一種電容充放電演示電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種教學(xué)用的電容充放電演不電路，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電容充放電電路是一種重要的動(dòng)態(tài)電路，常用于方波振蕩電路、波形變換電路和定時(shí)電路，是電路分析課程的主要內(nèi)容之一。因電容的充放電電流比較小，或充放電速度比較快，電容充放電現(xiàn)象不易觀察到。為了直觀演示電容充放電現(xiàn)象，特別是演示充放電的電流變化規(guī)律，我們希望提供一種電容充放電演示電路，用于電路分析課程教學(xué)，幫助學(xué)生理解電容充放電電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種電容充放電演示電路，用于電路分析課程教學(xué)，幫助學(xué)生理解電容充放電電路。
[0004]本發(fā)明所采取的具體技術(shù)方案如下:
一種電容充放電演示電路，其特征是:該電路包括RC充放電電路和壓控電流源電路，其中所述Re充放電電路設(shè)有一個(gè)二選一開(kāi)關(guān)SW1，開(kāi)關(guān)SWl的兩個(gè)選擇端分別接+2.5V電源端和地端，開(kāi)關(guān)SWl的公共端依次串接電容Cl和電阻Rl后接入地端，電容Cl和電阻Rl之間的連接線上還連接有一條電壓輸出線；所述壓控電流源電路采用雙運(yùn)放芯片TL082提供運(yùn)放U1，運(yùn)放Ul的3腳與所述RC充放電電路的電壓輸出線相連接，8腳接+9V電源端，4腳接-9V電源端，NPN三級(jí)管Ql基極和發(fā)射極分別與PNP三級(jí)管Q2的基極和發(fā)射極相并聯(lián)，并聯(lián)的基極連接運(yùn)放Ul的I腳，并聯(lián)的發(fā)射極分兩路，一路串接電阻R2后接入地端，另一路與運(yùn)放Ul的2腳相連接，三級(jí)管Ql的集電極連接發(fā)光二極管Dl的負(fù)極，發(fā)光二極管Dl的正極連接+9V電源端，三級(jí)管Q2的集電極連接發(fā)光二極管D2的正極，發(fā)光二極管D2的負(fù)極連接-9V電源端。
[0005]本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)高輸入阻抗的壓控電流源，把RC充放電電路的電阻壓降轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鬏敵?，然后利用輸出電流?qū)動(dòng)LED燈，從而實(shí)現(xiàn)RC充放電電流到LED燈亮度的轉(zhuǎn)變，因此可以由LED燈亮度變化演示RC充放電電流的變化。用本電路來(lái)進(jìn)行教學(xué)演示，可以使學(xué)生能更直觀地觀測(cè)到電容充放電的電流變化規(guī)律，從而幫助學(xué)生理解電容充放電電路。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本發(fā)明的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0008]如圖1所示，本電容充放電演示電路包括RC充放電電路和壓控電流源電路，其中所述RC充放電電路設(shè)有一個(gè)二選一開(kāi)關(guān)SW1，開(kāi)關(guān)SWl的兩個(gè)選擇端分別接+2.5V電源端和地端，開(kāi)關(guān)SWl的公共端依次串接電容Cl和電阻Rl后接入地端，電容Cl和電阻Rl之間的連接線上還連接有一條電壓輸出線；所述壓控電流源電路采用雙運(yùn)放芯片TL082提供運(yùn)放U1，運(yùn)放Ul的3腳與所述RC充放電電路的電壓輸出線相連接，8腳接+9V電源端，4腳接-9V電源端，NPN三級(jí)管Ql基極和發(fā)射極分別與PNP三級(jí)管Q2的基極和發(fā)射極相并聯(lián)，并聯(lián)的基極連接運(yùn)放Ul的I腳，并聯(lián)的發(fā)射極分兩路，一路串接電阻R2后接入地端，另一路與運(yùn)放Ul的2腳相連接，三級(jí)管Ql的集電極連接發(fā)光二極管Dl的負(fù)極，發(fā)光二極管Dl的正極連接+9V電源端，三級(jí)管Q2的集電極連接發(fā)光二極管D2的正極，發(fā)光二極管D2的負(fù)極連接-9V電源端。
