CN208061518U - 电容器实施延时应用演示器 - Google Patents

Abstract

一种电容器实施延时应用演示器，包括开关、电容器、电阻器、放大器、时基电路、小灯泡、继电器、计时器和工作电源，所述开关包括开关1至开关6，电容器包括电容器1至电容器4，电阻器包括电阻器1至电阻器4，放大器包括放大器1至放大器3，继电器包括继电器1至继电器4，所述开关4和时基电路间连接电阻器1，开关1、开关2、开关3和时基电路间对应连接电容器1、电容器2、电容器3，时基电路还分别和电阻器2、放大器1、小灯泡，和电阻器3、继电器3、放大器3、继电器4、计时器依次连接，本实用新型实施三种不同容量电容组成的定量延时演示器，其结果简单，操作方便，演示直观，工作性能稳定，有一定的推广和使用价值。

Description

电容器实施延时应用演示器

技术领域

本实用新型涉及一种电子领域的自动控制延时电路，特别涉及一种电容器实施延时应用演示器。

背景技术

延时器的延时功能是电子电路设计中常用的，它能起到设计电路的稳定性和可靠性，目前在普通中学通用技术课教学和电子科技实践活动中，缺少这方面的仪器，因而发明一种电容器实施延时应用演示器。

发明内容

本实用新型一种电容器实施延时应用演示器，包括一盒体,还包括开关、电容器、电阻器、放大器、时基电路、小灯泡、继电器、计时器和工作电源，其特征在于所述开关包括开关1、开关2、开关3、开关4、开关5、开关6，电容器包括电容器1、电容器2、电容器3、电容器4，电阻器包括电阻器1、电阻器2、电阻器3、电阻器4，放大器包括放大器1、放大器2、放大器3，继电器包括继电器1、继电器2、继电器3、继电器4，所述开关4和时基电路间连接电阻器1，开关1、开关2、开关3和时基电路间对应连接电容器1、电容器2、电容器3，时基电路还分别和电阻器2、放大器1、小灯泡，和电阻器3、继电器3、放大器3、继电器4、计时器依次连接，开关5依次连接继电器1、电容器4、电阻器4、放大器2、继电器2、计时器，开关5还连接时基电路，继电器2还连接继电器3，开关6连接计时器，形成三种不同容量电容组成的定量延时演示器，其结构简单，操作方便，演示直观，教学中深受老师和学生的欢迎。

优选地，一种电容器实施延时应用演示器所述工作电源，包括降压器、整流器、滤波器、稳压器1、稳压器2、指示器，其特征在于降压器依次连接整流器、滤波器、稳压器1、稳压器2、指示器，稳压器1还连接继电器4，稳压器2还连接时基电路。

优选地，一种电容器实施延时应用演示器所述开关1、开关2、开关3、开关4分别为船型开关，开关5为无自锁按键开关,开关6为轻触键开关，继电器1、继电器2、继电器3、继电器4分别为HK19F-DC9V-SHG8脚。

优选地，一种电容器实施延时应用演示器所述电容器1为1μF/50V，电容器2为10μF/50V，电容器3、电容器4分别为100μF/50V，电阻器1为820 KΩ，电阻器2为550Ω，电阻器3为1.2 KΩ，电阻器4为9.1 KΩ。

较优选地，一种电容器实施延时应用演示器所述放大器1为2SA683，放大器2、放大器3分别为2SC9013，时基电路为NE555集成块，计时器为PC261运动秒表，小灯泡为6V3W白炽。

更优选地，一种电容器实施延时应用演示器所述降压器为5W输出12V小型电源变压器，整流器为1N4001二极管，滤波器为2200μF/25V电解电容器，稳压器1为7809三端稳压器，稳压器2为7806三端稳压器，指示器为红色LED发光二极管。

