)明者陳清堯 申請人:陳清堯