容抗感抗演示器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种容抗感抗演示器。它包括演示板，底座，演示电路及换流变频器，换流变频器的输出端与演示电路的输入端连接。本实用新型专利技术具有设计科学合理，实验现象明显，操作便捷，实验更加直观可信等特点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种中学物理实验仪器，尤其与容抗感抗演示器有关。
技术介绍
现行的高中物理教科书中，学习和了解电感和电容对交变电流的影响，要领会线圏的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作 用就越大，公式表示为XL=27if L, f为频率，L为电感量；对于电容器来说， 电容越大，交流的频率越高，则电容器容抗越小，公式表示为Xe=l/2 7Tf C。 C 为电容量。这种关系可以简单概括为电感是"通直流，阻交流；通低频，阻 高频"，电容是"通交流，隔直流；通高频，阻低频"。教科书中的演示实验分别利用双刀双掷开关接到直流电源或交流电源上， 局限于接通直流电路时，与电感器串联的小灯亮；与电容器串联的小灯不亮。 接通交流电路时，小灯变暗(电感)和变亮(电容)，仅说明电感器的特征是"通 直流，阻交流"；电容器的特征是"通交流，隔直流"，却没有其他演示装置来 进一步演示感抗、容抗与电感量、电容量的关系，感抗、容抗与频率大小的关 系。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种设计科学合理，实验现象明显，操作便捷， 实验更加直观可信的容抗感抗演示器。为达到上述目的，本技术是通过以下技术方案实现的。容抗感抗演示 器，包括演示板，底座，演示电路及换流变频器，换流变频器的输出端与演示电 路的输入端连接。所述的容抗感抗演示器，其换流变频器包括支架，电源，转轴，齿条形铜片，绝纟4^胶，传动轮，手摇大轮，皮带，输入电刷AB及输出电刷CD，转轴设于支架上， 在转轴上交叉设有二对应的齿条形铜片，二齿条形铜片之间设有绝多4#胶，输入电刷 AB—端分别设于二齿^铜片的齿基上，另一端与电源连接，输出电刷CD—端分别 设于二齿条形铜片的齿形上，另一端与演示电路的输入端连接，转轴一端与传动轮 连接，手摇大M过皮带带动传动轮。所迷的容抗感抗演示器，还包括信号源，音频功率放大器及喇叭，信号源一端 接220V交流电源，另一端与音频功率放大器连^接，音频功率》文大器的输出端同时并 联到喇p八及演示电路的输入端上。本技术与现有技术相比具有以下有益效果(一)是对新编高中物理教 科书中的演示实-险作了进一步的改进和创新。不仅能演示交、直流对容抗感抗 的影响，而且能进一步演示交变电流的频率对容抗感抗的影响，同时也可以改 变电容量电感量来演示容抗感抗的大小。成为一种多用途的实验装置；(二)是 用看的方式演示交变电流的频率对容抗感抗的影响。用手摇半圓环变频器，非 常直观地显示摇转越快，输出的交变电流的频率也越大；(三)是用听方式演示 交变电流的频率对容抗感抗的影响。用学生信号源、音频功率;^文大器及喇叭组 合成交流电信源，改变信号源的频率，喇叭就发出高低不同的音调，将这种交 变信号输入到电容器、电感器上，使小灯的发光程度有明显的变化，演示感抗 容抗与频率的关系，实验效果明显；(四)是用组合专利技术的方法，研究制作了这 台多用途的感抗容抗演示器。不仅将电容、电感、电阻组合在一块示教板上，便于比较它们的特征，而且又将输入交变电流的频率的高低，用机械的转动方 式和电磁的发声方式来传递，使观察者用看与听的感觉器官来体会感抗容抗与 频率的关系，乂人而达到较好的演示效果。附图说明图l是本技术容抗感抗演示器的总体结构示意图。图2是本技术容抗感抗演示器的换流变频器结构示意图。 图3是本技术容抗感抗演示器的换流变频器输出电流波形图。 图4是本技术容抗感抗演示器的音频演示示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细的描述。 