[实用新型]自感现象光电演示装置

说明书

技术领域

本实用新型属于教学演示装置技术领域，主要是用于物理教学中演示自感现象的装置。

背景技术

在中等教育学校的物理教学中，传统的自感现象教学演示装置，是通过观察小灯泡的发光现象，来观察电感上产生的自感电势和自感电压的产生和变化。由于电路设计的局限性，显示方式单一，可视效果一般，小灯泡容易损坏，可靠性不高，也不能直观的观察自感电势极性的变化。而且，由于电感元件上剩磁的存在，对演示效果有负面的影响。

发明内容

本实用新型的目的，正是为了克服上述现有技术的不足而提供的一种使用方便灵活、演示效果直观生动的自感现象光电演示装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

自感现象光电演示装置，该演示装置由印制在工作底板上的电路原理图和布置在工作底板上的干电池电源、开关、四个发光二极管以及电感组成的电路构成；其中，用于显示电路通断状态的一个发光二极管串联在干路中，二个发光二极管并联的支路与电感和另一个发光二极管串联的支路相并联；两个发光二极管并联支路中的一个发光二极管的正负极方向与电源正负极方向相同，另一个发光二极管的正负极方向与电源正负极方向相反。

本实用新型四个发光二极管的正常发光工作电压为3伏；显示断电发光的二极管为高亮度发光二极管，其余三个发光二极管分别为红、绿、橙大号发光二极管；开关为通断式复位开关或单刀单掷开关；电感为铁芯式专用电感；电源电压为6V。

由于发光二极管的工作电压为3伏，当开关闭合时，干路上的发光二极管和没有串联电感且正负极方向与电源正负极方向相同的一个支路中的发光二极管正常发光；而在串联有电感的支路中的发光二极管因电感产生的感应电势极性为左正右负，与电源电压两者叠加作用的结果，使其获得的电压渐大，可观察到该发光二极管延迟发光。当电源开关断开时，由于电感产生的感应电势极性为左负右正，由电感支路和正负极方向与电源正负极方向相反的发光二极管组成的回路中，可观察到该发光二极管瞬间导通，并发出较强光。

本实用新型采用发光二极管显示方式，利用带鲜明色彩的发光二极管和高亮度发光二极管的工作特性，增强了演示的可视效果，效果直观生动。利用发光二极管的单向导通发光特性，除可演示“延迟发光”和“断电发光”现象外，还可直观地观察出感生电压的极性，弥补了传统自感现象演示装置的不足。同时，因电感储存的磁场能在发光二极管发光瞬间充分泄放，所采用的发光二极管和传统装置中使用的小灯泡相比，在使用过程中不容易损坏；因电感储存的磁场无剩磁，不仅提高了实验的成功率，也提高了演示装置的可靠性，并延长了使用寿命。电源采用干电池，整个装置安全可靠。

下面结合说明书附图进一步阐述本实用型的内容

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图；

图2是本实用新型的主视图。

具体实施方式

如图所示，在工作底板1上印制电路原理图2，按照电路原理图所示的原理安装干电池电源E、单刀单掷开关S、电感L、发光二极管D₁、D₂、D₃、D₄，将一个发光二极管D₁串联在干路2a中，用于显示电路通断状态。二个发光二极管D₃、D₄并联组成一个支路2b，电感L和另一个发光二极管D₂串联组成另一个支路2c，将支路2b和2c并联联接；发光二极管D₃的正负极方向与电源正负极方向相同，在开关S接通时，D₃与D₁同时亮并显示通电延迟发光，发光二极管D₄的正负极方向与电源正负极方向相反，用于显示断电时瞬间发光。三个发光二极管D₁、D₂、D₃分别采用红、绿、橙大号发光二极管，另一个发光二极管D₄采用高亮度发光二极管，连接导线。

演示过程如下：闭合开关S，可观察到红色的发光二极管D₁和橙色的发光二极管D₃分别同时发光，绿色的发光二极管D₂延迟发光至正常发光，这时高亮度发光二极管D₄不发光；再迅速断开开关S，可见，仅高亮度发光二极管D₄发出强闪光。这时其余三个发光二极管D₁、D₂、D₃熄灭不发光。直观地演示出电感上产生的自感电势和自感电压的产生和变化，以及感生电压的极性。