自制頻閃儀

頻閃儀(又名頻閃燈)是高中物理教學(xué)實驗的重要器材，市場售價最低都在300元以上。我根據(jù)長期維修各類閃光燈的經(jīng)驗設(shè)計了一款頻閃儀，造價在50元以內(nèi)，經(jīng)較長時間的使用及老化實驗，性能穩(wěn)定，完全可以取代市售的頻閃儀。適合有電子技術(shù)基礎(chǔ)的教師按圖制作。該頻閃儀原理圖如附圖所示。

電路原理
220V市電由C1限流，經(jīng)VD1、VD2交替向C2、C3充電，由于C2,C3是串聯(lián)的，在A、B兩點得到600V左右的電壓，燈管Xe并聯(lián)于A、B兩點，因而燈管兩端電壓也等于600V左右，為閃光作好準(zhǔn)備。R4、R5、C4、T、VS組成閃光觸發(fā)部分，由R4對C4充電，R5的作用是保證C4的電壓不超過T的工作電壓，當(dāng)VS導(dǎo)通時，C4通過脈沖變壓器T的初級線圈放電，在次級線圈上感應(yīng)近萬伏的電壓，電離了燈管中的惰性氣體，使燈管導(dǎo)通，C2、C3通過燈管放電產(chǎn)生一次強烈電弧光。R7、RP、R8、C5、Ne組成頻閃觸發(fā)控制部分，由R7、RP、R8組成分壓電路對C5充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到氖燈起輝電壓時，C5通過氖燈起輝向晶閘管VS觸發(fā)極提供觸發(fā)信號，使晶閘管導(dǎo)通，燈管閃光。氖燈起輝后，C2、C3、C4、C5電壓急驟下 降，再恢復(fù)到初始狀態(tài)，調(diào)整RP的阻值，可改變頻閃頻率。
電路設(shè)計
1．電源設(shè)計
由于頻閃燈管的工作電壓在400～650V之間，市電經(jīng)常規(guī)的整流方法達(dá)不到，為此采用了半波倍壓整流電路，使燈管兩端獲得600V左右的電壓，這里采用電容限流，限流電容選用10uF／400V，根據(jù)公式
I=2π fC1U=2×3.14×50×10的負(fù)5次方×220=0.691A
VD1、VD2通過的電流為0.691A，式中U為交流電壓有效值，f為電源頻率，C1為限流電容。
2．頻閃控制
頻閃頻率是頻閃儀的一個重要指標(biāo)，參照多數(shù)頻閃儀說明書，一般頻閃頻率為每秒1~12次，這里采用C5和氖燈Ne控制頻率，利用R7，RP，R8組成的分壓電路對C5充電，調(diào)整RP可改變對C5的充電時間，也就改變了氖燈起輝的頻率，從而達(dá)到控制頻閃儀閃光頻率的目的。
元件選擇
C1為10μF／400V，C2、C3為|00μF／350V，C4、C5為0.047μF／400V，VD1、VD2分別為1N4007、3CR06A。T閃光燈觸發(fā)線圈可選用天津南高電子有限公司產(chǎn)品。Xe頻閃燈管可選用上海亞明燈泡廠、鎮(zhèn)江電子管廠產(chǎn)品。Ne氖燈可選用鎮(zhèn)江特種燈炮廠、電阻全部為1／8W，R1、R2、R3為1MΩ，R4、R5為3．3MΩ，R7、R8為1．8MΩ，RP為500kΩ，R6為470kΩ。