寬示值範圍的十進電容箱的製作方法
2023-09-23 01:50:00 1
專利名稱：寬示值範圍的十進電容箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及輸出可調電容值的儀器。
背景技術：
當前高校電學實驗中，功率因數補償採用十進電容箱最小步進值一般為0.1μF，採用(0～10)×1μF與(0～10)×0.1μF二個步進盤，外加1個開關可再接入10μF或外加二個開關，一個接入10μF，另一個接入20μF電容器。
由於這種電容箱直接與市電連接，開關轉動時會產生電弧，湧流衝擊也很嚴重，尤其中接入6μF以後各個觸點，火光很大，開關觸頭座如用聚酯材料經常發現焦化，使得開關壽命很短，板鍵有時因電弧咬住。專利號ZL200520013668.6提出解決的辦法，它是對0.6μF以上的電容器一端的引線穿過一串鐵氧體磁珠後，連接在相應的觸點上，鐵氧體磁珠不會對低頻電流帶來多少損耗，在大容量電容器切出或接入電路的瞬間，產生很大的阻抗，穿上鐵氧體磁珠後，避免了電弧的產生及抑制了湧流的衝擊，可使開關的觸點避免咬合。
但是，鐵氧體磁珠穿少了效果不明顯，特別是10μF以上容量的電容消弧所用鐵氧體磁珠數量多，自重就大，且沒法固定，穿磁珠要手工操作，費工費時，儀器在運輸過程中，常發生因鐵氧體磁珠自重過大，把穿有磁珠的引線從焊點中拉脫現象。
發明內容
本發明的目的是設計一種寬示值範圍的十進電容箱，電容箱內的電容器在接入或切出電路時，為壓制開關電刷與觸點之間產生電弧及湧流衝擊所用的電感材料電感值大、製作方便、固定容易；其次是使十進電容箱示值範圍廣，以便使一個實驗室可做多個實驗。
本發明的技術方案是這樣的寬示值範圍的十進電容箱有六隻步進盤，各盤步進值從大到小分別是10μF、1μF、0.1μF、10nF、1nF、0.1nF；每隻步進盤的開關都是雙刀十一擲開關，0～10十個步進值所用電容器採取1，2，3，3，7組合雙刀十一擲開關上下兩層的兩個常閉觸點用導線連接，兩層的「0」觸點無連接，1個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關的「1」觸點後又連接雙刀十一擲開關下層的「4」觸點及下層的「8」觸點，2個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關的「2」觸點後又連接雙刀十一擲開關下層的「5」觸點及下層的「9」觸點，第一隻3個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關的「3」觸點後又連接雙刀十一擲開關下層的「6」觸點，第二隻3個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關上層的「4」、「5」、「6」觸點後又連接雙刀十一擲開關下層的「10」觸點，7個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關上層的「7」、「8」、「9」、「10」觸點；六隻步進盤上雙刀十一擲開關的常閉觸點都與十進電容箱的接線柱C1連接，步進值是0.1μF、10nF、1nF、0.1nF的四隻步進盤上五隻電容器另一端與十進電容箱的接線柱C2連接；其特徵在於1μF步進盤上五隻電容器的另一端分別經過繞在同一鐵氧體EE20型骨架上的線圈後，與五刀雙擲開關K1的五個常閉觸點分別連接，即每隻電容器單獨連接開關K1上的一個常閉觸點，五刀雙擲開關K1的上層觸點與十進電容箱的接線柱C2連接，下層觸點經過10KΩ電阻後與雙刀十一擲開關K4對應的觸點連接；10μF步進盤上五隻電容器，20μF、30μF、30μF三隻電容器的另一端分別經過繞在同一隻鐵氧體EE25型骨架上的線圈後，與五刀雙擲開關K2的五個常閉觸點中三個觸點連接，10μF、70μF二隻電容器的另一端分別經過繞在另一隻鐵氧體EE25型骨架上的線圈後，與五刀雙擲開關K2的五個常閉觸點中另兩個觸點連接，即每隻電容器單獨連接開關K2上的一個常閉觸點，五刀雙擲開關K2的上層觸點與十進電容箱的接線柱C2連接，下層觸點經過20KΩ電阻後與雙刀十一擲開關K3對應的觸點連接。
由於十進電容箱大容量時都用於50HZ工頻實驗，所以繞在鐵氧體E型骨架上的線圈不會對低頻電流帶來多少損耗，但在大容量電容器切出或接入電路的瞬間，繞在鐵氧體E型骨架上的線圈會產生很大的阻抗，因此可避免電弧的產生及抑制了湧流的衝擊，使開關長期使用不會觸點咬合。線圈上的導線可用繞線機繞，固定E型鐵氧體磁芯的支架，生產E型鐵氧體磁芯的廠家直接有售，把E型鐵氧體磁芯及線圈固定在儀器上很方便；步進值是0.1μF、10nF、1nF、0.1nF的四隻步進盤可代替RX7/0型電容箱用於諧振等其它實驗。
附圖是本發明原理電路圖。
具體實施例方式
在圖中，K1-1、K1-2、K1-3、K1-4、K1-5是雙刀五擲開關K1的五層，K2-1、K2-2、K2-3、K2-4、K2-5是雙刀五擲開關K2的五層，開關K3是10μF步進值的雙刀十一擲開關，開關K4是1μF步進值的雙刀十一擲開關，開關K5是0.1μF步進值的雙刀十一擲開關，開關K6是10nF步進值的雙刀十一擲開關，開關K7是1nF步進值的雙刀十一擲開關，開關K8是0.1nF步進值的雙刀十擲開關；0～10是步進盤的十一個示值，C1、C2是十進電容箱的兩個接線柱。
