[实用新型]直流电路电流流向演示器

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学仪器，具体涉及直流电路电流流向演示器。

背景技术

电流是导电粒子在电场力作用下定向移动形成的，而且规定正电荷移动的方向为电流方向，导电粒子是非常微小的，摸不到，看不见的。电子类专业或初、高中物理电流方向认识的教学中，如果制作一种演示电流方向的辅助设备配合教学，让学生对电流方向认识既感到直观生动形象，又便于理解和记忆。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题如何提供一种直流电路电流流向演示器，解决的问题是：在教学中能仿真演示电流的流动方向，包括顺时针和逆时针方向；能演示电阻上的电压降方向；能演示电动势的方向。本实用新型小巧玲珑便携带，具有结构简单、灵敏度高，制作成本低、操作方便和经久耐用等优点。

本实用新型所提出的技术问题是这样解决的：构造一种直流电路电流流向演示器，其特征在于：包括多谐振荡器电路、计数电路和显示电路；多谐振荡器电路由时基集成电路块NE555及外围器件电阻R1、电位器RP、电容器C1、C2组成；计数电路由集成电路块CD4017、电容器C3和电阻器R2-R11组成；显示电路由发光二极管LED1-LED20和单刀双掷钮子转换开关K组成。

按照本实用新型所提供的直流电路电流流向演示器，其特征在于：集成电路块NE555的7脚连接电阻器R1一端，电阻器R1另一端和供电端正极相连，电位器连接在集成电路块NE555的6脚和7脚之间，集成电路块NE555的2脚和6脚直接相连，电容器C1正极端连接NE555的2脚，负极端连接电源负极，电容器C2连接在集成电路块NE555的5脚和电源负极之间。

按照本实用新型所提供的直流电路电流流向演示器，其特征在于：计数电路集成电路块CD4017的CP端和集成电路块NE555的输出端3脚相连接，电容器C3一端接电源供电端正极，另一端连接计数电路集成块CD4017的15脚。

按照本实用新型所提供的直流电路电流流向演示器，其特征在于：显示电路发光二极管LED1-LED10采用共阴极连接后连接在转换开关K位置“1”上，发光二极管LED11-LED20采用共阴极连接后并联接在转换开关K位置“2”上，发光二极管阳极分别连接电阻器R3-R12的一端，电阻器R3-R12的另一端分别和计数电路集成块CD4017的输出端Q0-Q9相连接。

附图说明

附图1是本实用新型的电路结构图。

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。

如附图1所示，本实用新型电路结构由三大部分组成：(1)由时基集成电路块NE555及外围电阻器R1、电位器RP、电容器C1、C2组成多谐振荡器。(2)由集成电路块CD4017及外围电容器C3、电阻器R2-R11组成计数电路。(3)由发光二极管LED1-LED20和转换开关K组成显示电路。

时基电路集成电路块NE555与外阻容元器件构成多谐振荡器，当合上开关S时，供电电源Ec通过电阻器R1、电位器RP对电容器C1充电，充电开始瞬时，由于时基集成电路NE555的2脚处于低电平，输出端3脚为高电平，供电电源Ec经电阻器R1、电位器RP向电容器C1充电至2/3Ec时，输出端3脚由高电平转为低电平，此时内部放电管导通，电容器C1上电荷经电位器RP通过集成电路NE555的7脚经内部对地放电，当集成电路NE555的2、6脚电位降至1/3Ec时，输出端3脚又由低电平转为高电平，电容器C1又再次充电，如此循环往复，形成振荡，时基集成电路NE555的3脚输出周期性的矩形脉冲信号。输出矩形脉冲信号输入至CD4017上升沿触发的CP端。为保证计数从零开始，计数集成电路块CD4017清零端15脚在每次接通电源的瞬间提供一个清零脉冲，因CP端14脚与CE端13脚有互锁关系，当CP端有信号输入时，CE端要接于低电平，否则不能输入信号的。CD4017的10个输出端Q0-Q9它们随着时基集成电路NE555输出矩形脉冲信号输入而依次出现高电平，驱动发光二极管LED1-LED10或LED11-LED20依次发亮产生“流水效果”，仿真指示电流的流向。为“流水”有一个适宜的流速，在时基集成电路NE555组成的多谐振荡器电路设置了RP可变电阻器，调整其阻值大小，可改变电容器C1充放电的快慢，从而改变振荡频率，因此也改变了仿真电流的流动快慢。当开关K从位置“1”拔到位置“2”时，仿真电流的流动方向就发生改变。