本实用新型选用常用开关、继电器和运动计时秒表及时基电路组成自动计时工作电路，利用电容器的充放电特性和电阻器的分压分流作用，定量演示电容器的容量倍数增加，延时时间也倍数增加的科学原理，演示直观，操作简单，在教学中使用深受老师和学生的欢迎，是一种优秀的教学使用仪器。

附图说明

图1为本实用新型一种电容器实施延时应用演示器电子元器件工作结构示意图；

图2为本实用新型一种电容器实施延时应用演示器计时器连接示意图。

具体实施方式

一种电容器实施延时应用演示器，包括开关、电容器、电阻器、放大器、时基电路、小灯泡、继电器、计时器和工作电源，其特征在于所述开关包括开关1、开关2、开关3、开关4、开关5、开关6，电容器包括电容器1、电容器2、电容器3、电容器4，电阻器包括电阻器1、电阻器2、电阻器3、电阻器4，放大器包括放大器1、放大器2、放大器3，继电器包括继电器1、继电器2、继电器3、继电器4，所述开关4和时基电路间连接电阻器1，开关1、开关2、开关3和时基电路间对应连接电容器1、电容器2、电容器3，时基电路还分别和电阻器2、放大器1、小灯泡，和电阻器3、继电器3、放大器3、继电器4、计时器依次连接，开关5依次连接继电器1、电容器4、电阻器4、放大器2、继电器2、计时器，开关5还连接时基电路，继电器2还连接继电器3，开关6连接计时器，所述工作电源，包括降压器、整流器、滤波器、稳压器1、稳压器2、指示器，其特征在于降压器依次连接整流器、滤波器、稳压器1、稳压器2、指示器，稳压器1还连接继电器4，稳压器2还连接时基电路，形成三种不同容量电容组成的定量延时演示器，其结构简单，操作方便，演示直观，教学中深受老师和学生的欢迎。

一种电容器实施延时应用演示器元器件选择，小盒体选用30X26X8cm（长X宽X厚）木质盒体，开关1、开关2、开关3、开关4分别选用船型开关，开关5选用无自锁按键开关（2组6脚）、开关6选用轻触键开关，继电器1、继电器2、继电器3、继电器4分别选用HK19F-DC9V-SHG8脚，电容器1选用1μF/50V，电容器2选用10μF/50V，电容器3、电容器4分别选用100μF/50V，电阻器1选用820 KΩ，电阻器2选用550Ω，电阻器3选用1.2 KΩ，电阻器4选用9.1 KΩ，放大器1选用2SA683，放大器2、放大器3分别选用2SC9013，时基电路选用NE555集成块，计时器选用PC261运动秒表，小灯泡选用6V3W白炽，降压器选用5W输出12V小型电源变压器，整流器选用1N4001二极管，滤波器选用2200μF/25V电解电容器，稳压器1选用7809三端稳压器，稳压器2选用7806三端稳压器，指示器选用红色LED发光二极管。

一种电容器实施延时应用演示器制作过程设计电路图，用笔把电路图画在洞洞线路板上，用30W电烙铁把选择的元件焊接在设计的洞洞线路板电路图上，连接导线采用多股细铜丝，把开关1、开关2、开关3、开关4，把选用无自锁按键开关5焊接在洞洞线路板的左侧，把选用的船型开关1、开关2、开关3、开关4分别和电容器1、电容器2、电容器3、电阻器1对应焊接在洞洞线路板的中间位置，侧重显示这八个元器件，接着在洞洞线路板的右侧焊接NE555集成块、放大器1、小灯泡，小灯泡也比较重要，它的发亮反应电容器的延时过程，洞洞线路板上还焊接电源工作指示器，设置开关6，把洞洞线路板固定于盒体的面板上，继电器1、继电器2、继电器3、继电器4和工作电源的整流器、滤波器、稳压器、焊接在另一块洞洞线路板上，固定于盒体内地板上，稳压器1为继电器供电，稳压器2为时基电路供电，降压器单独固定于盒体的地板上，计数器固定于盒体的面板上，计时器使用一节7号干电池，安装于计时器内。

