电荷极性演示器 (一)

本例介绍的电荷极性演示器，采用发光二极管来演示电荷的正、负极性，可用于中学物埋教学。
电路工作原理
该电荷极性演示器电路由电极A、晶体管Vl-V4、时基集成电路ICl、IC2、电阻器Rl-R5、电容器Cl-C7、发光二极管VLl-VL9组成，如图2-5所示。

图2-5电荷极性演示器电路(一)

电路中，电极A和Cl、C2、C7、Rl、R2、R5、Vl-V4组成触发放大电路;ICl、IC2和R3、R4、C3-C6组成单稳态延时电路;VLl-VL9组成显示电路 (三端双色发光二极管VLl-VL5横向排列组成“+”字符的“-”笔画，红色发光二极管VL6-VL9纵向排列与VL1-VL5组成“+”字符)。演示时，将橡胶棒与毛皮摩擦一下后再与电极A接触时，Vl和V2导通，V3和V4截
止，C2通过Vl和V2放电后，使ICl的2脚变为低电平，ICl内部的单稳态触发器翻转，3脚输出高电平，使VLl-VL5 中的绿色发光二极管点亮，显示“-”字符，指示橡胶棒与毛皮摩擦后带负电荷。与此同时，+4.5V电压经R3对C3充电，当C3充电至一定值 (约4s)时，IC1的3脚翻转为低电平，VLl-VL5熄灭。将玻璃棒与丝绸摩擦两三下后再与电极A接触时，V3和V4导通，Vl和V2截止，C7经V3和V4放电，使IC2内部的单稳态触发器翻转，3脚输出高电平，使VLl-VL5内部的红色发光二极管和VL6-VL9均点亮，显示 “+”字符，指示玻璃棒与丝绸摩擦后带正电荷。与此同时，+5V电压经R4对C6充电，延时约4s，IC2内部的单稳态触发器翻转，3脚变为低电平，VLl-VL9均熄灭。
元器件选择
Rl-R5选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。
Cl选用高频瓷介电容器;C2、C3和C6、C7均选用耐压值为lOV的铝电解电容器;C4和C5选用独石电容器或涤纶电容器。
VLl-VL5均选用￠5mm的高亮度三端双色发光二极管;VL6-VL9均选用￠5mm的红色高亮度发光二极管。
Vl和V4均选用3DG5型硅NPN晶体管;V2和V3选用S9014或3DG9014型硅NPN晶体管。Vl和V2的电流放大倍数值为60，V3和V4的电流放大倍数应为200。
ICl和lC2均选用NE555型时基集成电路。
电极A可用薄铜片或铝片制作。