CN106847026A - 电学实验装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电学实验装置和系统；其中，该装置包括中央处理器、显示屏、多种元器件和多条导线；该元器件包括元器件本体、微处理器和导线接口；该导线接口包括卡扣部件、多个导电端子和传感器；导线的两端分别设置有相同的插接部件；导线通过插接部件插入元器件的导线接口，导电金属条挤压相应位置上的导电端子，使导电端子的高度发生变化；微处理器通过传感器检测导电端子的高度变化值，将导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识发送至中央处理器；中央处理器根据元器件的标识、高度变化值和导线接口的标识生成与电路对应的电路图。本发明提高了电学实验装置的人机交互性能，进而提高了电学实验的教学效果。

Description

电学实验装置和系统

技术领域

本发明涉及电学实验设备技术领域，尤其是涉及一种电学实验装置和系统。

背景技术

现有的电学实验装置通常包括开关、光源、电源、变阻器、二极管、电动机、小型发电机、电流表、电压表等相关元器件以及用于连接各个元器件的导线。通过动手连接电路，可以帮助用户理解电路的工作原理，以及各个元器件的电学特性。

在实验过程中，学生根据电路图连接电路；对于元器件较多的电路，各个元器件和导线连接关系较为复杂，当电路连接错误时，用户往往需要对照电路图仔细检查，甚至需要使用电流表和电压表对各个元器件逐个测量，装置的智能性和交互性差；连接好电路后，用户通常也很难将电路和电路图逐一对照，理解其工作原理，影响了电学实验的教学效果。

针对上述电学实验装置交互性差，教学效果较差的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电学实验装置和系统，以提高电学实验装置的人机交互性能，进而提高电学实验的教学效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种电学实验装置，包括中央处理器、显示屏、多种元器件和多条导线；元器件包括元器件本体、微处理器和导线接口；中央处理器与显示屏电连接；中央处理器与元器件的微处理器无线连接；导线接口分别与元器件本体和微处理器连接；导线接口包括卡扣部件、多个导电端子和传感器；多个导电端子平行排列，导电端子的一端或底部设置有弹性部件；导线的两端分别设置有相同的插接部件；插接部件包括平行排列的、具有不同预设长度的一条或多条导电金属条；插接部件内导电金属条的数量、预设长度以及不同预设长度的导电金属条的排列顺序与每个导线一一对应；导线通过插接部件插入元器件的导线接口，导电金属条挤压相应位置上的导电端子，使导电端子的高度发生变化；微处理器用于通过传感器检测导电端子的高度变化值，将导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识发送至中央处理器；中央处理器用于接收通过元器件组成的电路内多个元器件对应的微处理器发送的导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识，根据元器件的标识获取元器件的图像数据，根据高度变化值和导线接口的标识确定元器件之间的连接关系，根据元器件的图像数据和元器件之间的连接关系生成与电路对应的电路图，将电路图通过显示屏进行显示。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述显示屏包括触摸显示屏，元器件上设置有指示灯；中央处理器还用于接收触摸显示屏发送的第一触摸信号，根据第一触摸信号获取相应的元器件的标识，向标识对应的元器件的微处理器发送控制信号，以使微处理器控制指示灯点亮。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述导线上设置有LED灯带；LED灯带包括条形柔性电路板和多个发光二极管；条形柔性电路板与导线的长度相适应，多个发光二极管按照设定的间距排列在柔性电路板上；中央处理器还用于接收触摸显示屏发送的第二触摸信号，根据第二触摸信号获取相应的元器件标识，向标识对应的元器件的微处理器发送控制信号和导线接口的标识，以使微处理器通过标识对应的导线接口控制LED灯带按照控制信号对应的方式点亮。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述元器件还包括电流传感器、电压传感器和显示单元；电流传感器、电压传感器和显示单元分别与微处理器连接；电流传感器用于检测插接有导线的导线接口的电流值；电压传感器用于检测插接有导线的导线接口之间的电压值；微处理器用于将电流值和电压值发送至显示单元；和/或，将电流值和电压值发送至中央处理器，以使中央处理器将电流值和电压值通过显示屏显示。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述装置还包括自锁结构；自锁结构设置在导线接口和元器件本体之间；自锁结构与微处理器连接；自锁结构用于根据微处理器发送的自锁信号，切断导线接口与元器件本体的连接关系。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述装置还包括无线充电器；元器件还包括可充电电池；无线充电器与一个或多个可充电电池无线连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述装置还包括收纳箱体；收纳箱体包括上盖和底盖；中央处理器和显示屏固定连接在上盖上；底盖上设置有多个收纳凹槽；多个收纳凹槽的形状分别与多种元器件的形状匹配。

