电流流动方向演示器 (四)

本例介绍的电流流动方向演示器，利用发光二极管将直流电流的流动方向形象地展现出来，使教学直观生动，学生易于理解。
电路工作原理
该电流流动方向演示器电路由时钟脉冲发生器A、时钟脉冲发生器B、LED驱动电路和无极性直流电流接口电路组成，如图2-4所示。

图 2-4 电流流动方向演示器电路 ( 四 ) < xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

时钟脉冲发生器A由时基集成电路ICl和电阻器Rl、R2、电位器RPl、电容器Cl、C2组成。时钟脉冲发生器B由时基集成电路IC2和电阻器R4、R5、电位器RP2、电容器C4、C5组成，该电路与时钟脉冲发生器A的电路结构及元器件参数相同。LED驱动电路由十进制计数/脉冲分配器集成电路IC3、1C4、电阻器R3、R6-R26、电容器C3、C6和变色发光二极管VLl-VLlO组成。R3、C3和R6、C6分别是lC3和1C4的复位元件。无极性直流电源接口电路由隔离二极管VDl-VD4组成。
将直流电流流动方向演示器电路的人端与电源正极相接、将B端与电源负极相接时，二极管VDl和VD3导通，VD4和VD2截止，IC1和IC3通电工作。时钟脉冲发生器A振荡工作后，从IC1的3脚输出低频振荡信号，作为IC3的计数脉冲。IC3通电复位后，开始计数，其YO-Y9输出端依次循环输出高电平，使VLl-VLlO中通过R7-R16与1C3的YO-Y9输出端相接的发光二极管依次轮流发光 (循环不停)，演示出电流”流动”的方向。若将A端与电源负极相接、将B端与电源正极相接时，则VD2和VD4导通，VDl和VD3截止，IC2和IC4通电工作。IC2为IC4提供计数脉冲，IC4的YO-Y9输出端依次循环输出高电平，使VLl-VLlO中通过R17-R26与IC4的YO-Y9输出端相接的发光二极管依次发光，发光颜色改变 (由红色变为绿色或由绿色变为红色)，同时电流 “流动”的方向与前一次相反。因此无论电源的正、负极与电压输入端A、B怎样接，变色发光二极管VLl-VLlO发光流动的方向总与直流电流实际流动的方向一致。调整RPl和RP2的阻值，可分别改变时钟发生器A和时钟发生器B的振荡频率，从而改变《电流流动的速度"(发光二极管发光变换的速度)。

元器件选择
Rl-R26选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。
RPI和RP2均选用小型同轴双连电位器。C1和C4均选用耐压值为16V的铝电解电容器 C1、C3和C5、C6选用独石电容器或涤纶电容器。
VD1-VD4均选用1N4148型硅开关二极管。
VLl-VLlO均选用2EF302型三端变色发光二极管。
lCl和IC2均选用NE555型时基集成电路;IC3和1C4均选用CD4017型十进制计数/脉冲分配器集成电路。