變頻電源演示器-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯變頻電源演示器-基礎(chǔ)電子本例介紹的變頻電源演示器，采用汽車(chē)用舊發(fā)電機(jī)改制而成，其頻率變化范圍為0-85Hz，電壓輸出幅度為3-200v(峰值)。將其用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可演示電感器自感現(xiàn)象電容器與電感器串聯(lián)諧振、電容器與感器并聯(lián)諧振等現(xiàn)象。

電路工作原理圖2-26是變頻電源演示器電路

圖2-26變頻電源演示器電路

變頻電源采用汽車(chē)用舊發(fā)電機(jī)改制:拆去發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈，將轉(zhuǎn)子無(wú)換向片的一端裝上兩副集電環(huán)，集電環(huán)上的兩個(gè)電刷用導(dǎo)線(xiàn)連出后作為電源輸出端(C、D端)接演示電路;原換向片上的兩個(gè)電刷用導(dǎo)線(xiàn)連出后作為電源輸入端(A、B端)接直流電源GB(原換向片上的刷架中有一個(gè)對(duì)發(fā)電機(jī)外殼不絕緣，必須拆下重新組裝，使其與外殼絕緣)。演示時(shí)，用手搖輪作動(dòng)力，通過(guò)皮帶拖動(dòng)變頻電源(發(fā)電機(jī))轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)A、B兩端接人直流電源后，在C、D兩端即由有交流電輸出，其輸出幅度視輸大直流電源大小而恒定不變，輸出頻率隨發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化而變化。演示電感器自感現(xiàn)象時(shí)，A、B兩端接7.5V直流電壓。搖動(dòng)手搖輪、拖動(dòng)變頻電源轉(zhuǎn)動(dòng)(由慢到快)時(shí)，C、D兩端即有頻率為0-5OHz、幅度為6V的電壓輸出。演示發(fā)現(xiàn)，在變頻電源的轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，指示燈HLl(見(jiàn)圖a)發(fā)光，而HL2不亮;在變頻電源轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速較慢(交流電頻率很低)時(shí)，HLl和HL2均發(fā)光;在變頻電源轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較快(交流電頻率較高)時(shí)，HLl不發(fā)光，僅HL2發(fā)光。由此說(shuō)明，直流電可以通過(guò)電感器L，而交流電難以通過(guò)電感器L。隨著電源頻率的升高，L的感抗增大。在接通電源瞬間，L中產(chǎn)生一個(gè)與電源電動(dòng)勢(shì)方向相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(自感電動(dòng)勢(shì))，該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和原電動(dòng)勢(shì)共同作用于HL2上，而使其發(fā)光;斷開(kāi)電源的瞬間，L中產(chǎn)生一個(gè)與電源電動(dòng)勢(shì)方向相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使HL2發(fā)光。演示還表明，自感電動(dòng)勢(shì)遠(yuǎn)大于電源電動(dòng)勢(shì)。演示電容器與電感器串聯(lián)諧振現(xiàn)象時(shí)，可以觀(guān)察到指示燈HL(見(jiàn)圖b)在電源頻率低時(shí)和高頻率時(shí)均不發(fā)光，而在頻率接近25Hz時(shí)才發(fā)光。這說(shuō)明HL發(fā)光時(shí)，電源頻率達(dá)到了電感器認(rèn)電容器C的諧振頻率。因?yàn)橹C振時(shí)L、C的總阻抗，電路中電流，故HL亮。演示電容器與電感器并聯(lián)諧振時(shí)，可以觀(guān)察到在電源頻率較低時(shí)，指示燈HLl和HL3(見(jiàn)圖C)同時(shí)發(fā)光;電源頻率較高(5OHz)時(shí)，HLl和HL2同時(shí)發(fā)光;電源頻率為25Hz時(shí)，HL2和HL3發(fā)光，而HLl不亮。這表明25Hz是電容器C、L并聯(lián)諧振的諧振頻率。

元器件選擇L使用40W熒光燈的電感鎮(zhèn)流器。C選用耐壓值為5OV以上的無(wú)極性電容器