第二方面，本发明实施例提供了一种电学实验系统，包括上述电学实验装置，还包括远端服务器和显示设备；远端服务器与显示设备连接；远端服务器与多个装置的微处理器连接；远端服务器用于接收装置的微处理器发送的电路对应的电路图，将电路图通过显示设备显示。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述显示设备包括LCD显示装置，和/或，投影设备。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述系统还包括数据线，数据线设置于远端服务器与电学实验装置之间。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种电学实验装置和系统，其中，导线通过插接部件插入元器件的导线接口，导电金属条挤压相应位置上的导电端子，使导电端子的高度发生变化；微处理器通过传感器检测导电端子的高度变化值；中央处理器接收通过元器件组成的电路内多个元器件对应的微处理器发送的导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识，进而生成与电路对应的电路图，将电路图通过显示屏进行显示。上述方式中可以实时显示真实电路对应的电路图，用户可以根据真实电路对应的电路图与原始的电路原理图进行比对，及时调整真实电路的连接方式，进而加深对电路运行方式的理解，该方式提高了电学实验装置的人机交互性能，进而提高了电学实验的教学效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种电学实验装置的结构示意图；

图2(a)为本发明实施例提供的一种电学实验装置中，导线接口的侧视图；

图2(b)为本发明实施例提供的一种电学实验装置中，导线接口的俯视图；

图3(a)为本发明实施例提供的一种电学实验装置中，第一种导线的结构示意图；

图3(b)为本发明实施例提供的一种电学实验装置中，第二种导线的结构示意图；

图4(a)为本发明实施例提供的一种电学实验装置中，一种导线与元器件连接方式的示意图；

图4(b)为本发明实施例提供的一种电学实验装置中，一种导线与元器件连接方式的局部电路图；

图5为本发明实施例提供的第二种电学实验装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电学实验装置中，第三种导线的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电学实验系统的结构示意图。

图标：10-中央处理器；11-显示屏；12-元器件；120-元器件本体；121-微处理器；122-导线接口；20-卡扣部件；21-导电端子；22-传感器；23-弹性部件；30-插接部件；31-导电金属条；50-触摸显示屏；51-指示灯；52-电流传感器；53-电压传感器；54-显示单元；55-自锁结构；60-条形柔性电路板；61-发光二极管；62-透明胶管；71-远端服务器；72-显示设备；70a-电学实验装置；121a-微处理器；70b-电学实验装置；121b-微处理器；70c-电学实验装置；121c-微处理器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有的电学实验装置交互性差，教学效果较差的问题，本发明实施例提供了一种电学实验装置和系统；该技术可以应用于物理、电子等相关学科的实验课程和实验室的建设中，该技术可以采用相关的软件和硬件实现。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电学实验装置进行详细介绍。

实施例一：

参见图1所示的第一种电学实验装置的结构示意图。该电学实验装置包括中央处理器10、显示屏11、多种元器件12和多条导线；该元器件12包括元器件本体120、微处理器121和导线接口122；该中央处理器10与显示屏11电连接；该中央处理器10与元器件的微处理器121无线连接；该导线接口122分别与元器件本体120和微处理器121连接；具体地，上述元器件包括开关、光源、电源、变阻器、二极管、电动机、小型发电机等。

