一種電容容量變化的實(shí)驗(yàn)裝置

曹丕顯

（深圳科學(xué)高中 ，廣東 深圳 518129）

1 技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型涉及電容試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種電容容量變化的實(shí)驗(yàn)裝置。

2 背景技術(shù)。電容是一種儲(chǔ)能原件，是指在給定電位差下的電荷儲(chǔ)藏量，單位為法拉，其被廣泛的應(yīng)用于隔直、耦合、旁路、濾波、調(diào)諧回路、能量轉(zhuǎn)換、控制電路等方面。電容的容量為積聚的電量與電壓之間的比值，與兩側(cè)極板之間介質(zhì)的介電常數(shù)和兩側(cè)極板的面積成正比，與兩側(cè)極板之間的距離成反比。在教學(xué)時(shí)需要通過試驗(yàn)裝置進(jìn)行上述特點(diǎn)的講解，但目前沒有較直觀的試驗(yàn)裝置。

3 實(shí)用新型內(nèi)容。本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供使用方便、便于觀察的一種電容容量變化的實(shí)驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：一種電容容量變化的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括感應(yīng)起電器和金屬極板，所述感應(yīng)起電器的兩個(gè)放電球分別通過導(dǎo)線連接一金屬極板，該兩個(gè)金屬極板平行設(shè)置且分別安裝在兩個(gè)絕緣滑動(dòng)座上，該兩個(gè)絕緣滑動(dòng)座相向滑動(dòng)安裝在一底座的兩側(cè)，在兩個(gè)絕緣滑動(dòng)座之間的底座上安裝一用于插裝介質(zhì)的插座。而且，所述底座上通過支架安裝一與兩個(gè)所述金屬極板相對(duì)位的拾音器，該拾音器的輸出端通過一放大模塊連接音箱。而且，所述絕緣滑動(dòng)座包括滑動(dòng)桿、連接座和導(dǎo)電座，滑動(dòng)桿滑動(dòng)安裝在底座側(cè)邊所制的支板上，滑動(dòng)桿位于底座上方的端部安裝連接座，該連接座內(nèi)嵌裝用于夾持所述金屬極板的導(dǎo)電座。而且，所述連接座和導(dǎo)電座之間嵌裝一絕緣層。所述導(dǎo)電座上制出一導(dǎo)電環(huán)，該導(dǎo)電環(huán)連接所述導(dǎo)線。所述插座內(nèi)嵌裝一絕緣層。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型中，感應(yīng)起電器轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的正負(fù)電荷分別輸送到兩個(gè)金屬極板上，當(dāng)兩個(gè)金屬極板積聚的電荷到達(dá)一定量后，電量電壓大于介質(zhì)的擊穿電壓時(shí)，兩個(gè)金屬極板之間產(chǎn)生發(fā)電，產(chǎn)生噼啪的放電音，該聲音經(jīng)放大后，自音箱輸出，在兩個(gè)金屬極板之間的插座上插裝不同的介質(zhì)以改變介電常數(shù)，調(diào)整滑動(dòng)桿使兩個(gè)金屬極板之間的距離發(fā)生變換，換用不同大小的金屬極板以改變金屬極板的表面積，由此可模擬成不同容量的電容，操作人員數(shù)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的放電次數(shù)，即可以直觀的知道電容容量的變化。

圖1

4 附圖說明。圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

5 具體實(shí)施方式。下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。一種電容容量變化的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1所示，本實(shí)用新型的創(chuàng)新在于：包括感應(yīng)起電器和金屬極板8、10，所述感應(yīng)起電器的兩個(gè)放電球2分別通過導(dǎo)線4連接一金屬極板，該兩個(gè)金屬極板平行設(shè)置且分別安裝在兩個(gè)絕緣滑動(dòng)座上，該兩個(gè)絕緣滑動(dòng)座相向滑動(dòng)安裝在一底座16的兩側(cè)，在兩個(gè)絕緣滑動(dòng)座之間的底座上安裝一用于插裝介質(zhì)下端部18的插座17。本實(shí)施例中，所述底座上通過支架19安裝一與兩個(gè)所述金屬極板相對(duì)位的拾音器11，該拾音器的輸出端通過一放大模塊連接音箱20。所述絕緣滑動(dòng)座包括滑動(dòng)桿7、連接座15和導(dǎo)電座13，滑動(dòng)桿滑動(dòng)安裝在底座側(cè)邊所制的支板6上，滑動(dòng)桿位于底座上方的端部安裝連接座，該連接座內(nèi)嵌裝用于夾持所述金屬極板的導(dǎo)電座。所述連接座和導(dǎo)電座之間嵌裝一絕緣層14。所述導(dǎo)電座上制出一導(dǎo)電環(huán)12，該導(dǎo)電環(huán)連接所述導(dǎo)線。所述插座內(nèi)嵌裝一絕緣層14。

本實(shí)用新型使用時(shí)：（1）在兩個(gè)導(dǎo)電座內(nèi)插裝金屬極板，插座內(nèi)留空。（2）向內(nèi)側(cè)推動(dòng)把手5，使兩個(gè)金屬極板之間距離變小，將導(dǎo)電環(huán)通過導(dǎo)線與放電球連接。（3）啟動(dòng)電機(jī)24，電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過皮帶輪22帶動(dòng)起電盤1轉(zhuǎn)動(dòng)，電刷3摩擦起電，萊頓瓶21內(nèi)積聚的電量通過放電叉23和放電球2將正負(fù)電荷輸送到金屬極板上。（4）當(dāng)金屬極板積聚的電量電壓大于空氣的擊穿電壓時(shí)，金屬極板之間放電，發(fā)出的聲音被拾音器獲得，由放大模塊放大后從音箱輸出。（5）操作人員通過滑動(dòng)桿調(diào)整兩個(gè)金屬極板之間的距離，通過換用不同大小的金屬極板以改變金屬極板的表面積，在插座中安裝不同的介質(zhì)9以改變介電常數(shù)，然后記錄單位時(shí)間內(nèi)的放電音。（6）當(dāng)放電頻率越大，意味著電容容量變??；當(dāng)放電頻率越小，意味著電容容量越大。本實(shí)用新型中，當(dāng)兩個(gè)金屬極板積聚的電荷到達(dá)一定量后，電量電壓大于介質(zhì)的擊穿電壓時(shí)，兩個(gè)金屬極板之間產(chǎn)生發(fā)電，產(chǎn)生噼啪的放電音，在兩個(gè)金屬極板之間的插座上插裝不同的介質(zhì)以改變介電常數(shù)，調(diào)整滑動(dòng)桿使兩個(gè)金屬極板之間的距離發(fā)生變換，換用不同大小的金屬極板以改變金屬極板的表面積，由此可模擬成不同容量的電容，操作人員數(shù)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的放電次數(shù)，即可以直觀的知道電容容量的變化。

[1]孫長(zhǎng)庫，肖旭，王鵬.用電容傳感器進(jìn)行相對(duì)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010（27）：50-53.