一种电容器实施延时应用演示器元器件工作原理和工作过程中技术参数，见图1所示,开关4和电阻器1、开关1和电容器1、开关2和电容器2、开关3和电容器3分别串联后并联接入时基电路NE555的2、6脚，并与连接的开关5（开关5选用的无自锁按键开关2组6脚的一组常开端一端接稳压器1，另一端连接NE555的2、6脚），共同组成控制时基电路NE555的2、6脚工作电压，当NE555的4、8接通稳压器1电压时（当电源线插入220V交流电时，NE555的4、8就接通稳压器1），按下开关5，此时，开关1、开关2、开关3、开关4都处于断开位置时，NE555的2、6脚得到6V电压，高于2/3（NE555）（用小括号是区别数字和字母，下同）工作电压，其3脚输出低电平，通过电阻器2连接的放大器1基极，放大器1选用2SA683,是PNP三极管，集电极输出电流1A，放大器1基极得到低电平，饱和导通，集电极连接的小灯泡通过500mA电流，小灯泡发光，松开开关5（NE555）的2、6脚得到0电压低电平，低于1/3（NE555）工作电压，其3脚输出高电平，通过电阻器2连接的放大器1基极，放大器1选用2SA683,是PNP三极管，放大器1基极得到高电平，处于截止状态，集电极和发射极开关断开，小灯泡熄灭，电容器未接入，形成按下开关5，小灯泡即亮，松开开关5，小灯泡即灭；当开关4处于闭合位置，情况和开关4断开一样；当开关4和开关1同时处于闭合位置，按下开关5，NE555的2、6脚得到6V电压，高于2/3（NE555）工作电压，其3脚输出低电平，通过电阻器2连接的放大器1基极，放大器1饱和导通，集电极连接的小灯泡发光，松开开关5，由于电容器1还储存一定量电荷，也就是、电容器的正端还有一定的工作电压，NE555的2、6脚一段时间电压高于2/3到 1/3（NE555）工作电压，其3脚继续输出低电平，通过电阻器2连接的放大器1基极，放大器1继续饱和导通，集电极连接的小灯泡继续发光，过一段时间电容器1储存的电荷通过开关4、电阻器1对地放电，电容器1电荷减少，工作电压降低，使NE555的2、6脚电压低于1/3（NE555）工作电压，其3脚输出高电平，放大器1基极得到高电平，处于截止状态，集电极和发射极开关断开，小灯泡熄灭，电容器1放电过程，就是电路延时过程，电容器1放电从高于2/3、1/3（NE555）2、6脚到低于1/3NE555）2、6脚工作电压用的时间，就是电容器1的延时时间，在这个过程中电阻器1起到一定作用，因为，电阻器1阻值大，电容器1放电慢，延时时间长，电阻器1阻值小，电容器1放电块，延时时间短。

当开关2处于闭合状态，开关1、开关3处于断开状态，工作原理同开关1处于关闭状态，这里不用再叙述；由于电容器1选用1μF，电容器2选用10μF，在相同的工作电压下，电容器2的容量比电容器1容量大，因而，电容器2储存的电荷比电容器1储存的电荷多，在相同阻值电阻的情况下，电容器2放电时间比电容器1放电时间长，电容器2的延时时间比电容器的延时时间长；当开关3处于闭合状态，电容器3处于工作状态，电容器3选用100μF，比电容器2、电容器1容量都大，在相同工作电路中，电容器3延时时间更长些。

本实用新型专利电阻器1选用820 KΩ，电容器1选用1μF，电容器2选用10μF，电容器3选用100μF，时基电路工作电压选用6V，延时时间分别非常接近1S、10S、100S时间。