参见图2(a)所示的一种电学实验装置中，导线接口的侧视图和图2(b)所示的一种电学实验装置中，导线接口的俯视图。该导线接口包括卡扣部件20、多个导电端子21(图2(a)中以四个导电端子为例)和传感器22。在实际实现时，导电端子的数量可以设置为其他数量，具体数值在此不做限定；优选地，传感器的数量与导电端子相同，每个传感器的位置与导电端子一一对应；该传感器可以为红外传感器，用于感应导电端子高度的变化；该红外传感器包括红外线发射单元和红外线接收单元。上述多个导电端子平行排列，导电端子的一端或底部设置有弹性部件23；该弹性部件23可以是微型弹簧，也可以是其他可伸缩的材料。

参见图3(a)所示的一种电学实验装置中，第一种导线的结构示意图和图3(b)所示的一种电学实验装置中，第二种导线的结构示意图。该导线的两端分别设置有相同的插接部件30；该插接部件包括平行排列的、具有不同预设长度的一条或多条导电金属条31；该插接部件30内导电金属条的数量、预设长度以及不同预设长度的导电金属条的排列顺序与每个导线一一对应；

例如，当上述导线接口内导电端子的数量为4个时，导线的插接部件内导电金属条的数量可以为1个、2个、3个或4个；导电金属条的预设长度可以设定为多种，例如，设定为4个类型，包括2mm、4mm、6mm和8mm；如图3(a)所示的导线，其插接部件包括4个导电金属条，每个导电金属条的从上到下的排列顺序为：8mm的导电金属条、6mm的导电金属条、4mm的导电金属条和8mm的导电金属条；如图(b)所示的导线，其插接部件包括3个导电金属条，每个导电金属条的从上到下的排列顺序为：8mm的导电金属条、2mm的导电金属条和4mm的导电金属条。

一套电学实验装置中，通常包括多条导线，为了对每条导线均进行区分和识别，每条导线内，导电金属条的数量、预设长度以及不同预设长度的导电金属条的排列顺序，这三个参数中，至少有一个参数与其它导线不同。可以理解，导线接口内导电端子的数量越多，其匹配的导线插接部件内导电金属条的数量变化情况就越多，该装置内可以设置的导线条数也就越多；在实际实现时，可以根据装置内元器件的数量，合理确定导线的条数，进而设置相应的导电端子的数量、导电金属条的数量、导电金属条的预设长度等相关参数。

上述导线通过插接部件30插入元器件的导线接口，导电金属条31挤压相应位置上的导电端子，使导电端子的高度发生变化；上述121微处理器用于通过传感器22检测导电端子的高度变化值，将导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识发送至中央处理器。

例如，参见图4(a)所示的一种电学实验装置中，一种导线与元器件连接方式的示意图；该连接方式中，以连接滑动变阻器与光源为例，使用图3(a)所示的导线，导线的一端插入滑动变阻器的一个导电端子，导线的另一端插入光源的一个导电端子。

滑动变阻器上的微处理器检测到被该导线的插接部件挤压的导电端子的高度变化，该高度变化值可以表示为“8648”，即导电金属条的长度越长，被挤压的导电端子的高度变化值越大；上述高度变化值也可以采用其他数字或符号的形式表示；上述滑动变阻器上的微处理器将该导电端子的导线接口的标识(例如，导线接口1)、高度变化值(例如8648)以及微处理器对应的元器件的标识(例如，滑动变阻器1)发送至中央处理器。

上述光源上的微处理器检测到被上述导线的插接部件挤压的导电端子的高度变化，该高度变化值也可以表示为“8648”，上述光源上的微处理器将该导电端子的导线接口的标识(例如，导线接口1)、高度变化值(例如8648)以及微处理器对应的元器件的标识(例如，光源1)发送至中央处理器。

上述中央处理器10用于接收通过元器件组成的电路内多个元器件对应的微处理器发送的导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识，根据元器件的标识获取元器件的图像数据，根据高度变化值和导线接口的标识确定元器件之间的连接关系，根据元器件的图像数据和元器件之间的连接关系生成与电路对应的电路图，将该电路图通过显示屏进行显示。

