CN208938460U - 一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，属于高中物理教学教具领域，该装置包含放电演示电路和电容器调整装置；放电演示电路包含平板电容器，检流计，电源和单刀双掷开关，平板电容器的下极板连接至电源的负极，平板电容器的上极板连接至单刀双掷开关的固定端，单刀双掷开关的一个二选一节点连接至电源的正极，另一个二选一节点连接至检流计的一端，检流计的另一端连接至电源的负极；电容器调整装置设置在平板电容器的下极板上，电容器调整装置用于定量调节平板电容器电容的大小。本实用新型能够直观表示出电容的大小与电容本身参数之间的关系，同时在保证物理实验趣味性的同时，激发学生思考的积极性。
Description
技术领域
本实用新型属于高中物理教学教具领域，涉及一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置。
背景技术
电容器的基本作用是充电和放电，直接利用此充电和放电的功能便是电容器的主要用途之一。课堂上讲解电容器工作过程，比较抽象，为了让学生更好的理解电容器充、放电原理，形象的观察电容器充、放电的过程，教师通常用电流表来演示整个充放电的过程。但是仅仅根据电容，想要定量理解电容器所存放电容的大小与电容本身的关系非常不直观。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，能够直观表示出电容的大小与电容本身参数之间的关系，同时在保证物理实验趣味性的同时，激发学生思考的积极性。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，该装置包含放电演示电路和电容器调整装置；
所述放电演示电路包含平板电容器，检流计，电源和单刀双掷开关，所述平板电容器的下极板连接至所述电源的负极，平板电容器的上极板连接至单刀双掷开关的固定端，所述单刀双掷开关的一个二选一节点连接至所述电源的正极，另一个二选一节点连接至检流计的一端，所述检流计的另一端连接至所述电源的负极；
所述电容器调整装置设置在所述平板电容器的下极板上，所述电容器调整装置用于定量调节所述平板电容器电容的大小。
进一步，还包含滑动变阻器，所述滑动变阻器串联设置在所述检流计与电源之间。
进一步，所述电容器调整装置包含，连接臂，Y轴滑轨和X轴滑轨，所述连接臂呈L形，所述Y轴滑轨和X轴滑轨均呈直线型，所述连接臂的一端固定于所述平板电容器的下极板上，另一端通过Y轴卡合钳设置在所述Y轴滑轨上，所述Y轴滑轨通过X轴卡合钳设置在所述X轴滑轨上。
进一步，所述Y轴滑轨和X轴滑轨的基板侧面还设置有刻度尺。
进一步，连接臂与Y轴卡合钳之间以及Y轴滑轨与X轴卡合钳之间均通过铆钉连接。
进一步，所述连接臂采用绝缘材料制成。
进一步，所述平板电容器的上下极板分别设置有一接线端。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型装置通过调节平板正对面积和正对距离，通过放电演示，可以了解电容器电容大小与其平板正对面积的正反比关系，同时本实用新型装置结构简单，在保证物理实验趣味性的同时，激发学生思考的积极性。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为本实用新型电路图；
图2为本实用新型电容器调整装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，为本实用新型电路图，本实用新型装置包含放电演示电路和电容器调整装置。
放电演示电路包含充电回路和放电回路，放电演示电路包含平板电容器，检流计1，电源3和单刀双掷开关4，平板电容器的下极板6连接至电源3的负极，平板电容器的上极板5连接至单刀双掷开关4的固定端，单刀双掷开关的一个二选一节点b连接至电源3的正极，另一个二选一节点a连接至检流计1的一端，检流计1的另一端连接至电源3的负极。
电源3，单刀双掷开关4和平板电容器组成了充电回路，平板电容器，单刀双掷开关4，检流计1组成了放电回路。