计时器、继电器工作原理：见图1，图2所示，为了下述方便，把继电器1、继电器2、继电器3、继电器4分别用J1、J2、J3、J4代替，继电器的输出触点一组常闭端为ab1,常开端为ac1，二组常闭端为ab2，常开端为ac2，当开关5按下时，开关5的另一组触点常开端闭合，连接的J1线圈通电，J1工作，其输出J1ac1为电容器4充电，上面已叙述过，开关5的一触点常开端闭合为时基电路NE555的2、6脚供电，也为电容器1或电容器2或电容器3充电，当松开开关5时J1线圈断电，其ab1闭合，电容器4储存的电荷产生的工作电压，通过电阻器4连接的放大器2的基极，放大器2选用的2SC9013是NPN三极管，基极得到正向工作电压饱和导通，使连接的J2线圈得到工作电压，J2工作，J2 ac1连接计时器PC261的按键1（计时键）的动片和静片接触，相当人手按下计时键，PC261计时器开始计时，电容器4储存的电荷（电压）0.5S时间后电荷减少，电压降低，放大器2得不到工作电压，处于截止状态，J2不工作，ac1断开，计时器按键1的动片和静片断开，相当于人手松开计时器按键1，计时器还正常计时；当电容器2（用电容器2工作延时说明）储存的电荷减少，使时基电路NE555的2、6脚电压低于1/3（NE555）工作电压时，其3脚输出高电平，放大器1不工作，小灯泡熄灭，放大器3基极通过电阻器3、J3ab1 得到正向工作电压，饱和导通，J4工作，J4 ac1闭合，连接的计时器按键1的动片和静片接触，计时器停止计时（计时器PC261按键1功能，按一下开始计时，再按一下停止计时，计时完毕按一下按键2复位）。

为了让J4只工作0.5S时间，也就是说，它的输出触点连接的计时器的动片和静片只接触0.5S时间，相当人手按一下，电路中设计了J3，当J2工作时J2 ac2闭合，使J3线圈得到工作电压，J3工作，J3ac2和J4 ab2连接组成自锁电路，使J3继续工作，J3 ab1连接放大器3基极和电阻器3，当时基电路输出高电平时，放大器3饱和导通，J4工作，J4 ab2断开，J3解锁停止工作，J3 ab1断开，放大器3处于截止状态，J4停止工作J4 ac1断开，连接计时器的按键1动片和静片离开，相当于人手松开计时器按键1，完成计时器的操作功能，即按一下按键1计时器开始计时，再按一下按键1计时器停止计时。

开关6只是起到对计时器的复位作用，把计时器PC261的复位键引导演示器的面板上，使用方便，开关6的轻触键通过两根导线直接连接计时器按键2的动片和静片，按下开关6计时器的按键2动片和静片接触，松开计时器的动片和静片离开。

电源工作原理，220V的交流电通过选用的5W输出12V的变压器降低为12V交流电，通过选用的四只1N4001二极管组成桥式整流器，形成11.3V含有交流成分直流电，再通过选用2200μF/25V的电解电容滤波器，形成约15V不含交流成分的直流电，经过稳压器1选用7809三端稳压器稳压，形成稳定的9V直流工作电源，为设计电路中的放大器、继电器供电，稳压器2选用7805三端稳压器为时基电路、延时电路、指示器1供电。

使用方法：把电容器实施延时应用演示器放在平稳的桌面上，电源线插入220V50HZ的交流电插座上，面板上的指示灯点亮，按开关6使计时器复位，计数显示为零，把开关4拨到闭合位置，开关2、开关3拨到断开位置，按下洞洞线路板左侧的开关5，小灯泡点亮，松开开关5，计时器开始计时，电容器1储存的电荷放电，电压慢慢降低，电压降低到一定程度，小灯泡熄灭，同时计时器停止计时，计时器显示0.99S，按一下开关6，计时器复位，再按一下开关5，二次演示，松开开关5计时器二次计时，1.03S停止计时，记录好时间，进行第三次计时，按下开关5，松开开关5计时器开始计时，1.01停止计时，这样电容器1容量1μF，设计的电路延时接近1S时间；把开关1拨到断开位置，开关2拨到闭合位置，演示电容器2延时时间，同样先让计时器复位，显示计时时间为零，按下洞洞线路板左侧的开关5，小灯泡点亮，松开开关5，计时器开始计时，电容器2储存的电荷放电，电压慢慢降低，电压降低到一定程度，小灯泡熄灭，同时计时器停止计时，计时器显示9.96S，按一下开关6，计时器复位，二次演示，按一下开关5，松开开关5计时器二次计时，10.03S停止计时，记录好时间，进行第三次计时，按下开关5，松开开关5计时器开始计时，10.01停止计时，这样电容器2容量10μF，设计的电路延时接近10S时间；演示电容器3延时时间方法同上，三次记录的时间分别为99.96S、99.98S、100.02S时间，这样电容器3容量100μF，设计的电路延时接近100S时间，通过数字显示，在设计的同一电路中，电容器的容量大小与延时时间成正比关系。