参见图4(b)所示的一种电学实验装置中，一种导线与元器件连接方式的局部电路图；该局部电路图与上述图4(a)所示的一种电学实验装置中，一种导线与元器件连接方式相对应；中央处理器接收到相关信号后，获取分别与滑动变阻器1和光源1对应的图像数据；在实际实现时，在图像数据可以为元器件的真实图片，也可以为示意图片，图4(b)中以示意图片为例；中央处理器经对比发现滑动变阻器1的导线接口1的高度变化值(“8648”)与光源1的导线接口1的高度变化值(“8648”)相同，即可认定滑动变阻器1的导线接口1与光源1的导线接口1相互连通，因而，将获取到的滑动变阻器1的示意图片上导线接口1和光源1的示意图片上导线接口1连通。

本发明实施例提供的一种电学实验装置，其中，导线通过插接部件插入元器件的导线接口，导电金属条挤压相应位置上的导电端子，使导电端子的高度发生变化；微处理器通过传感器检测导电端子的高度变化值；中央处理器接收通过元器件组成的电路内多个元器件对应的微处理器发送的导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识，进而生成与电路对应的电路图，将电路图通过显示屏进行显示。上述方式中可以实时显示真实电路对应的电路图，用户可以根据真实电路对应的电路图与原始的电路原理图进行比对，及时调整真实电路的连接方式，进而加深对电路运行方式的理解，该方式提高了电学实验装置的人机交互性能，进而提高了电学实验的教学效果。

实施例二：

参见图5所示的第二种电学实验装置的结构示意图。该装置在实施例一提供的装置的基础上实现。上述显示屏包括触摸显示屏50，元器件上设置有指示灯51。

上述中央处理器还用于接收触摸显示屏50发送的第一触摸信号，根据第一触摸信号获取相应的元器件的标识，向标识对应的元器件的微处理器发送控制信号，以使微处理器控制指示灯点亮。

当电路比较复杂时，显示屏上显示的电路图与真实电路图内的元器件难以一一对应，尤其是电路中功能相同的元器件具有多个的情况下，为了便于用户查看和检查电路，用户可以通过上述触摸显示屏点触相关元器件，例如，开关1；中央处理器接收到该触摸信号后，获取开关1的标识，将控制信号发送至开关1的微处理器；开关1的微处理器接收到该控制信号后，控制开关1上的指示灯点亮，此时用户即可获知电路图上开关1与真实电路的开关1的对应关系。

上述方式中，用户通过触摸显示屏上的电路图即可获知电路图上元器件与真实电路的元器件的对应关系，提高了电学实验装置的交互性，使用户更加快速便捷地连接电路和理解电路。

进一步地，上述元器件还包括电流传感器52、电压传感器53和显示单元54；该电流传感器52、电压传感器53和显示单元54分别与微处理器连接；上述电流传感器52用于检测插接有导线的导线接口的电流值；上述电压传感器53用于检测插接有导线的导线接口之间的电压值。

上述微处理器用于将电流值和电压值发送至显示单元54；该显示单元可以是LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示屏，也可以是柔性显示屏；该显示单元的尺寸和材料可以根据元器件本身的尺寸形状进行设置；上述微处理器还可以用于将电流值和电压值发送至中央处理器，以使中央处理器将电流值和电压值通过显示屏显示；可以理解，上述微处理器还可以同时将电流值和电压值发送至显示单元和中央处理器。

通过上述方式，用户可以实时获取电路中各个元器件的工作参数和工作状态，进而帮助用户快速地连接电路和理解电路，提高了电学实验装置的交互性和电学实验的教学效果。

进一步地，上述装置还包括自锁结构55；该自锁结构55设置在导线接口和元器件本体之间；该自锁结构55与微处理器连接；该自锁结构55用于根据微处理器发送的自锁信号，切断导线接口与元器件本体的连接关系。该自锁结构可以为开关，正常状态下，该开关为闭合状态，导线接口与元器件本体连接；微处理器也可以控制该开关开启，此时导线接口与元器件本体断开。

在实际实现时，当元器件上的微处理器通过电流传感器和电压传感器检测到该元器件上的电流或电压超过该元器件本身的承受范围时，可以控制自锁结构切断产生该电流或电压的导线接口与元器件本体之间的连接关系，以保护元器件不受损坏，该方式尤其适用于电流或电压耐受力较弱的元器件，例如，光源等。