实施例1:如图1及图2所示，容抗感抗演示器，包括演示板l,底座2， 演示电路3及换流变频器4，演示电路3由电感器L、电容器C和电阻器R并联， 且在电感器L、电容器C和电阻器R上各串联一只灯泡L3、 L2、 Ll连接而成，E、 F插头可分别插入直流电流或交变电流，换流变频器4的输出端与演示电路3的 输入端连接，换流变频器4包括支架5，电源6，转轴7，齿^铜片8,绝##胶 9，传动轮IO，手摇大轮ll,皮带12，输入电刷AB13及输出电刷CD14,转轴7设于 支架5上，在转轴7上交叉设有二对应的齿^^铜片8, 二齿条形铜片8之间设有绝 ^#胶9，输入电刷AB13—端分别设于二齿条形铜片8的齿基15上，另一端与电源 6连接，输出电刷CD14 —端分别设于二齿条形铜片8的齿形16上，另一端与演示电 路3的输入端连接，转轴7 —端与传动轮10连接，手摇大轮11通过皮带12带动传 动轮10,换流变频器4输出的电流波形如图3所示。实施例2:如图1所示，容抗感抗演示器还包括信号源17,音频功率放大器 18及喇叭19，信号源17 —端接220V交流电源，另一端与音频功率放大器18连接， 音频功率放大器18的输出端同时并联到喇p八19及演示电路3的输入端上，音频演 示示意图如图4所示，其余同实施例1。使用时，选择电阻R的阻值为8欧姆，电容器的电容为2000微法，电感器 的电感较大，采用直流电阻为8欧的线间变压器。当緩慢转动变频器的摇柄时， 产生一个低频的交流电，此时，演示板上电容串接的灯L2不亮，而电感器串接 的灯U亮，电阻器串接的灯L,可正常发光。当加快转动摇柄时，可以看到灯L, 变亮，灯L2变暗，灯L3照常发光。从而说明容抗变小，感抗变大，电阻器的电 阻不变。这样，演示时可以让同学们直接目视摇动的快慢来获得频率高低的关 系，从而说明感抗容抗与频率的关系。用音频方式演示时，将信号源接220V交流电，音频信号的调至50服Z或 IOOOHZ，喇口八发出这种频率的声音，此时演示板上灯L不亮，灯L2亮，灯L发 光，说明电容器的容抗大，电感器的感抗小。当音频信号频率从低到高变化时， 喇叭中的音调也变化，此时，灯L,变亮，L变暗，L;照常。由此说明，交变电流 频率变大，容抗Xc变小，感抗Xc:变大，电阻器阻值不变。让同学们用听觉来认 识感抗容抗与频率的关系，进一步达到较好的教学效果。权利要求1、一种容抗感抗演示器，包括演示板(1)，底座(2)及演示电路(3)，其特征在于它还包括换流变频器(4)，换流变频器(4)的输出端与演示电路(3)的输入端连接。2、 才財居权利要求1所述的容抗感抗演示器，其特征在于换流变频器(4)包括支 架(5)，电源(6),转轴(7),齿^^铜片(8),绝纟4#胶(9),传动轮(IO),手 摇大轮(11 )，皮带(12 ),输入电刷AB (13 )及输出电刷CD (14 )，转轴(7 )设于 支架(5 )上，在转轴(7 )上交叉设有二对应的齿条形铜片(8 ), 二齿条形铜片(8 ) 之间设有绝^#胶(9 ),输入电刷AB (13) —端分别设于二齿^^铜片(8 )的齿基(15)上，另一端与电源(6)连接，输出电刷CD (14) —端分别设于二齿^fj铜片 (8)的齿形(16)上，另一端与演示电路(3)的输入端连接，转轴(7) —端与 传动轮(10 )连接，手摇大轮(11)通过皮带(12 )带动传动轮(10 )。3、 根据权利要求1或2所述的容抗感抗演示器，其特征在于它还包括信号源(17 ), 音频功率放大器(18 )及喇叭(19 )，信号源(17 ) —端接220V交流电源，另一端与 音频功率放大器(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种容抗感抗演示器，包括演示板（１），底座（２）及演示电路（３），其特征在于：它还包括换流变频器（４），换流变频器（４）的输出端与演示电路（３）的输入端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王金华，王鑫，许家安，
申请(专利权)人：王金华，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]