RLC串联谐振电路演示装置的制作方法

本实用新型涉及电学教具领域。更具体地说，本实用新型涉及一种RLC串联谐振电路演示装置。

背景技术：

RLC串联谐振电路是电工电子技术课的教学重点，又是教学的难点。主要原因一是电路原理涉及复向量，内容抽象，初学者难以理解；二是计算过程和计算结果都比较复杂，难以直观地体现电路特性。而现有的RLC串并联谐振电路特性的演示装置，又无法直观地体现电路的电气特性，不便于教师在教学过程中演示，难以加深学生对相关电路的理解能力。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种能直观体现电路的电学特性的RLC串联谐振电路演示装置。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种RLC串联谐振电路演示装置，包括：

RLC串联电路，其电源为一信号发生器，所述RLC串联电路中的电阻由一灯泡代替，所述RLC串联电路中的电容和电感参数可调。

优选的是，还包括：

第一电压表，其与所述电感并联，以测量所述电感两端电压；

第二电压表，其与所述电容并联，以测量所述电容两端电压；

第三电压表，其与所述电感和所述电容并联，以测量所述电感和所述电容两端电压。

优选的是，还包括：

第四电压表，其与所述灯泡并联，以测量所述灯泡两端电压；

第五电压表，其与所述信号发生器并联，以测量RLC串联电路的总电压。

优选的是，还包括：

电流表，其串联在所述RLC串联电路中，以测量所述RLC串联电路中的电流。

优选的是，所述灯泡、所述电容和所述电感插接于一面包板上。

优选的是，所述电容为可调电容器，所述电感为可调电感器。

优选的是，所述面包板包括：

面板，其表面设置有多个用于插接电气元件的插孔，所述插孔从上至下贯穿所述面板，所述插孔的水平截面轮廓为方形，在所述插孔的一对相对的内壁上均设置有弹性凸出部，所述弹性凸出部在经过所述插孔中心线的竖直截面的轮廓为一圆弧，所述弹性凸出部的下端高于所述插孔的下端，且一对相对内壁上的弹性凸出部与各自所在插孔内壁的距离最大处相互接触，所述弹性凸出部和所述插孔内壁位于所述弹性凸出部下方的部分的表面均设置有导电涂层；

底板，其可拆卸连接与所述面板的下表面，所述底板的上表面设置有与多个插孔位置相对应的多个凸起，所述凸起的高度略小于所述弹性凸出部下端至所述插孔下端的距离，所述凸起的水平截面轮廓为方形且略小于所述插孔的水平截面轮廓，所述凸起的顶面以及侧壁上均设置有导电涂层。

优选的是，所述底板与所述面板的可拆卸连接的具体方式为：所述面板的下表面的四角各设有一螺纹孔，所述底板的四角与所述面板上的四个螺纹孔相对应处各设有一通孔，所述底板通过穿过所述通孔螺接于所述螺纹孔内的螺钉与所述面板可拆卸连接。

优选的是，所述弹性凸出部的材质为柔性硅胶。

本实用新型至少包括以下有益效果：采用信号发生器代替一般的交流电源，可不断地连续调节电源信号的频率，根据灯泡亮度的变化及电容和电感两端电压的关系(UL＝UC)，在动态中找到RLC串联电路的谐振频率f，然后与理论计算值进行比较，加深对于谐振频率f的理解和记忆，采用灯泡代替一般的电阻元件，可通过灯泡亮度的变化，直观的体现电容、电感大小的改变对RLC串联谐振电路耗能元件(电阻)的电压、功率的影响。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型其中一实施例的电路连接图；

图2为本实用新型其中一实施例所述面包板的侧面结构示意图；

图3为本实用新型其中一实施例所述面包板的底面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提供一种RLC串联谐振电路演示装置，包括：

RLC串联电路，其电源为一信号发生器1，所述RLC串联电路中的电阻由一灯泡2代替，所述RLC串联电路中的电容3和电感4参数可调，其中电容3和电感4的参数调节方式有多种，可以是直接更换电容量和电感量不同的电容和电感，也可以直接使用可调电容和可调电感。

上述实施例在使用过程中，用信号发生器1代替一般的交流电源，可不断地连续调节电源信号的频率，根据灯泡2亮度的变化及电容3和电感4两端电压的关系(UL＝UC)，在动态中找到RLC串联电路的谐振频率f，然后与理论计算值进行比较，加深对于谐振频率f的理解和记忆，采用灯泡2代替一般的电阻元件，可通过灯泡2亮度的变化，直观的体现电容3、电感4大小的改变对RLC串联谐振电路耗能元件(电阻)的电压、功率的影响，便于教师在教学过程中演示，同时还能加深学生对相关电路的理解。