当自锁结构断开时，微处理器可以向中央处理器发送相关的自锁数据，将该自锁数据显示在与中央处理器连接的显示屏上，也可以显示在元器件上的显示单元上，以提示用户当前电路的元器件之间连接关系发生错误，当前元器件已处于自锁状态。当用户断开上述错误的元器件之间的连接关系时，微控制器自动控制自锁接口闭合。

上述方式中，通过设置自锁结构，可以保证元器件不受损坏，提高电学实验装置的安全性能。

参见图6所示的电学实验装置中，第三种导线的结构示意图；该导线上设置有LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯带；LED灯带包括条形柔性电路板60和多个发光二极管61；该条形柔性电路板60与导线的长度相适应，多个发光二极管61按照设定的间距排列在条形柔性电路板60上。为了保障导线的耐用性，LED灯带和导线外部可以包裹有透明胶管62。

上述中央处理器还用于接收触摸显示屏发送的第二触摸信号，根据第二触摸信号获取相应的元器件标识，向标识对应的元器件的微处理器发送控制信号和导电接口的标识，以使微处理器通过标识对应的导电接口控制LED灯带按照控制信号对应的方式点亮。

例如，如图6所示，当用户想要知道电路中滑动变阻器1和光源1之间导线上电流流向时，通过触摸显示屏点触该导线，中央处理器接收到该触摸信号后，获取该导线连接的元器件标识和导线接口的标识，例如，滑动变阻器1、滑动变阻器1上导电接口1、光源1和光源1上的导电接口1。

上述中央处理器可以向滑动变阻器1的微处理器发送控制信号和导线接口的标识(即导电接口1)；滑动变阻器1的微处理器接收到控制信号和导线接口的标识后，通过导电接口1向LED灯带发送控制信号，该控制信号根据滑动变阻器1和光源1之间的电流流向生成，例如，当滑动变阻器1和光源1之间的电流流向为从滑动变阻器1流向光源1，则控制信号为控制上述LED灯带中的发光二极管从滑动变阻器1端向光源1端依次点亮，以模拟该导线内电流的流向。

可以理解，中央处理器还可以向光源1的微处理器发送控制信号和导线接口的标识(即导电接口1)；基于上述同样的控制方法，控制上述LED灯带中的发光二极管点亮，以模拟该导线内电流的流向。

上述方式中，通过将导线上设置LED灯带，可以模拟该导线内电流的流向，使用户很清楚地知晓电路内电流的流动情况，提高了电学实验装置的交互性和电学实验的教学效果。

进一步地，上述装置还包括无线充电器；上述元器件还包括可充电电池；该无线充电器与一个或多个可充电电池无线连接。

进一步地，为了便于收纳，上述装置还包括收纳箱体；该收纳箱体包括上盖和底盖；上述中央处理器和显示屏固定连接在上盖上；上述底盖上设置有多个收纳凹槽；多个收纳凹槽的形状分别与多种元器件的形状匹配。

实施例三：

对应于上述实施例一和实施例二中的电学实验装置，参见图7所示的一种电学实验系统的结构示意图。该系统包括上述电学实验装置，还包括远端服务器71和显示设备72；该远端服务器71与显示设备72连接；该远端服务器71与多个装置的微处理器连接；图7中，该远端服务器71与三个装置连接为例，具体地，远端服务器71分别与电学实验装置70a的微处理器121a、电学实验装置70b的微处理器121b和电学实验装置70c的微处理器121c；上述远端服务器71用于接收装置的微处理器发送的电路对应的电路图，将电路图通过显示设备显示。

进一步地，上述显示设备包括LCD显示装置，或者投影设备；也可以同时设置LCD显示装置和投影设备。

为了实现远端服务器与多个电学实验装置的可靠通信，上述系统还包括数据线，数据线设置于远端服务器与电学实验装置之间。

本发明实施例提供的电学实验系统，与上述实施例提供的电学实验装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电学实验装置，其特征在于，包括中央处理器、显示屏、多种元器件和多条导线；所述元器件包括元器件本体、微处理器和导线接口；

