CN107424493A

CN107424493A - 一种用于物理教学的水力发电机模型

Info

Publication number: CN107424493A
Application number: CN201710933795.5A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Shaanxi Shun Yang Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Shun Yang Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2017-12-01

Abstract

本发明公开了一种用于物理教学的水力发电机模型，包括箱体和底板，所述箱体固定在底板上，所述箱体内设有隔板，所述隔板上设有蓄水池，所述箱体内且位于隔板下设有集水池，所述箱体内且位于隔板和集水池间设有水力转动装置，所述箱体内且位于集水池一侧设有微型水泵，所述箱体一侧且位于转轴伸出端处设有发电装置，所述底板上且位于电刷下端设有接线柱，所述接线柱上接有导线，所述底板上且位于电刷一侧设有电流表、灯座和微型控制器，所述灯座上设有LED灯，所述微型控制器与微型水泵、电流表、LED灯、电源接线、第一微型电磁阀和第二微型电磁阀电性连接。本发明的有益效果是，结构简单，实用性强。

Description

一种用于物理教学的水力发电机模型

技术领域

本发明涉及物理教学用具技术领域，特别是一种用于物理教学的水力发电机模型。

背景技术

在物理教学时，为了使学生更好的理解水力发电原理，通常需要手摇式发电机现场教学，但现有的适用于教学的水力发电机在演示过程中不够形象、直观，演示教学的效果不佳，教师不能直观的向学生讲述水力发电的原理，大大的影响了教学质量跟教学进度，使学生不能很好地学习水力发电的工作原理，无法激发起学生强烈的学习兴趣。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种用于物理教学的水力发电机模型。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种用于物理教学的水力发电机模型，包括箱体和底板，所述箱体固定在底板上，所述箱体内设有与箱体内壁横向密封连接的隔板，所述箱体内且位于隔板上设有蓄水池，所述蓄水池顶端开有加水口，所述蓄水池上端一侧开有进水口，所述加水口处密封连有贯通箱体上端的加水管，所述箱体上端设有与加水管螺纹配合的加水盖，所述箱体内且位于隔板下设有集水池，所述集水池底部一侧开有抽水口，所述箱体内且位于隔板和集水池间设有水力转动装置，所述水力转动装置由嵌装在箱体两侧内壁中的第一组轴承、一端插装在位于箱体一侧轴承内且一端贯穿位于箱体另一侧轴承的转轴、设在箱体内且套装在转轴上的转轮共同构成，所述箱体内且位于集水池一侧设有微型水泵，所述微型水泵的抽水端与集水池的抽水口间通过抽水管密封连接，所述微型水泵的排水端与蓄水池的进水口间通过穿插过隔板的排水管密封连接，所述蓄水池底端开有出水口，所述出水口处密封连有通向水力转动装置的出水管，所述箱体一侧且位于转轴伸出端处设有发电装置，所述发电装置由固定在底板上的壳体、嵌装在壳体两侧且穿插转轴的第二组轴承、固定在壳体内且位于转轴一侧的S极磁铁、固定在壳体内且与位于S极磁铁相对一侧的N极磁铁、套装在转轴上且位于S极磁铁和N极磁铁间的线圈、套装在转轴上的铜圈、固定在底板上且位于铜圈两侧的电刷共同构成，所述底板上且位于电刷下端设有接线柱，所述接线柱上接有导线，所述底板上且位于电刷一侧设有电流表、灯座和微型控制器，所述导线分别与电流表、灯座和微型控制器连接，所述灯座上设有LED灯，所述微型控制器上设有扬声器、控制按钮和开关，所述微型控制器一侧连有电源接线，所述电源接线一端设有电源插头。

