电容器充放电演示仪

童俊波

摘 要： 电容器充、放电过程是理解电容器工作的主要形式。而电容器充、放电过程在极短时间内就会完成，现象稍纵即逝，学生往往感到抽象难懂。通过增加电位器和发光二极管、石英钟等元件，延长电容器的充放电时间，从而增加可见度。

关键词： 电容器 充电 放电 电位器 发光二极管

一、地位和作用

人教版普通高中物理选修3-1《电容器的电容》中电容器充、放电实验是一个很重要的演示实验。电容器充电、放电的过程是电容器工作的主要形式，学生不容易理解，所以课堂中很有必要对电容器的充电、放电过程进行放慢和放大，从而使学生加深对电容器工作原理的认识和理解。为此，特制作了本套电容器充、放电演示仪。

二、实验原型及不足之处

教材采用灵敏电流计显示电容器充、放电现象实验，如下图，由于灵敏电流计量程较小，承受不了大电流，充放电刚开始时极易烧坏线圈或打弯表针，且由于充放电流时间太短，现象稍纵即逝，可见度不大。

三、实验创新之处

方案一：改装灵敏电流计，扩大其量程。用两个并联的发光二极管与电流计及电位器串接，通过发光二极管的亮暗和电流计指针偏角显示充放电流的大小；同时可利用发光二极管的单向导通性显示充、放电流的方向[1]。

方案二：由于石英钟的耗电量小，且频率及其稳定，可利用电容器充放电时产生短暂电流驱动石英钟，能让石英钟走动较长一段时间，从而放慢、放大电容器充放电的现象，同时石英钟有计时功能，可以用石英钟走动时间的长短说明电容器容纳电荷本领的大小[2]。……