一种电容充放电演示电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种教学用的电容充放电演不电路，属于电子技术领域。
【背景技术】
[0002]电容充放电电路是一种重要的动态电路，常用于方波振荡电路、波形变换电路和定时电路，是电路分析课程的主要内容之一。因电容的充放电电流比较小，或充放电速度比较快，电容充放电现象不易观察到。为了直观演示电容充放电现象，特别是演示充放电的电流变化规律，我们希望提供一种电容充放电演示电路，用于电路分析课程教学，帮助学生理解电容充放电电路。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种电容充放电演示电路，用于电路分析课程教学，帮助学生理解电容充放电电路。
[0004]本发明所采取的具体技术方案如下:
一种电容充放电演示电路，其特征是:该电路包括RC充放电电路和压控电流源电路，其中所述Re充放电电路设有一个二选一开关SW1，开关SWl的两个选择端分别接+2.5V电源端和地端，开关SWl的公共端依次串接电容Cl和电阻Rl后接入地端，电容Cl和电阻Rl之间的连接线上还连接有一条电压输出线；所述压控电流源电路采用双运放芯片TL082提供运放U1，运放Ul的3脚与所述RC充放电电路的电压输出线相连接，8脚接+9V电源端，4脚接-9V电源端，NPN三级管Ql基极和发射极分别与PNP三级管Q2的基极和发射极相并联，并联的基极连接运放Ul的I脚，并联的发射极分两路，一路串接电阻R2后接入地端，另一路与运放Ul的2脚相连接，三级管Ql的集电极连接发光二极管Dl的负极，发光二极管Dl的正极连接+9V电源端，三级管Q2的集电极连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极连接-9V电源端。
[0005]本发明通过设计一个高输入阻抗的压控电流源，把RC充放电电路的电阻压降转变为电流输出，然后利用输出电流驱动LED灯，从而实现RC充放电电流到LED灯亮度的转变，因此可以由LED灯亮度变化演示RC充放电电流的变化。用本电路来进行教学演示，可以使学生能更直观地观测到电容充放电的电流变化规律，从而帮助学生理解电容充放电电路。
【附图说明】
[0006]图1是本发明的电路图。
【具体实施方式】
[0007]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0008]如图1所示，本电容充放电演示电路包括RC充放电电路和压控电流源电路，其中所述RC充放电电路设有一个二选一开关SW1，开关SWl的两个选择端分别接+2.5V电源端和地端，开关SWl的公共端依次串接电容Cl和电阻Rl后接入地端，电容Cl和电阻Rl之间的连接线上还连接有一条电压输出线；所述压控电流源电路采用双运放芯片TL082提供运放U1，运放Ul的3脚与所述RC充放电电路的电压输出线相连接，8脚接+9V电源端，4脚接-9V电源端，NPN三级管Ql基极和发射极分别与PNP三级管Q2的基极和发射极相并联，并联的基极连接运放Ul的I脚，并联的发射极分两路，一路串接电阻R2后接入地端，另一路与运放Ul的2脚相连接，三级管Ql的集电极连接发光二极管Dl的负极，发光二极管Dl的正极连接+9V电源端，三级管Q2的集电极连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极连接-9V电源端。
[0009]本电路的发光二极管Dl用于演示电容Cl充电电流，发光二极管D2用于演示电容Cl放电电流，二选一开关SWl用于控制电容Cl的充电和放电。
[0010]当开关SWl接+2.5V电源端时，+2.5V电源对电容Cl充电，充电电流由强变弱，电阻Rl的压降正比于充电电流的变化，也由高变低，由最大值2.5V变为0V，变化时间正比于充电时间常数R1C1。在充电过程，运放Ul的3脚正相输入端电压为电阻Rl的压降，为正电压，运放U1、三极管Q1、电阻R2、发光二极管Dl组成压控电流源，流经发光二极管Dl的电流正比于运放Ul的3脚正相输入端电压，因此也正比于电阻Rl的压降，正比于电容Cl充电电流。由此我们可以观察到发光二极管Dl由亮变暗直至熄灭的过程。
[0011]当开关SWl接地端时，电容Cl经电阻Rl放电，放电电流由强变弱，电阻Rl的压降正比于放电电流的变化，也由高变低，由最大值2.5V变为0V，变化时间正比于充电时间常数RlCl ο在放电过程，运放Ul的3脚正相输入端电压为电阻Rl的压降，为负电压，运放Ul、三极管Q2、电阻R2、发光二极管D2组成压控电流源，流经发光二极管D2的电流正比于运放Ul的3脚正相输入端电压，因此也正比于电阻Rl的压降，正比于电容Cl放电电流。由此我们可以观察到发光二极管D2由亮变暗直至熄灭的过程。
【主权项】
1.一种电容充放电演示电路，其特征是:该电路包括Re充放电电路和压控电流源电路，其中所述RC充放电电路设有一个二选一开关SWl，开关SWl的两个选择端分别接+2.5V电源端和地端，开关SWl的公共端依次串接电容Cl和电阻Rl后接入地端，电容Cl和电阻Rl之间的连接线上还连接有一条电压输出线；所述压控电流源电路采用双运放芯片TL082提供运放Ul，运放Ul的3脚与所述RC充放电电路的电压输出线相连接，8脚接+9V电源端，4脚接-9V电源端，NPN三级管Ql基极和发射极分别与PNP三级管Q2的基极和发射极相并联，并联的基极连接运放Ul的I脚，并联的发射极分两路，一路串接电阻R2后接入地端，另一路与运放Ul的2脚相连接，三级管Ql的集电极连接发光二极管Dl的负极，发光二极管Dl的正极连接+9V电源端，三级管Q2的集电极连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极连接-9V电源端。
【专利摘要】本发明提供了一种电容充放电演示电路，该电路通过设计一个高输入阻抗的压控电流源，把RC充放电电路的电阻压降转变为电流输出，然后利用输出电流驱动LED灯，从而实现RC充放电电流到LED灯亮度的转变，因此可以由LED灯亮度变化演示RC充放电电流的变化。用本电路来进行教学演示，可以使学生能更直观地观测到电容充放电的电流变化规律，从而帮助学生理解电容充放电电路。
【IPC分类】G09B23/18
【公开号】CN105139734
【申请号】CN201510631121
【发明人】朱海燕, 罗云芳, 黄鸿锋, 韦忠善
【申请人】广西职业技术学院
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月29日