所述箱体为透明玻璃密封拼接的矩形体。

所述壳体的材质为透明ABS塑料。

所述出水管设有第一微型电磁阀，所述抽水管上设有第二微型电磁阀。

所述转轮上固定有若干叶片。

所述出水管的出水端设有喷水头，所述喷水头的喷射方向朝向转轮。

所述微型控制器可根据电流表不同的电流数值区间控制扬声器发出不同的音级。

所述排水管上且位于蓄水池一侧设有止回阀。

所述转轮的轮面上均匀开有若干开口。

所述微型控制器与微型水泵、电流表、LED灯、电源接线、第一微型电磁阀和第二微型电磁阀电性连接。

利用本发明的技术方案制作的一种用于物理教学的水力发电机模型，可以直接观察水力发电的过程，并通过LED变色灯和扬声器发出的不同的音级对不同摇速产生的不同电流进行反馈，使演示过程更加地形象和直观，激发起学生的学习兴趣。

附图说明

图1是本发明所述一种用于物理教学的水力发电机模型的结构示意图；

图2是本发明所述一种用于物理教学的水力发电机模型的侧视图；

图3是本发明所述一种用于物理教学的水力发电机模型的俯视图；

图中，1、箱体；2、底板；3、隔板；4、蓄水池；5、加水口；6、进水口；7、加水管；8、加水盖；9、集水池；10、抽水口；11、第一组轴承；12、转轴；13、转轮；14、微型水泵；15、抽水管；16、排水管；17、出水口；18、出水管；19、壳体；20、第二组轴承；21、S极磁铁；22、N极磁铁；23、线圈；24、铜圈；25、电刷；26、接线柱；27、导线；28、电流表；29、灯座；30、控制器；31、LED灯；32、扬声器；33、控制按钮；34、开关；35、电源插头；36、第一微型电磁阀；37、第二微型电磁阀；38、叶片；39、喷水头；40、止回阀；41、开口；42、电源接线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种用于物理教学的水力发电机模型，包括箱体1和底板2，所述箱体1固定在底板2上，所述箱体1内设有与箱体1内壁横向密封连接的隔板3，所述箱体1内且位于隔板3上设有蓄水池4，所述蓄水池4顶端开有加水口5，所述蓄水池4上端一侧开有进水口6，所述加水口5处密封连有贯通箱体1上端的加水管7，所述箱体1上端设有与加水管1螺纹配合的加水盖8，所述箱体1内且位于隔板3下设有集水池9，所述集水池9底部一侧开有抽水口10，所述箱体1内且位于隔板3和集水池9间设有水力转动装置，所述水力转动装置由嵌装在箱体1两侧内壁中的第一组轴承11、一端插装在位于箱体1一侧轴承11内且一端贯穿位于箱体1另一侧轴承11的转轴12、设在箱体1内且套装在转轴12上的转轮13共同构成，所述箱体1内且位于集水池9一侧设有微型水泵14，所述微型水泵14的抽水端与集水池9的抽水口10间通过抽水管15密封连接，所述微型水泵14的排水端与蓄水池4的进水口6间通过穿插过隔板3的排水管16密封连接，所述蓄水池4底端开有出水口17，所述出水口17处密封连有通向水力转动装置的出水管18，所述箱体1一侧且位于转轴12伸出端处设有发电装置，所述发电装置由固定在底板2上的壳体19、嵌装在壳体19两侧且穿插转轴12的第二组轴承20、固定在壳体19内且位于转轴12一侧的S极磁铁21、固定在壳体19内且与位于S极磁铁21相对一侧的N极磁铁22、套装在转轴12上且位于S极磁铁21和N极磁铁22间的线圈23、套装在转轴12上的铜圈24、固定在底板2上且位于铜圈24两侧的电刷25共同构成，所述底板2上且位于电刷25下端设有接线柱26，所述接线柱26上接有导线27，所述底板2上且位于电刷25一侧设有电流表28、灯座29和微型控制器30，所述导线27分别与电流表28、灯座29和微型控制器30连接，所述灯座29上设有LED灯31，所述微型控制器30上设有扬声器32、控制按钮33和开关34，所述微型控制器30一侧连有电源接线34，所述电源接线42一端设有电源插头35；所述箱体1为透明玻璃密封拼接的矩形体；所述壳体19的材质为透明ABS塑料；所述出水管18上设有第一微型电磁阀36，所述抽水管15上设有第二微型电磁阀37；所述转轮13上固定有若干叶片38；所述出水管18的出水端设有喷水头39，所述喷水头39的喷射方向朝向转轮13；所述微型控制器30可根据电流表28不同的电流数值区间控制扬声器32发出不同的音级；所述排水管16上且位于蓄水池3一侧设有止回阀40；所述转轮13的轮面上均匀开有若干开口41；所述微型控制器30与微型水泵14、电流表28、LED灯31、电源接线34、第一微型电磁阀36和第二微型电磁阀37电性连接。

