[实用新型]容抗感抗演示器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种中学物理实验仪器，尤其与容抗感抗演示器有关。

背景技术

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：线圈的自感系数越大，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X_L＝2πfL，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X_c＝1/2πfC。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。

发明内容

本实用新型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，本实用新型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，绝缘橡胶，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缘橡胶，输入电刷AB一端分别设于二齿条形铜片的齿基上，另一端与电源连接，输出电刷CD一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，手摇大轮通过皮带带动传动轮。

所述的容抗感抗演示器，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，音频功率放大器的输出端同时并联到喇叭及演示电路的输入端上。

本实用新型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验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1示交变电流的频率对容抗感抗的影响。用手摇半圆环变频器，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、音频功率放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)是用组合发明的方法，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，从而达到较好的演示效果。

附图说明

图1是本实用新型容抗感抗演示器的总体结构示意图。

图2是本实用新型容抗感抗演示器的换流变频器结构示意图。

图3是本实用新型容抗感抗演示器的换流变频器输出电流波形图。

图4是本实用新型容抗感抗演示器的音频演示示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细的描述。