電流周圍存在著磁場，電流方向與其周圍磁場的磁力線方向用右手定則來確定。在物理教學(xué) 中，要想準(zhǔn)確、形象、生動地演示出磁力線的方向及電流與磁力線方向的關(guān)系比較困難。本例介紹的電流、磁力線方向演示器則能形象、直觀地演示出電流的方向、電流方向與磁力線方向的關(guān)系，還能激發(fā)學(xué)生的興趣，加強理解記憶的能力，很快掌握右手定則及相關(guān)的知識。
電路工作原理
該電流、磁力線方向演示器電路由電源電路、方波脈沖發(fā)生器、脈沖計數(shù)器、譯碼器私led顯示電路組成，如圖2-16所示。

圖2-17發(fā)光二極管安裝排列示意圖

電源電路由電源開關(guān)sl、電源變壓器t、整流二極管vdl-vd4、濾波電容器cl、c2和三端穩(wěn)壓集成電路lcl組成。方波脈沖發(fā)生器由時基集成電路ic2、電阻器rl、r2、電容器c3、c4和二極管vd5組成。脈沖計數(shù)器由可預(yù)置時鐘加/減計數(shù)器集成電路ic3和電阻器r3、電容器c5、加/減控制開關(guān)s2組成。譯碼器由譯碼器集成電路ic4和1c5組成。led顯示電路由發(fā)光二極管vll-vl32和電阻器r4、r5組成。接通電源開關(guān)sl，交流220v電壓經(jīng)t降壓、vdl-vd4整流、cl濾波及icl穩(wěn)壓后，為ic2-ic5提供5v直流電壓。方波脈沖發(fā)生器通電振蕩工作后，從ic2的3腳輸出頻率為5hz的方波脈沖信號。作為ic3的計數(shù)脈沖。脈沖不計數(shù)器在計數(shù)脈沖的作用下，從ic3的qo-q3端輸出8421編碼信號。此信號經(jīng)ic4和1c5譯成相應(yīng)的十進制數(shù)，其so-s15輸出的依次輸出高電平，使各輸出端外接的發(fā)光二極管輪流發(fā)光，形象地模擬出電流的方向或磁力線的方向。s2是加/減法計數(shù)控制開關(guān)。將s2置于“u”位置時，lc4和1c5作加法計 數(shù)，發(fā)光二極管的發(fā)光順序為vll(vll7)→vl2 (vll8)→vl3(vl19)…→vll5(vl31)→vll6(vl32)，呈現(xiàn)出一種逆時針 “流動”方問。將s2置于“d”位置時，ic4和1c5作減法計數(shù)，發(fā)光二極管的發(fā)光順序為vll6(vl32)→vll5(vl31)→vll4(vl30)…→vl2
(vll8)→vll(vll7)，模擬出順時針 “流動”方向。制作安裝時，將vll7-vl32均勻地安裝在一個圓周上，將vll-vll6均勻地安裝在一個與圓周中心垂直的圓柱體上，如圖2-17所示。使用時，若用vll-vll6模擬電流的方向，用vll7-vl32模擬磁力線的方向，則可演示直線電流及其磁力線的方向關(guān)系;若用vll7-vl32模擬電流方向時，則可演示環(huán)形電流(螺線管)與其磁力線方向的關(guān)系。
元器件選擇
rl-r5選用1/4w碳膜電阻器或金屬膜電阻器。
cl選用耐壓值為25v的鋁電解電容器;c2選用耐壓值為16v的鋁電解電容器;c3-c5均選用獨石電容器或滌綸電容器。
vd4均選用1n4001或1n4007型硅整流二極管;vds選用ln4148型硅開關(guān)二極管。
vll-vl32均選用φ5mm的高亮度發(fā)光二極管，vll-vll6選紅色，vll7-vl32選綠色。
icl選用lm7805型三端穩(wěn)壓集成電路;lc2選用ne555型時基集成電路;ic3選用
cd4516型可預(yù)置時鐘加/減計數(shù)器集成電路;ic4和1c5均選用cd4514型4-16線譯碼器集成電路。
s1選用單極船形電源開關(guān);s2選用單極雙位撥動式開關(guān)。