[0009]本電路的發(fā)光二極管Dl用于演示電容Cl充電電流，發(fā)光二極管D2用于演示電容Cl放電電流，二選一開(kāi)關(guān)SWl用于控制電容Cl的充電和放電。
[0010]當(dāng)開(kāi)關(guān)SWl接+2.5V電源端時(shí)，+2.5V電源對(duì)電容Cl充電，充電電流由強(qiáng)變?nèi)?，電阻Rl的壓降正比于充電電流的變化，也由高變低，由最大值2.5V變?yōu)?V，變化時(shí)間正比于充電時(shí)間常數(shù)R1C1。在充電過(guò)程，運(yùn)放Ul的3腳正相輸入端電壓為電阻Rl的壓降，為正電壓，運(yùn)放U1、三極管Q1、電阻R2、發(fā)光二極管Dl組成壓控電流源，流經(jīng)發(fā)光二極管Dl的電流正比于運(yùn)放Ul的3腳正相輸入端電壓，因此也正比于電阻Rl的壓降，正比于電容Cl充電電流。由此我們可以觀察到發(fā)光二極管Dl由亮變暗直至熄滅的過(guò)程。
[0011]當(dāng)開(kāi)關(guān)SWl接地端時(shí)，電容Cl經(jīng)電阻Rl放電，放電電流由強(qiáng)變?nèi)?，電阻Rl的壓降正比于放電電流的變化，也由高變低，由最大值2.5V變?yōu)?V，變化時(shí)間正比于充電時(shí)間常數(shù)RlCl ο在放電過(guò)程，運(yùn)放Ul的3腳正相輸入端電壓為電阻Rl的壓降，為負(fù)電壓，運(yùn)放Ul、三極管Q2、電阻R2、發(fā)光二極管D2組成壓控電流源，流經(jīng)發(fā)光二極管D2的電流正比于運(yùn)放Ul的3腳正相輸入端電壓，因此也正比于電阻Rl的壓降，正比于電容Cl放電電流。由此我們可以觀察到發(fā)光二極管D2由亮變暗直至熄滅的過(guò)程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電容充放電演示電路，其特征是:該電路包括Re充放電電路和壓控電流源電路，其中所述RC充放電電路設(shè)有一個(gè)二選一開(kāi)關(guān)SWl，開(kāi)關(guān)SWl的兩個(gè)選擇端分別接+2.5V電源端和地端，開(kāi)關(guān)SWl的公共端依次串接電容Cl和電阻Rl后接入地端，電容Cl和電阻Rl之間的連接線上還連接有一條電壓輸出線；所述壓控電流源電路采用雙運(yùn)放芯片TL082提供運(yùn)放Ul，運(yùn)放Ul的3腳與所述RC充放電電路的電壓輸出線相連接，8腳接+9V電源端，4腳接-9V電源端，NPN三級(jí)管Ql基極和發(fā)射極分別與PNP三級(jí)管Q2的基極和發(fā)射極相并聯(lián)，并聯(lián)的基極連接運(yùn)放Ul的I腳，并聯(lián)的發(fā)射極分兩路，一路串接電阻R2后接入地端，另一路與運(yùn)放Ul的2腳相連接，三級(jí)管Ql的集電極連接發(fā)光二極管Dl的負(fù)極，發(fā)光二極管Dl的正極連接+9V電源端，三級(jí)管Q2的集電極連接發(fā)光二極管D2的正極，發(fā)光二極管D2的負(fù)極連接-9V電源端。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電容充放電演示電路，該電路通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)高輸入阻抗的壓控電流源，把RC充放電電路的電阻壓降轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鬏敵?，然后利用輸出電流?qū)動(dòng)LED燈，從而實(shí)現(xiàn)RC充放電電流到LED燈亮度的轉(zhuǎn)變，因此可以由LED燈亮度變化演示RC充放電電流的變化。用本電路來(lái)進(jìn)行教學(xué)演示，可以使學(xué)生能更直觀地觀測(cè)到電容充放電的電流變化規(guī)律，從而幫助學(xué)生理解電容充放電電路。
【IPC分類】G09B23/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105139734
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510631121
【發(fā)明人】朱海燕, 羅云芳, 黃鴻鋒, 韋忠善
【申請(qǐng)人】廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月29日