電流流動方向演示器 (四)

本例介紹的電流流動方向演示器，利用發(fā)光二極管將直流電流的流動方向形象地展現(xiàn)出來，使教學(xué)直觀生動，學(xué)生易于理解。
電路工作原理
該電流流動方向演示器電路由時鐘脈沖發(fā)生器A、時鐘脈沖發(fā)生器B、LED驅(qū)動電路和無極性直流電流接口電路組成，如圖2-4所示。

圖2-4電流流動方向演示器電路(四)

時鐘脈沖發(fā)生器A由時基集成電路ICl和電阻器Rl、R2、電位器RPl、電容器Cl、C2組成。時鐘脈沖發(fā)生器B由時基集成電路IC2和電阻器R4、R5、電位器RP2、電容器C4、C5組成，該電路與時鐘脈沖發(fā)生器A的電路結(jié)構(gòu)及元器件參數(shù)相同。LED驅(qū)動電路由十進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器集成電路IC3、1C4、電阻器R3、R6-R26、電容器C3、C6和變色發(fā)光二極管VLl-VLlO組成。R3、C3和R6、C6分別是lC3和1C4的復(fù)位元件。無極性直流電源接口電路由隔離二極管VDl-VD4組成。
將直流電流流動方向演示器電路的人端與電源正極相接、將B端與電源負(fù)極相接時，二極管VDl和VD3導(dǎo)通，VD4和VD2截止，IC1和IC3通電工作。時鐘脈沖發(fā)生器A振蕩工作后，從IC1的3腳輸出低頻振蕩信號，作為IC3的計(jì)數(shù)脈沖。IC3通電復(fù)位后，開始計(jì)數(shù)，其YO-Y9輸出端依次循環(huán)輸出高電平，使VLl-VLlO中通過R7-R16與1C3的YO-Y9輸出端相接的發(fā)光二極管依次輪流發(fā)光 (循環(huán)不停)，演示出電流”流動”的方向。若將A端與電源負(fù)極相接、將B端與電源正極相接時，則VD2和VD4導(dǎo)通，VDl和VD3截止，IC2和IC4通電工作。IC2為IC4提供計(jì)數(shù)脈沖，IC4的YO-Y9輸出端依次循環(huán)輸出高電平，使VLl-VLlO中通過R17-R26與IC4的YO-Y9輸出端相接的發(fā)光二極管依次發(fā)光，發(fā)光顏色改變 (由紅色變?yōu)榫G色或由綠色變?yōu)榧t色)，同時電流 “流動”的方向與前一次相反。因此無論電源的正、負(fù)極與電壓輸入端A、B怎樣接，變色發(fā)光二極管VLl-VLlO發(fā)光流動的方向總與直流電流實(shí)際流動的方向一致。調(diào)整RPl和RP2的阻值，可分別改變時鐘發(fā)生器A和時鐘發(fā)生器B的振蕩頻率，從而改變《電流流動的速度"(發(fā)光二極管發(fā)光變換的速度)。

元器件選擇
Rl-R26選用1/4W碳膜電阻器或金屬膜電阻器。
RPI和RP2均選用小型同軸雙連電位器。C1和C4均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器 C1、C3和C5、C6選用獨(dú)石電容器或滌綸電容器。
VD1-VD4均選用1N4148型硅開關(guān)二極管。
VLl-VLlO均選用2EF302型三端變色發(fā)光二極管。
lCl和IC2均選用NE555型時基集成電路;IC3和1C4均選用CD4017型十進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器集成電路。