演示中把开关4拨到断开位置，不论把开关1或是开关2或是开关3拨到闭合状态，当按下开关5小灯泡点亮，松开开关5，小灯泡一直点亮，说明电容器储存的电荷通过外接电阻放电，外接电阻和电容器组成延时电路的特性和科学原理。

本实用新型利用电容器的充放电特性和电阻器的分压分流作用，在同一电路中，电容器的容量大小与延时时间成正比关系的科学原理，演示直观，操作简单，在教学中使用深受老师和学生的欢迎，作品选材容易，成本低，有很好的推广价值。

Claims (6)

1.一种电容器实施延时应用演示器，包括开关、电容器、电阻器、放大器、时基电路、小灯泡、继电器、计时器和工作电源，其特征在于所述开关包括开关1、开关2、开关3、开关4、开关5、开关6，电容器包括电容器1、电容器2、电容器3、电容器4，电阻器包括电阻器1、电阻器2、电阻器3、电阻器4，放大器包括放大器1、放大器2、放大器3，继电器包括继电器1、继电器2、继电器3、继电器4，所述开关4和时基电路间连接电阻器1，开关1、开关2、开关3和时基电路间对应连接电容器1、电容器2、电容器3，时基电路还分别和电阻器2、放大器1、小灯泡，和电阻器3、继电器3、放大器

3、继电器4、计时器依次连接，开关5依次连接继电器1、电容器4、电阻器4、放大器2、继电器2、计时器，开关5还连接时基电路，继电器2还连接继电器3，开关6连接计时器。

2.根据权利要求1所述一种电容器实施延时应用演示器，其特征在于所述工作电源，包括降压器、整流器、滤波器、稳压器1、稳压器2、指示器，所述降压器依次连接整流器、滤波器、稳压器1、稳压器2、指示器，稳压器1还连接继电器4，稳压器2还连接时基电路。

3.根据权利要求1所述一种电容器实施延时应用演示器，其特征在于开关1、开关2、开关3、开关4分别为船型开关，开关5为无自锁按键开关,开关6为轻触键开关，继电器1、继电器2、继电器3、继电器4分别为HK19F-DC9V-SHG8脚。

4.根据权利要求1所述一种电容器实施延时应用演示器，其特征在于电容器1为1μF/50V，电容器2为10μF/50V，电容器3、电容器4分别为100μF/50V，电阻器1为820 KΩ，电阻器2为550Ω，电阻器3为1.2 KΩ，电阻器4为9.1 KΩ。

5.根据权利要求1所述一种电容器实施延时应用演示器，其特征在于放大器1为2SA683，放大器2、放大器3分别为2SC9013，时基电路为NE555集成块，计时器为PC261运动秒表，小灯泡为6V3W白炽。

6.根据权利要求1或权利要求2所述一种电容器实施延时应用演示器，其特征在于降压器为5W输出12V小型电源变压器，整流器为1N4001二极管，滤波器为2200μF/25V电解电容器，稳压器1为7809三端稳压器，稳压器2为7806三端稳压器，指示器为红色LED发光二极管。