在另一实施例中，还包括：

第一电压表5，其与所述电感4并联，以测量所述电感4两端电压；

第二电压表6，其与所述电容3并联，以测量所述电容3两端电压；

第三电压表7，其与所述电感4和所述电容3并联，以测量所述电感4和所述电容3两端电压。

上述实施例在使用过程中，通过观察和比较电感4两端电压UL、电容3两端电压UC和电感4与电容3串联在一起的两端电压UL+C的数值，易于直观的体验UL+C＝UL-UC的数字关系，从而体现电容3与电感4的相位相反的特性。

在另一实施例中，还包括：

第四电压表8，其与所述灯泡2并联，以测量所述灯泡2两端电压；

第五电压9表，其与所述信号发生器1并联，以测量RLC串联电路的总电压。

上述实施例在使用过程中，通过观察RLC串联电路的总电压U总、电阻两端电压UR和电感4与电容3串联在一起的两端电压UL+C的数值，便于得出的矢量关系，从而有助于理解交流电路的复向量计算法则。

在另一实施例中，还包括：

电流表10，其串联在所述RLC串联电路中，以测量所述RLC串联电路中的电流。

上述实施例在使用过程中，通过观察电流表10的数值，结合电压表的数值，便于计算和理解功率及功率因素等问题

在另一实施例中，所述灯泡2、所述电容3和所述电感4插接于一面包板上，这样灯泡2、电容3、电感4不需要用导线连接，同时若这些电子元件有坏掉的，也比较方便更换。

在另一实施例中，所述电容3为可调电容器，所述电感4为可调电感器，这样可以直接调节电容器的电容量、电感器的电感量，不用拆装更换电容和电感，使用起来方便，同时相比于拆装不同参数的电容和电感，可调电容和可调电感的参数变化连续，灯泡2的亮度变化更加直观。

在另一实施例中，如图2所示，所述面包板包括：

面板11，其表面设置有多个用于插接电气元件的插孔12，所述插孔12从上至下贯穿所述面板11，所述插孔12的水平截面轮廓为方形，在所述插孔12的一对相对的内壁上均设置有弹性凸出部13，所述弹性凸出部13在经过所述插孔12中心线的竖直截面的轮廓为一圆弧，所述弹性凸出部13的下端高于所述插孔12的下端，且一对相对内壁上的弹性凸出部13与各自所在插孔12内壁的距离最大处相互接触，所述弹性凸出部13和所述插孔12内壁位于所述弹性凸出部13下方的部分的表面均设置有导电涂层；

底板14，其可拆卸连接与所述面板11的下表面，所述底板14的上表面设置有与多个插孔12位置相对应的多个凸起15，所述凸起15的高度略小于所述弹性凸出部13下端至所述插孔12下端的距离，所述凸起15的水平截面轮廓为方形且略小于所述插孔12的水平截面轮廓，所述凸起15的顶面以及侧壁上均设置有导电涂层。

上述实施例在使用过程中，将灯泡2、电容3、电感4元件的引脚插入面板11中的插孔12即可，由于现有技术中的面包板只有底板14上设置有导电带，电子元件的引脚插入到插孔12中后，容易与底板14上的导电带发生接触不良的问题，上述实施例通过将涂有导电涂层的凸起15嵌入到下部侧壁也涂有导电涂层的插孔12中，形成良好的电接触，再加上弹性凸出部13表面也设置有导电涂层，只要灯泡2、电容3、电感4元件引脚插入到插孔12中就会被弹性凸出部13夹持，不仅不会松动，而且也不会发生接触不良的情况，同时底板14与面板11可拆卸连接，若有灯泡2、电容3、电感4元件引脚断在插孔12中，还可以将底板14与面板11拆开清理插孔12中的断脚，使用起来非常方便。

在另一实施例中，如图3所示，所述底板14与所述面板11的可拆卸连接的具体方式为：所述面板11的下表面的四角各设有一螺纹孔，所述底板14的四角与所述面板11上的四个螺纹孔相对应处各设有一通孔，所述底板14通过穿过所述通孔螺接于所述螺纹孔内的螺钉16与所述面板11可拆卸连接，这样不仅连接比较牢固，拆卸起来也比较方便。

在另一实施例中，所述弹性凸出部13的材质为柔性硅胶，这样弹性凸出部13的弹性好，不容易抵弯灯泡2、电容3、电感4元件引脚。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。