[实用新型]一种电容教学用演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电容教学用演示装置。

背景技术

电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是电学物理量之一，具体是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存。电容是表现电容器容纳电荷本领的物理量。电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质。

在教学过程中，学生对电容器的理解不能像水容器的理解那么直观具体，对电容器的充、放电这个现象微弱且时间短暂的过程的感性认识也非常有限，现有的电容演示装置不能很形象的演示充放电过程。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电容教学用演示装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电容教学用演示装置，包括电压表一、电压表二、蓝光二极管、红光二极管、单刀双掷开关、电源一、电源二、电容、鳄鱼夹，所述鳄鱼夹通过导线顺次与电容、两条并联的支路Ⅰ、支路Ⅱ、单刀双掷开关动端点、单刀双掷开关不动端点、电源一、接线柱一、电源二、接线柱二连接，所述支路Ⅰ为电压表一与所述蓝光二极管串联，所述支路Ⅱ为电压表二与所述红光二极管串联，所述单刀双掷开关另一不动端点通过导线与鳄鱼夹连接，所述蓝光二极管与所述红光二极管方向相反。

本实用新型的有益效果：

1.本装置通过电阻较大的电压表，使得通电电流较小，从而“延长”了电容的充、放电时间，增强学生对电容器的感性认识。

2.通过不同的接线柱连接不同电压的电源，通过观察不同时间充电电流与时间的图像，得出电容器所带电荷与电压成正比的关系，给学生提供了一个便于探究的情境。

3.不同发光颜色的二极管，形象的显示了充电与放电电流之间的电流方向是相反的。

4.本装置电路简单，取材方便，易制作，现象特别明显直观，适于教学使用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

其中，1.电压表一、2.蓝光二极管、3.电压表二、4.红光二极管、5.单刀双掷开关动端点、6.单刀双掷开关不动端点，7.单刀双掷开关另一不动端点、8.电源二、9.电源一、10.接线柱一，11.接线柱二，12.电容、13.鳄鱼夹。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1，一种电容教学用演示装置，包括电压表一1、电压表二3、蓝光二极管2、红光二极管4、单刀双掷开关、电源一9、电源二8、电容12、鳄鱼夹13，所述鳄鱼夹13通过导线顺次与电容12、两条并联的支路Ⅰ、支路Ⅱ、单刀双掷开关动端点5、单刀双掷开关不动端点6、电源一9、接线柱一10、电源二8、接线柱二11连接，所述支路Ⅰ为电压表一1与所述蓝光二极管2串联，所述支路Ⅱ为电压表二3与所述红光二极管4串联，所述单刀双掷开关另一不动端点7通过导线与鳄鱼夹13连接，所述蓝光二极管2与所述红光二极管4方向相反。

使用方法：

充放电演示：

方式一：充电：将单刀双掷开关动端点5与单刀双掷开关动端点6接通，鳄鱼夹13与接线柱一10接通，红光二极管4亮，电压表二3的示数由大慢慢减小到0。

放电：将单刀双掷开关动端点5与单刀双掷开关另一不动端点7接通，蓝光二极管2亮，电压表一1的示数由大慢慢减小到0。

充电和放电的瞬间电压表一1和电压表二3的摆幅是相同的。

方式二：充电：将单刀双掷开关动端点5与单刀双掷开关不动端点6接通，鳄鱼夹13与接线柱二11接通，红光二极管4亮，电压表二3的示数由大慢慢减小到0。

放电：将单刀双掷开关动端点5与单刀双掷开关另一不动端点7接通，蓝光二极管2亮，电压表一1的示数由大慢慢减小到0。

充电和放电的瞬间电压表一1和电压表二3的摆幅是相同的。

方式一与方式二相比：

充电时方式二红光二极管4的亮度要比方式一亮，放电时方式二蓝光二极管2的亮度要比方式一亮，充电时以及放电时的瞬间方式二电压表的摆幅是方式一的两倍。

探究电容器所带电荷量根电压的关系：

先进行方式一充电：定时读取电压值。再进行方式二充电：定时读取电压值。最后绘制时间与电压的关系图。可以从图中让学生对电容器所带的电荷量与电压成正比的关系，即c=Q/V有个感性的认识。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。