CN101582211A

CN101582211A - 能量转换演示系统

Info

Publication number: CN101582211A
Application number: CNA2008100618206A
Authority: CN
Inventors: 许家安; 王金华; 朱曦东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2009-11-18

Abstract

本发明公开了一种能量转换演示系统。它包括底座，垂直支架，水平安装板，倾斜轨道，离心轨道，螺旋轨道，圆盘，转盘，钢球A，钢球B，电磁铁，火炬，开关门I，开关门II，开关门III，开关门IV，小风扇，单摆小球，光控发声器，发光二极管，模型小车，直流电源，开关及控制电路。本发明具有设计科学合理，实验现象明显，层次清楚，操作便捷，生动形象，趣味性强，可信度高等特点。

Description

能量转换演示系统

技术领域

本发明涉及一种中小学物理实验仪器，尤其与能量转换演示系统有关。

背景技术

物理课本中讲述了能量的转换知识，举高的物体有势能，运动中的物体具有动能，它们之间可以相互转换，能量可以从一种形式的能转换为另一种形式的能，例如，电能可以转换为热能、光能、机械能等多种形式。但是，教材中列举的“能量转换”事例，如雪崩，森林火灾，水电站等，过于抽象，难以理解。也缺乏相应演示装置来说明能量的转换过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计科学合理，实验现象明显，层次清楚，操作便捷，生动形象，趣味性强，可信度高的能量转换演示系统。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。能量转换演示系统，包括底座，垂直支架，水平安装板，倾斜轨道，离心轨道，螺旋轨道，圆盘，转盘，模型小车，钢球A，钢球B，电磁铁，火炬，开关门I，开关门II，开关门III，开关门IV，小风扇，单摆小球，光控发声器，发光二极管，直流电源及开关，垂直支架设于底座上，水平安装板与垂直支架连接且与底座平行设置，倾斜轨道一端设于垂直支架上端，另一端设于水平安装板上，倾斜轨道、离心轨道与螺旋轨道一一连通，螺旋轨道设于水平安装板与底座之间，螺旋轨道的末端与圆盘连通，转盘设于圆盘中间，转盘内设有电机，转盘上面放置模型小车，电磁铁设于倾斜轨道上端，火炬设于开关门I旁，发光二极管设于水平安装板上，单摆小球设于圆盘前的螺旋轨道上方，光控发声器设于单摆小球旁，开关门I、开关门II、开关门III及开关门IV分设于螺旋轨道上、中、下及圆盘内各个位置上，小风扇、直流电源及开关设于底座上，开关门I、开关门II、开关门III、开关门IV、火炬、发光二极管、小风扇、单摆小球、光控发声器、电机、电源及开关组成控制电路。

所述的能量转换演示系统，其开关门I、开关门II、开关门III及开关门IV均由固定门架，档板，转轴，电源接线柱及闸刀组成，固定门架上设有门孔，转轴设于门孔旁，闸刀中部与转轴活动连接，档板位于门孔中，闸刀一端连着档板，另一端位于电源接线柱之间。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：(一)是将离心轨道和曲线轨道有机的组合起来，使钢球滚动过程中连续演示能量的转换和传递，钢球行程层次清楚，能量的转换器明确，实验生动形象，趣味性强；(二)是设计制作了开关门，巧妙地利用钢球的动能来接通电源，使各种能量转换器工作，实现了电能转换为其他形式的能；(三)是利用电热丝通电来引燃火柴，再点燃酒精灯，实现了电能转换为化学能及其光能；(四)是利用单摆来回摆动来触发光控发声器发出声音，进一步演示电能转换为声能，达到较好的教学效果；(五)是用微缩造型的方法将多个演示实验组合在一起，整体结构合理，设计方法有效，能达到较好的教学效果；(六)是为学习和研究能量的转换和转移关系提供了一种新型实用的教学仪器，也是一种开发少年儿童智力的有益玩具，具有一定的实用价值。