同时为了避免电路瞬时电流过大引起过热过载等问题，在放电回路中，本实用新型还设置了滑动变阻器2，滑动变阻器2的一端连接至检流计1，另一端连接至电源3或者平板电容器的下极板6，滑动变阻器2用于调节整个放电回路的峰值电流大小。
电容器调整装置设置在平板电容器的下极板上，电容器调整装置用于定量调节平板电容器电容的大小。
如图2所示，电容器调整装置包含，连接臂8，Y轴滑轨9和X轴滑轨10，连接臂8呈L形，Y轴滑轨9和X轴滑轨10均呈直线型，连接臂8的一端固定于平板电容器的下极板上，另一端通过Y轴卡合钳设置在Y轴滑轨9上，Y轴滑轨9通过X轴卡合钳设置在X轴滑轨10上。
同时本实用新型为了定量研究正对面积和正对距离对电容大小的影响，在Y轴滑轨和X轴滑轨的基板侧面还设置有刻度尺，在调节时根据刻度可直观表示出当前的正对面积和正对距离。
连接臂与Y轴卡合钳之间以及Y轴滑轨与X轴卡合钳之间均通过铆钉连接，起到拆卸方便的作用，在电路的绝缘问题上，整个电容器调整装置至少连接臂应当采用绝缘材料制成，从而保证电容器的充放电。
为了避免接线造成电容不能充电以及方便接线等问题，在平板电容器的上下极板上均固接有接线端7，且下极板接线端的长度应长于L形连接臂，并距离摆放平面有一定的距离。
本实用新型的装置演示过程如下：
1、调节Y轴滑轨在X轴滑轨的位置，使得可调式平行板电容器两平板完全正对，其面积最大。
2、调节连接杆在Y轴滑轨的位置，记下可调式平行板电容器两平板的距离。
3、将单刀双掷开关4与接线柱b导通，则电源3会对电容器进行充电。
4、将滑动变阻器的电阻值调节到中间值。
5、将单刀双掷开关4与接线柱a导通，则可调式平行板电容器会放电，使检流计发生偏转，记下偏转角度。
6、调节连接杆在Y轴滑轨或者X轴滑轨的位置，改变两平板距离或者正对面积，重新进行充放电，记下检流计的偏转角度，并进行对比。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，其特征在于：该装置包含放电演示电路和电容器调整装置；
所述放电演示电路包含平板电容器，检流计，电源和单刀双掷开关，所述平板电容器的下极板连接至所述电源的负极，平板电容器的上极板连接至单刀双掷开关的固定端，所述单刀双掷开关的一个二选一节点连接至所述电源的正极，另一个二选一节点连接至检流计的一端，所述检流计的另一端连接至所述电源的负极；
所述电容器调整装置设置在所述平板电容器的下极板上，所述电容器调整装置用于定量调节所述平板电容器电容的大小。
2.根据权利要求1所述的一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，其特征在于：还包含滑动变阻器，所述滑动变阻器串联设置在所述检流计与电源之间。
3.根据权利要求1所述的一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，其特征在于：所述电容器调整装置包含，连接臂，Y轴滑轨和X轴滑轨，所述连接臂呈L形，所述Y轴滑轨和X轴滑轨均呈直线型，所述连接臂的一端固定于所述平板电容器的下极板上，另一端通过Y轴卡合钳设置在所述Y轴滑轨上，所述Y轴滑轨通过X轴卡合钳设置在所述X轴滑轨上。
4.根据权利要求3所述的一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，其特征在于：所述Y轴滑轨和X轴滑轨的基板侧面还设置有刻度尺。
5.根据权利要求3所述的一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，其特征在于：连接臂与Y轴卡合钳之间以及Y轴滑轨与X轴卡合钳之间均通过铆钉连接。
6.根据权利要求3所述的一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，其特征在于：所述连接臂采用绝缘材料制成。
7.根据权利要求3所述的一种可调式平行板电容器电荷量放电演示装置，其特征在于：所述平板电容器的上下极板分别设置有一接线端。
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