[实用新型]电容器充放电特性教学演示器

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学类设备，具体涉及电容器充放电特性教学演示器。 

背景技术

在教学过程为了便于学生易学易懂，采用教具直观演示有利于教学，可把抽象的说教概念变成形象直观演示过程；电容器的充放电过程是电容器工作的基本过程，在此变化过程中，电路中的电流和电压是瞬态变化量，是摸不着、看不到的。 

发明内容

本实用新型所要解决的问题是针对上述技术不足，如何提供一种电容器充放电特性教学演示器，该演示器利用电流计偏转变化，发光二极管亮暗改变显示电容器上充放电流变化规律，利用电压表指针偏转变化显示电容器两极间电压变化规律。在电容器充放过程教学中，使用该实用新型进行教学演示，可直接把抽象的概念变成了形象直观现象，学生易学易懂。 

本实用新型所提出的技术问题是这样解决的：构造一种电容器充放电特性教学演示器，其特征在于：包括微安演示电流计、转换开关、直流电源、电位器、发光二极管LED1、发光二极管LED2、电容器C和演示电压表V；微安演示电流计G和电阻器R并联连接；直流电源E正极与转换开关S充电端子1相连接，转换开关S放电端子2和直流电源E的负极端、电压表负极端相连接；演示电压表V和电容器C并联连接；转换开关S的动触点端与电位器W一端连接，直流电源E的正极与转换开关S充电端子1相连，直流电源E负极和转换开关S放电端子2、电容器C负极相连接；发光二极管LED1正极、发光二极管LED2的负极端相连后和微安演示电流计G一端相串联连接，发光二极管LED1负极、发光二极管LED2的正极相连后和电容器C的正极端相连接。

有益效果为：在教学过程中采用本实用新型进行教学演示，可把抽象的说教概念变成直观形象观察过程，便于学生易学易懂。

附图说明  

附图1是本实用新型的电路结构图。 

附图2是本实用新型的演示电流计和演示电压表示意图。

附图3是本实用新型的外形结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。 

附图3中“1”、“ 2”、“3”、“4”、“5”和“6”是外接线柱。教学演示时，附图2电流计上“1”和“2”接线柱分别连接附图3上“1”和“2”接线柱。附图2电压表上“+”、“-”接线柱分别连接附图3上“3”、“4”接线柱。附图3上“5”和“6”接线柱和附图1上电容器C的“正”和“负”端极相连接。附图3箱体内，“3”和“5”、“4”和“6”相连。附图1上电阻器R的两端分别和附图3上“1”、“2”接线柱相连；发光二极管LED1正极与LED2的负极和附图3的“2”接线柱相连接，发光二极管LED1负极与LED2的正极和附图3的“3”接线柱相连接；附图1上S为单刀双掷转换开关，电位器W一端接附图3上“1”接线柱，另一端连接单刀双掷转换开关的动触点端，直流电源E的正极连接转换开关S充电端子1，电源E负极和开关S放电端子2、附图3上“6”接线柱相连接。

如附图1所示，当转换开关S置于位置“1”的瞬间，直流电源E对电容器C进行充电。其电流的流向为：从直流电源E的正极流出，经转换开关S、电位器W、电流计G、发光二极管LED1和电容器C流回电源的负极，充电电流一开始最大，电流计G指针右摆至最大位置，发光二极管LED1最亮，电压表指针由零逐渐增大；随着充电时间增加，充电电流逐渐减小，电流表指针向左偏，发光二极管LED1逐渐变暗，并联在电容器C两端的电压表指针逐渐向右偏，指示数逐渐增长；最后充电电流几乎为零，发光二极管LED1完全变暗，电压表的指示数达到最大值，几乎等于电源E的电动势，整个充电过程中发光二极管LED2是不亮的。

当转换开关S置于位置“2”时，是电容器C对外进行放电过程。其电流流向为：电流经电容器C的正极、发光二极管LED2、电流计G、电位器W、转换开关S流回电容器C的负极。放电电流方向与充电电流方向相反，放电开始瞬间，电流最大，电流计G指针向左偏至最大，发光二极管LED2最亮，电压表指针指向最大值，随着放电时间增加，电压表指数逐渐减小，电流计G的指针向右偏，读数减小，发光二极管LED2逐渐变暗，最后电流计G的指数几乎为零，发光二极管LED2完全熄灭，电压表指数几乎为零，放电结束，整个放电过程发光二极管LED1是不亮的。

元器件参数：电容器 C容量选用1uF-1000 uF范围；直流电源E选用3节2号电池串联；LED1选用φ5红色发光二极管，LED2选用φ5绿色发光二极管； R选用1/2W、100Ω的金属膜电阻器，W选用10KΩ的碳膜电位器。

本实用新型还可做出各种不同的变通方式，以上通过由附图1、附图2、附图3所示实施例的具体实施方式，是对本实用新型的上述内容作进一步详细说明,但不应将此理解为本实用新型上述的主题的范围仅限于所描述的实例；。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换和变更，均应包括在本实用新型的范围内。