所述中央处理器与所述显示屏电连接；所述中央处理器与所述元器件的微处理器无线连接；所述导线接口分别与所述元器件本体和所述微处理器连接；

所述导线接口包括卡扣部件、多个导电端子和传感器；多个所述导电端子平行排列，所述导电端子的一端或底部设置有弹性部件；所述导线的两端分别设置有相同的插接部件；所述插接部件包括平行排列的、具有不同预设长度的一条或多条导电金属条；所述插接部件内导电金属条的数量、预设长度以及不同预设长度的导电金属条的排列顺序与每个导线一一对应；

所述导线通过插接部件插入所述元器件的导线接口，所述导电金属条挤压相应位置上的导电端子，使所述导电端子的高度发生变化；所述微处理器用于通过所述传感器检测所述导电端子的高度变化值，将所述导线接口的标识、所述高度变化值和所述微处理器对应的所述元器件的标识发送至所述中央处理器；

所述中央处理器用于接收通过所述元器件组成的电路内多个元器件对应的微处理器发送的所述导线接口的标识、所述高度变化值和所述微处理器对应的所述元器件的标识，根据所述元器件的标识获取所述元器件的图像数据，根据所述高度变化值和所述导线接口的标识确定所述元器件之间的连接关系，根据所述元器件的图像数据和所述元器件之间的连接关系生成与所述电路对应的电路图，将所述电路图通过所述显示屏进行显示。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示屏包括触摸显示屏，所述元器件上设置有指示灯；

所述中央处理器还用于接收所述触摸显示屏发送的第一触摸信号，根据所述第一触摸信号获取相应的元器件的标识，向所述标识对应的所述元器件的微处理器发送控制信号，以使所述微处理器控制所述指示灯点亮。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述导线上设置有LED灯带；所述LED灯带包括条形柔性电路板和多个发光二极管；

所述条形柔性电路板与所述导线的长度相适应，多个所述发光二极管按照设定的间距排列在所述柔性电路板上；

所述中央处理器还用于接收所述触摸显示屏发送的第二触摸信号，根据所述第二触摸信号获取相应的元器件标识，向所述标识对应的所述元器件的微处理器发送控制信号和导线接口的标识，以使所述微处理器通过所述标识对应的导线接口控制所述LED灯带按照所述控制信号对应的方式点亮。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述元器件还包括电流传感器、电压传感器和显示单元；

所述电流传感器、所述电压传感器和所述显示单元分别与微处理器连接；

所述电流传感器用于检测插接有导线的所述导线接口的电流值；所述电压传感器用于检测插接有导线的所述导线接口之间的电压值；

所述微处理器用于将所述电流值和所述电压值发送至所述显示单元；和/或，将所述电流值和所述电压值发送至所述中央处理器，以使所述中央处理器将所述电流值和所述电压值通过所述显示屏显示。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括自锁结构；

所述自锁结构设置在所述导线接口和所述元器件本体之间；所述自锁结构与所述微处理器连接；

所述自锁结构用于根据所述微处理器发送的自锁信号，切断所述导线接口与所述元器件本体的连接关系。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括无线充电器；所述元器件还包括可充电电池；

所述无线充电器与一个或多个所述可充电电池无线连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括收纳箱体；所述收纳箱体包括上盖和底盖；

所述中央处理器和所述显示屏固定连接在所述上盖上；

所述底盖上设置有多个收纳凹槽；多个所述收纳凹槽的形状分别与多种所述元器件的形状匹配。

8.一种电学实验系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的电学实验装置，还包括远端服务器和显示设备；

所述远端服务器与所述显示设备连接；所述远端服务器与多个所述装置的微处理器连接；

所述远端服务器用于接收所述装置的微处理器发送的所述电路对应的电路图，将所述电路图通过所述显示设备显示。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述显示设备包括LCD显示装置，和/或，投影设备。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括数据线，所述数据线设置于所述远端服务器与所述电学实验装置之间。