附图说明

图1是本发明能量转换演示系统的总体结构示意图。

图2是本发明能量转换演示系统开关门的结构示意图。

图3是本发明能量转换演示系统的控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细的描述。

如图1所示，能量转换演示系统，包括底座1，垂直支架2，水平安装板3，倾斜轨道4，离心轨道5，螺旋轨道6，圆盘7，转盘8，模型小车9，钢球A10，钢球B11，电磁铁12，火炬13，开关门I 14，开关门II 15，开关门III 16，开关门IV 17，小风扇18，单摆小球19，光控发声器20，发光二极管21，直流电源22及开关23，垂直支架2设于底座1上，水平安装板3与垂直支架2连接且与底座1平行设置，倾斜轨道4一端设于垂直支架2上端，另一端设于水平安装板3上，倾斜轨道4、离心轨道5与螺旋轨道6一一连通，螺旋轨道6设于水平安装板3与底座1之间，螺旋轨道6的末端与圆盘7连通，转盘8设于圆盘7中间，转盘8内设有电机30，转盘8上面放置模型小车9，电磁铁12设于倾斜轨道4上端，火炬13设于开关门I 14旁，发光二极管21设于水平安装板3上，单摆小球19设于圆盘7前的螺旋轨道6上方，光控发声器20设于单摆小球19旁，开关门I 14、开关门II 15、开关门III 16及开关门IV 17分设于螺旋轨道6上、中、下及圆盘7内各个位置上，小风扇18、直流电源22及开关23设于底座1上，如图3所示，开关门I 14、开关门II 15、开关门III 16、开关门IV 17、火炬13、发光二极管21、小风扇18、单摆小球19、光控发声器20、电机30、电源22及开关23组成控制电路，如图2所示，开关门I 14、开关门II 15、开关门III 16及开关门IV 17均由固定门架24，档板25，转轴26，电源接线柱27及闸刀28组成，固定门架24上设有门孔29，转轴26设于门孔29旁，闸刀28中部与转轴26活动连接，档板25位于门孔29中，闸刀28一端连着档板25，另一端位于电源接线柱27之间。

实验的基本思路是利用钢球从轨道上滚下来的过程中，势能转换为动能，又能打开特制的开关门，接通电源，从而，进一步演示电能可以转换为热能、光能、风能、声能、机械能等多种形式。

实验的基本程序是：钢球从斜槽开始滚下，经过一个竖直平面内的离心轨道，接着在水平轨道上与另一个钢球碰撞；一起进入螺旋轨道，途经四个开关门，在钢球的作用下，分别接通电源，使带有电热丝火炬点亮，发光二极管发光，小风扇旋转；离开螺旋轨道后，又与单摆小球碰撞，使单摆来回摆动，触发光控发声器工作，发出声音；然后，钢球进入底座的圆盘内，开关门IV接通电源，使转盘转动，带动模型小车作圆周运动。能量的转化具体可以分解成以下几种情况：(1)倾斜轨道--势能转换为动能；(2)离心轨道--动能和势能互相转换；(3)水平轨道--二钢球碰撞，动能转移；(4)螺旋轨道--势能转换为动能；(5)小灯--电源具有电能，电能转换为光能；(6)小风扇--电能转换为机械能、风能；(7)单摆摆动--动能和势能互相转换；(8)光控发声器--电能转换为机械能、声能；(9)转盘转动---电能转换为动能。

Claims

1、一种能量转换演示系统，包括底座(1)，其特征在于：它还包括垂直支架(2)，水平安装板(3)，倾斜轨道(4)，离心轨道(5)，螺旋轨道(6)，圆盘(7)，转盘(8)，模型小车(9)，钢球A(10)，钢球B(11)，电磁铁(12)，火炬(13)，开关门I(14)，开关门II(15)，开关门III(16)，开关门IV(17)，小风扇(18)，单摆小球(19)，光控发声器(20)，发光二极管(21)，直流电源(22)及开关(23)，垂直支架(2)设于底座(1)上，水平安装板(3)与垂直支架(2)连接且与底座(1)平行设置，倾斜轨道(4)一端设于垂直支架(2)上端，另一端设于水平安装板(3)上，倾斜轨道(4)、离心轨道(5)与螺旋轨道(6)一一连通，螺旋轨道(6)设于水平安装板(3)与底座(1)之间，螺旋轨道(6)的末端与圆盘(7)连通，转盘(8)设于圆盘(7)中间，转盘(8)内设有电机(30)，转盘(8)上面放置模型小车(9)，电磁铁(12)设于倾斜轨道(4)上端，火炬(13)设于开关门I(14)旁，发光二极管(21)设于水平安装板(3)上，单摆小球(19)设于圆盘(7)前的螺旋轨道(6)上方，光控发声器(20)设于单摆小球(19)旁，开关门I(14)、开关门II(15)、开关门III(16)及开关门IV(17)分设于螺旋轨道(6)上、中、下及圆盘(7)内各个位置上，小风扇(18)、直流电源(22)及开关(23)设于底座(1)上，开关门I(14)、开关门II(15)、开关门III(16)、开关门IV(17)、火炬(13)、发光二极管(21)、小风扇(18)、单摆小球(19)、光控发声器(20)、电机(30)、电源(22)及开关(23)组成控制电路。

2、根据权利要求1所述的能量转换演示系统，其特征在于：开关门I(14)、开关门II(15)、开关门III(16)及开关门IV(17)均由固定门架(24)，档板(25)，转轴(26)，电源接线柱(27)及闸刀(28)组成，固定门架(24)上设有门孔(29)，转轴(26)设于门孔(29)旁，闸刀(28)中部与转轴(26)活动连接，档板(25)位于门孔(29)中，闸刀(28)一端连着档板(25)，另一端位于电源接线柱(27)之间。