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电感电容在交流电路中的作用数字化演示教具


项目成员

常万仁

盘山县高升中学

教师

基本信息
代表队 辽宁 项目编号 PH18104 学科分类 物理教学类 竞赛组别 小学组
关键词 电脑 声卡 电感 电容 交流电路 定量演示教具
项目简介

一、概述 此教具由虚拟《电感电容电阻在交流电路中特性测量仪》,虚拟《数控交流电源》,虚拟《双通示波频谱仪》,感容阻特性示教板组成。 特点:1、采用计算机技术,通过自编电脑软件和自制硬件,实现了虚实结合的演示教具,与使用专用仪器相比,由几万元的造价降低到十几元钱,由复杂的电路连线变成简单的链接,由不适合于教学演示实验变为适合于演示实验。2、利用电脑自身声卡完成了数控音频信号发生器、示波器、频率计、相差计、电压表、电流表六种虚拟仪器。因此能够定量的研究电感、电容、电阻在交流电路中的特性,感、阻在电路中串并联的相差关系、电压关系、滤波特性等。3、此演示教具的硬件取材容易,制作简单,无需调试。 二、设计思路:1、虚拟《电感电容电阻在交流电路中特性测量仪》的制作(1)、采集器的制作,采用电脑自身的声卡作为A/D转换,进行数据转换和采集,省去了数据采集器的硬件制作。16位二进制可以产生0-65535的测量值,足以达到很高的测量精度。(2)、传感器的制作,利用小音频变压器的隔离作用将声卡的公共地分开,利用LM358提高输入阻抗,解决了两个关键问题。2、虚拟《数控交流电源》的制作,通过软件产生频率数控的复合波形数据,通过电脑的声卡D/A转换,产生交流模拟信号,通过音频功率放大电路进行功率放大,提供此实验的交流电源。 3、关于演示板,现有的实验器材将电感、电容、电阻固定在板上,使之使用不灵活,无法改变他们的串并连接方式,如各种滤波电路等,所以,改变成感、容、阻随意连接的方式,通过接线柱链接。 三、创新点:1、应用Labview开发了一套定性的、定量的、形象直观的演示电感电容电阻在交流电路中的作用的数据采集软件。2、应用电子技术研制了与上述软件配套的传感器硬件,巧妙地解决了电脑自带的声卡的公共“地”不能分开的问题。3、开发应用电脑自身声卡做双通采集器。

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