六隻步進盤都是通過雙刀十一擲開關對電容器進行1、2、3、3、7組合，如雙刀十一擲開關K7開關擲「1」、「2」、「3」、「7」時由單個電容器本身值決定，擲「4」時3nF電容與1nF電容並聯，擲「5」時3nF與2nF並聯，擲「6」時二隻3nF關聯，擲「8」時7nF與1nF並聯……直至10nF。
雙刀十一擲開關K5、K6、K7、K8上的電容器兩端都可以通過雙刀十一擲開關與十進電容箱的兩個接線柱直接連接，雙刀十一擲開關K3、K4上的電容器一端通過雙刀十一擲開關與十進電容箱的接線柱C1連接，另一端經過繞在鐵氧體EE型骨架上的線圈後通過開關K1或K2與接線柱C2連接。
圖中，電感L1、L2、L3、L4、L5是1μF步進的雙刀十一擲開關K1上的電感線圈，7μF電容器放電時避免電弧需在鐵氧體EE20型骨架的線圈上繞10圈，因此，電感L1、L2、L3、L4、L5是在同一鐵氧體EE20型骨架上繞的五組線圈，為避免搞錯，都用φ0.4線徑繞10圈。電阻R1、R2、R3、R4、R5是1μF步進的雙刀十一擲開關K1上的電阻，當開關K1置下層觸點時，各個電容器通過電阻放電，電阻R1、R2、R3、R4、R5都採用10KΩ2W電阻。電感L6、L7、L8、L9、L10是10μF步進的雙刀十一擲開關K2上的電感線圈，70μF電容器放電時避免電弧需在鐵氧體EE25型骨架的線圈上繞30圈，30μF電容器放電時避免電弧需在鐵氧體EE25型骨架的線圈上繞10圈，電感L7、L8、L9是在同一鐵氧體EE25型骨架上繞的三組線圈，為避免搞錯，都用φ0.8線徑繞10圈，電感L6、L10是在同一鐵氧體EE25型骨架上繞的兩組線圈，電感L6用φ0.68線徑繞8圈，電感L10用φ1.0線徑繞30圈，電阻R6、R7、R8、R9、R10是10μF步進的雙刀十一擲開關K2上的電阻，當開關K2置下層觸點時，各個電容器通過電阻放電，電阻R6、R7、R8、R9、R10可採用20KΩ2W電阻。
權利要求
一種寬示值範圍的十進電容箱，它有六隻步進盤，各盤步進值從大到小分別是10μF、1μF、0.1μF、10nF、1nF、0.1nF；每隻步進盤的開關都是雙刀十一擲開關，0～10十個步進值所用電容器採取1，2，3，3，7組合雙刀十一擲開關上下兩層的兩個常閉觸點用導線連接，兩層的「0」觸點無連接，1個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關的「1」觸點後又連接雙刀十一擲開關下層的「4」觸點及下層的「8」觸點，2個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關的「2」觸點後又連接雙刀十一擲開關下層的「5」觸點及下層的「9」觸點，第一隻3個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關的「3」觸點後又連接雙刀十一擲開關下層的「6」觸點，第二隻3個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關上層的「4」、「5」、「6」觸點後又連接雙刀十一擲開關下層的「10」觸點，7個單位值的電容器一端焊接雙刀十一擲開關上層的「7」、「8」、「9」、「10」觸點；六隻步進盤上雙刀十一擲開關的常閉觸點都與十進電容箱的接線柱C1連接，步進值是0.1μF、10nF、1nF、0.1nF的四隻步進盤上五隻電容器另一端與十進電容箱的接線柱C2連接；其特徵在於1μF步進盤上五隻電容器的另一端分別經過繞在同一鐵氧體EE20型骨架上的線圈後，與五刀雙擲開關K1的五個常閉觸點分別連接，即每隻電容器單獨連接開關K1上的一個常閉觸點，五刀雙擲開關K1的上層觸點與十進電容箱的接線柱C2連接，下層觸點經過10KΩ電阻後與雙刀十一擲開關K4對應的觸點連接；10μF步進盤上五隻電容器，20μF、30μF、30μF三隻電容器的另一端分別經過繞在同一隻鐵氧體EE25型骨架上的線圈後，與五刀雙擲開關K2的五個常閉觸點中三個觸點連接，10μF、70μF二隻電容器的另一端分別經過繞在另一隻鐵氧體EE25型骨架上的線圈後，與五刀雙擲開關K2的五個常閉觸點中另兩個觸點連接，即每隻電容器單獨連接開關K2上的一個常閉觸點，五刀雙擲開關K2的上層觸點與十進電容箱的接線柱C2連接，下層觸點經過20KΩ電阻後與雙刀十一擲開關K3對應的觸點連接。
全文摘要
一種用於高校電學實驗的寬示值範圍的十進電容箱，有×10μF、×1μF、×0.1μF、×10nF、×1nF、×0.1nF六隻步進盤組成，×10μF、×1μF兩隻步進盤在開關切換時，步進盤上的電容器通過繞在鐵氧體E型骨架上的線圈後進行充放電，從而抑制了湧流及電弧的產生，提高了儀器的使用壽命。
文檔編號H02J3/18GK101060035SQ20071006910
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月29日 優先權日2007年5月29日
發明者張春雷, 方李 申請人:張春雷