本例介紹的變頻電源演示器，采用汽車用舊發(fā)電機改制而成，其頻率變化范圍為0-85hz，電壓輸出幅度為3-200v(峰值)。將其用于物理實驗教學(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

變頻電源采用汽車用舊發(fā)電機改制:拆去發(fā)電機定子線圈的轉(zhuǎn)子線圈，將轉(zhuǎn)子無換向片的一端裝上兩副集電環(huán)，集電環(huán)上的兩個電刷用導(dǎo)線連出后作為電源輸出端 (c、d端)接演示電路;原換向片上的兩個電刷用導(dǎo)線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對發(fā)電機外殼不絕緣，必須拆下重新組裝，使其與外殼絕緣)。演示時，用手搖輪作動力，通過皮帶拖動變頻電源 (發(fā)電機)轉(zhuǎn)動。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)電機的轉(zhuǎn)速的變化而變化。演示電感器自感現(xiàn)象時，a、b兩端接7.5v直流電壓。搖動手搖輪、拖動變頻電源轉(zhuǎn)動(由慢到快)時，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)動時，指示燈hll(見圖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，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，hll不發(fā)光，僅hl2發(fā)光。由此說明，直流電可以通過電感器l，而交流電難以通過電感器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)生一個與電源
電動勢方向相反的感應(yīng)電動勢 (自感電動勢)，該感應(yīng)電動勢和原電動勢共同作用于hl2上，而使其發(fā)光;斷開電源的瞬間，l中產(chǎn)生一個與電源電動勢方向相反的感應(yīng)電動勢，使hl2發(fā)光。演示還表明，自感電動勢遠(yuǎn)大于電源電動勢。演示電容器與電感器串聯(lián)諧振現(xiàn)象時，可以觀察到指示燈hl(見圖b)在電源頻率低時和高頻率時均不發(fā)光，而在頻率接近25hz時才發(fā)光。這說明hl發(fā)光時，電源頻率達(dá)到了電感器認(rèn) 電容器c的諧振頻率。因為諧振時l、c的總阻抗最小，電路中電流最大，故hl最亮。演示電容器與電感器并聯(lián)諧振時，可以觀察到在電源頻率較低時，指示燈hll和hl3(見圖c)同時發(fā)光;電源頻率較高 (5ohz)時，hll和hl2同時發(fā)光;電源頻率為25hz時，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以上的無極性電容器。
hl和hll-hl3均選用6.3v、o.la的指示燈 (圖a中的hl2選用氖指示燈)。
gb使用5節(jié)1號電池。