本發(fā)明涉及一種物理教具,具體涉及一種半導(dǎo)體光電效應(yīng)演示裝置。
背景技術(shù):
目前中學(xué)物理教學(xué)過程中,在講到真空管光電效應(yīng)時,會講到光電流,還會講到光電二極管、光電三極管等概念,但是,目前中學(xué)物理教學(xué)過程中缺少一種半導(dǎo)體光電效應(yīng)演示裝置,用來演示光電耦合原理,顯示光電流數(shù)值,演示光電耦合器前后級光電信號動態(tài)波形。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服目前中學(xué)物理教學(xué)過程中缺少一種用于演示半導(dǎo)體光電效應(yīng)的裝置的不足,本發(fā)明能解決中學(xué)物理教學(xué)過程中存在的問題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種半導(dǎo)體光電效應(yīng)演示裝置,包括底板、音頻信號源、光電耦合器、功放、喇叭、電流傳感器A、電壓傳感器B、數(shù)據(jù)采集器、顯示器、電源A、電源B;所述底板安裝了一塊光電耦合器,它的輸入端連接音頻信號源,它的輸出端連接功放,通過喇叭發(fā)出與音頻信號源相同的聲音信號;所述光電耦器合的前級光電二級管通過電源A供電,所述電源A為直流電源,供電電壓不高于5V;所述光電耦合器的后級光電三極管通過電源B供電,所述電源B為直流電源,供電電壓范圍在9V—15V之間;所述音頻信號源為收音機(jī)、mp3、mp4等音頻設(shè)備;所述光電耦合器的前后級采用獨(dú)立電源供電,是為了使光電耦合器前后級電路完全隔離,達(dá)到電路抗干擾的目的。
進(jìn)一步地,所述光電耦合器的前級光電二極管的輸入端還串聯(lián)了電容器C1、分壓電阻RP,所述光電耦合器的輸入端輸入的是音頻信號,所述分壓電阻RP能改變輸入至光電二極管PS2701音頻信號的強(qiáng)弱;所述光電耦合器的后級光電三極管的輸出端連接了電阻R3、電容器C2,其輸出的是與輸入端同頻率的音頻信號。
進(jìn)一步地,所述光電耦合器的前級光電二極管的輸入端還串聯(lián)了電流傳感器A,所述電流傳感器A連接數(shù)據(jù)采集器;所述光電耦合器的后級光電三極管的輸出端并聯(lián)了電壓傳感器B,所述電壓傳感器B連接數(shù)據(jù)采集器;所述數(shù)據(jù)采集器連接顯示器,所述顯示器能同時將采集的電流信號、電壓信號的波形同步顯示在顯示屏上;所述數(shù)據(jù)采集器的輸入端口大于或等于2個,其輸出端口僅一個,且為usb端口;所述顯示器為筆記本電腦或ipad。
本發(fā)明的有益效果在于,將電源A連接光電耦合器,電流傳感器A采集的電流信號波形或數(shù)值顯示在顯示屏上;若移走電源A,采集的電流信號的波形或數(shù)值將在顯示屏上消失;將電源B連接光電耦合器,電壓傳感器B采集的電壓信號波形或數(shù)值顯示在顯示屏上,若移走電源B,采集的電壓信號的波形或數(shù)值,將在顯示屏上消失,達(dá)到演示光電耦合器前后級隔離的目的;上述演示過程便于講解光電隔離、電路抗干擾等概念,其演示效果顯著。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖,
圖2為本發(fā)明的電路原理圖,
圖中1-底板,2-音頻信號源,3-光電耦合器,4-功放,5-喇叭,6-電流傳感器A,7-電壓傳感器B,8-數(shù)據(jù)采集器,9-顯示器,10-電源A,11-電源B。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示,一種半導(dǎo)體光電效應(yīng)演示裝置,包括底板1、音頻信號源2、光電耦合器3、功放4、喇叭5、電流傳感器A6、電壓傳感器B7、數(shù)據(jù)采集器8、顯示器9、電源A10、電源B11;所述底板1安裝了一塊光電耦合器3,它的輸入端連接音頻信號源2,它的輸出端連接功放4,通過喇叭5發(fā)出與音頻信號源2相同的聲音信號;所述光電耦合器3的前級光電二級管通過電源A10供電,所述電源A10為直流電源,供電電壓不高于5V;所述光電耦合器3的后級光電三極管通過電源B11供電,所述電源B11為直流電源,供電電壓范圍在9V—15V之間;所述音頻信號源2為收音機(jī)、mp3、mp4等音頻設(shè)備。
所述光電耦合器3的前級光電二極管的輸入端還連接了電容器C1、分壓電阻RP,所述光電耦合器3的輸入端輸入的是音頻信號,所述分壓電阻RP能改變輸入至光電二極管PS2701音頻信號的強(qiáng)弱;所述光電耦合器3的后級光電三極管的輸出端連接了電阻R3、電容器C2,其輸出的是與輸入端同頻率的音頻信號;所述光電耦合器3的前級光電二極管的輸入端還連接了電流傳感器A6,所述電流傳感器A6連接數(shù)據(jù)采集器8;所述光電耦合器3的后級光電三極管的輸出端連接了電壓傳感器B7,所述電壓傳感器B7連接數(shù)據(jù)采集器8;所述數(shù)據(jù)采集器8連接顯示器9,所述顯示器9能同時將采集的電流信號、電壓信號的波形同步顯示在顯示屏上;所述數(shù)據(jù)采集器8的輸入端口大于或等于2個,其輸出端口僅一個,且為usb端口;所述顯示器9為筆記本電腦或ipad。
本發(fā)明的有益效果在于,將電源A10連接光電耦合器3,電流傳感器A6采集的電流信號顯示在顯示屏上,若移走電源A10,采集的電流信號將在顯示屏上消失;將電源B11連接光電耦合器3,電壓傳感器B7采集的電壓信號顯示在顯示屏上,若移走電源B11,采集的電壓信號,將在顯示屏上消失;由于光電耦合器3的前后級隔離,上述演示過程便于講解光電隔離、電路抗干擾等概念,其演示效果顯著。