本实施方案的特点为，箱体固定在底板上，所述箱体内设有与箱体内壁横向密封连接的隔板，所述箱体内且位于隔板上设有蓄水池，所述箱体内且位于隔板下设有集水池，所述箱体内且位于隔板和集水池间设有水力转动装置，所述水力转动装置由嵌装在箱体两侧内壁中的第一组轴承、一端插装在位于箱体一侧轴承内且一端贯穿位于箱体另一侧轴承的转轴、设在箱体内且套装在转轴上的转轮共同构成，所述箱体内且位于集水池一侧设有微型水泵，所述微型水泵的抽水端与集水池的抽水口间通过抽水管密封连接，所述微型水泵的排水端与蓄水池的进水口间通过穿插过隔板的排水管密封连接，所述蓄水池底端开有出水口，所述出水口处密封连有通向水力转动装置的出水管，所述出水管的出水端设有喷水头，所述喷水头的喷射方向朝向转轮，所述发电装置由固定在底板上的壳体、嵌装在壳体两侧且穿插转轴的第二组轴承、固定在壳体内且位于转轴一侧的S极磁铁、固定在壳体内且与位于S极磁铁相对一侧的N极磁铁、套装在转轴上且位于S极磁铁和N极磁铁间的线圈、套装在转轴上的铜圈、固定在底板上且位于铜圈两侧的电刷共同构成，所述底板上且位于电刷一侧设有电流表、灯座和微型控制器，所述灯座上设有LED灯，所述微型控制器上设有扬声器、控制按钮和开关，所述微型控制器可根据电流表不同的电流数值区间控制扬声器发出不同的音级，所述微型控制器与微型水泵、电流表、LED灯、电源接线、第一微型电磁阀和第二微型电磁阀电性连接。利用本发明的技术方案制作的一种用于物理教学的水力发电机模型，可以直接观察水力发电的过程，并通过LED变色灯和扬声器发出的不同的音级对不同摇速产生的不同电流进行反馈，使演示过程更加地形象和直观，激发起学生的学习兴趣。

在本实施方案中，将电源插头插入市电接口，通过微型控制器启动开关，按下工作按钮，第一微型电磁阀和第二微型电磁阀打开，微型水泵通电工作，将集水池中的水通过抽水管由排水管泵入蓄水池中，蓄水池的水由出水管经喷水头喷向转轮上的叶片，叶片受水的冲击力开始旋转，带动转轴旋转，转轴上的线圈在S极磁铁和N极磁铁形成的磁场中旋转，切割磁感线产生电流，电流通过铜圈传到电刷，并由导线传到电流表和灯座，电流表将电流信号传递到微型控制器，LED灯由导线通电发光，不同转速可以产生不同大小的电流，不同的电流使LED灯明暗不一，微型控制器接收电流信号，并根据电流的大小区间向扬声器发出不同的控制信号，控制扬声器发出Do、Re、Mi、Fa、Sol、La、Si这7种不同的音级，箱体和壳体均为透明材质，可直观地观察整个水力发电的过程，更加透彻地理解水力发电原理，同时明暗不一的灯光和扬声器发出的不同音阶使演示过程更加地形象和直观，当集水池内的水不足时，可旋下加水盖，通过向加水管中加入清水即可。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于物理教学的水力发电机模型，包括箱体（1）和底板（2），其特征在于，所述箱体（1）固定在底板（2）上，所述箱体（1）内设有与箱体（1）内壁横向密封连接的隔板（3），所述箱体（1）内且位于隔板（3）上设有蓄水池（4），所述蓄水池（4）顶端开有加水口（5），所述蓄水池（4）上端一侧开有进水口（6），所述加水口（5）处密封连有贯通箱体（1）上端的加水管（7），所述箱体（1）上端设有与加水管（1）螺纹配合的加水盖（8），所述箱体（1）内且位于隔板（3）下设有集水池（9），所述集水池（9）底部一侧开有抽水口（10），所述箱体（1）内且位于隔板（3）和集水池（9）间设有水力转动装置，所述水力转动装置由嵌装在箱体（1）两侧内壁中的第一组轴承（11）、一端插装在位于箱体（1）一侧轴承（11）内且一端贯穿位于箱体（1）另一侧轴承（11）的转轴（12）、设在箱体（1）内且套装在转轴（12）上的转轮（13）共同构成，所述箱体（1）内且位于集水池（9）一侧设有微型水泵（14），所述微型水泵（14）的抽水端与集水池（9）的抽水口（10）间通过抽水管（15）密封连接，所述微型水泵（14）的排水端与蓄水池（4）的进水口（6）间通过穿插过隔板（3）的排水管（16）密封连接，所述蓄水池（4）底端开有出水口（17），所述出水口（17）处密封连有通向水力转动装置的出水管（18），所述箱体（1）一侧且位于转轴（12）伸出端处设有发电装置，所述发电装置由固定在底板（2）上的壳体（19）、嵌装在壳体（19）两侧且穿插转轴（12）的第二组轴承（20）、固定在壳体（19）内且位于转轴（12）一侧的S极磁铁（21）、固定在壳体（19）内且与位于S极磁铁（21）相对一侧的N极磁铁（22）、套装在转轴（12）上且位于S极磁铁（21）和N极磁铁（22）间的线圈（23）、套装在转轴（12）上的铜圈（24）、固定在底板（2）上且位于铜圈（24）两侧的电刷（25）共同构成，所述底板（2）上且位于电刷（25）下端设有接线柱（26），所述接线柱（26）上接有导线（27），所述底板（2）上且位于电刷（25）一侧设有电流表（28）、灯座（29）和微型控制器（30），所述导线（27）分别与电流表（28）、灯座（29）和微型控制器（30）连接，所述灯座（29）上设有LED灯（31），所述微型控制器（30）上设有扬声器（32）、控制按钮（33）和开关（34），所述微型控制器（30）一侧连有电源接线（42），所述电源接线（34）一端设有电源插头（35）。

2.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的水力发电机模型，其特征在于，所述箱体（1）为透明玻璃密封拼接的矩形体。

3.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的水力发电机模型，其特征在于，所述壳体（19）的材质为透明ABS塑料。

4.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的水力发电机模型，其特征在于，所述出水管（18）上设有第一微型电磁阀（36），所述抽水管（15）上设有第二微型电磁阀（37）。

5.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的水力发电机模型，其特征在于，所述转轮（13）上固定有若干叶片（38）。

6.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的水力发电机模型，其特征在于，所述出水管（18）的出水端设有喷水头（39），所述喷水头（39）的喷射方向朝向转轮（13）。

7.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的水力发电机模型，其特征在于，所述微型控制器（30）可根据电流表（28）不同的电流数值区间控制扬声器（32）发出不同的音级。

8.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的水力发电机模型，其特征在于，所述排水管（16）上且位于蓄水池（3）一侧设有止回阀（40）。

9.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的水力发电机模型，其特征在于，所述转轮（13）的轮面上均匀开有若干开口（41）。

10.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的水力发电机模型，其特征在于，所述微型控制器（30）与微型水泵（14）、电流表（28）、LED灯（31）、电源接线（34）、第一微型电磁阀（36）和第二微型电磁阀（37）电性连接。