CN203503215U

CN203503215U - 多功能短路演示器

Info

Publication number: CN203503215U
Application number: CN201320616425.6U
Authority: CN
Inventors: 熊德永
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2023-10-08

Abstract

本实用新型公开一种多功能短路演示器，其构造包括演示板，立板、底座和熔粒槽，其特征在于：演示板以及设置于演示板上构成演示电路的各电路元件和电源，所述电路元件为电键、小灯泡、保险丝、导线，所述电源为蓄电池、学生稳压电源、调压器中的一种，所述保险丝中间段缠有餐厅纸、卫生纸、铝箔纸中的一种，两端裸露并夹持在固定座两端的卡槽中。本实用新型的有益效果是：（1）将演示板上固定在立板上，直观形象；（2）在保险丝中间段缠有餐厅纸、卫生纸、铝箔纸中的一种，有效延长了短路危害发生的过程；（3）取材容易，造价低廉；（4）安全可靠；（5）整体结构简单，操作方便。

Description

多功能短路演示器

技术领域：

本发明涉及一种物理教具，具体为一种多功能短路演示器。

背景技术：

在物理学中，电流不通过用电器用导线直接接通叫做短路。短路分电源短路和局部短路两种，电源短路是电流从正极流向负极的过程中，不经过任何用电器(灯,电铃,电阻等)；局部短路是在电路的某两点之间，其中有一条通过不含用电器,电流全部从这条不含用电器的支路流过。电源短路时，在电流回路中仅有很小的电源内阻，电流非常大，时间长了会烧坏电源；局部短路时，被短路的用电器无电流通过,容易产生烧毁其他用电器。电路中发生短路时因电流过大使导线温度升高，严重时会引起机器损坏或造成火灾，因此必须避免。

初中物理电学部分中“短路及其危害”是一个重要但又十分抽象的内容，教材虽然明确介绍了短路的概念及其危害，但没有设计相关演示实验，为了让学生对短路的危害有深刻地认识，教学中教师一般会用自制教具给学生补充演示实验，也有部分老师因为“不便于演示”，只是简单地进行理论上的推理与分析，短路的危害很难正确建立，学生对其缺乏感性认识，给教学带来一定困难，甚至影响到学生的成绩和学习兴趣。

在演示短路造成的危害时，很多教师利用保险丝直接接入交流220V电路中造成短路，这种方法有如下缺点：（1）不安全。交流220V电压不属于安全电压，操作过程稍有不慎就会发生触电事故；保险丝在瞬间熔断时产生的熔粒掉在桌面上会烧坏桌面，同时容易溅到操作老师前排的学生。（2）可见度低。当接通电源时由于电压过高，电流过大，保险丝瞬间即熔断，学生根本无法看清短路时电流是否经过用电器，电路就断开了，实验现象持续的时间太短，可见度低，难以给学生留下深刻印象。

在物理教学中，学生往往感觉短路比较抽象，很难理解，在有关串并联电路的考题中，通过各电键的不同通断组合，造成局部短路，判断此时各用电器之间的联接情况，进而计算相关用电器上的电流、电压、电功率等，由于学生对短路的理解较模糊，无法判断各电键的不同通断组合后各用电器之间的联接情况。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种多功能短路演示器，可以直观清晰地演示：（1）并联电路中电源及各支路用电器被短路的情况，同时演示电源被短路后保险丝的熔断过程；（2）串联电路中电源及各用电器被短路的情况，同时演示电源被短路后保险丝的熔断过程；（3）并联电路的特点；（4）串联电路的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种多功能短路演示器，包括演示板，立板、底座和熔粒槽，其特征在于：演示板以及设置于演示板上构成演示电路的各电路元件和电源，所述演示板固定在立板上，所述底座上设有熔粒槽。

所述电路元件为电键、小灯泡、保险丝、导线。

所述演示电路包括电键4只、小灯泡2只、保险丝1根，导线11根。

所述电源为蓄电池、学生稳压电源、调压器中的一种。

所述电源的电压为直流6V。

所述灯泡为同一生产厂家同一批次同一型号的小灯泡，其额定电压为6V，额定功率小于10W。

所述保险丝中间段缠有餐厅纸、卫生纸、铝箔纸中的一种，两端裸露并夹持在固定座两端的卡槽中。

所述铝箔纸为包装香烟或口香糖的铝箔衬纸。

所述熔粒槽设在保险丝正下方并固定在底座上。

所述熔粒槽由金属薄皮制成。

本发明的有益效果是：（1）将演示板上固定在立板上，直观形象，全班学生都能清楚地看见各电键不同的通断组合后电路的连接情况、小灯泡亮度的变化和保险丝的熔断过程；（2）通过演示板上各电键的不同通断组合，导线的微小改动，可以联接成串联电路和并联电路，同时观察小灯泡亮度的变化，教师可以让学生在此感性认识的基础上讲解串、并联电路的特点及在哪些情况下会造成局部短路，在哪种况下会造成电源短路；（3）通过演示板上各电键的不同通断组合，导线的微小改动，同时观察小灯泡亮度的变化和保险丝的熔断过程，教师可以让学生知道在串、并联电路中局部短路和电源短路的危害；（4）本发明在保险丝中间段缠有餐厅纸、卫生纸、铝箔纸中的一种，有效延长了短路危害发生的过程，从餐厅纸开始变形、变色、变焦、冒烟到最后燃烧，保险丝熔断，全过程可以持续5秒以上，演示效果明显，可见度高，便于学生观察理解；（5）本发明在底座上固定有熔粒槽，能有效防止保险丝熔粒掉在桌面上，烧坏桌面，同时防止保险丝熔粒溅到操作老师前排的学生；（6）取材容易，造价低廉，所有器材都是物理实验室的常用器材，保险丝、餐厅纸、卫生纸、铝箔纸都是生活中经常用到的；（7）安全可靠，电源的电压为6V，不用担心触电事故；（8）整体结构简单，操作方便，可以在短时间内重复多次实验，也可以让学生亲自操作实验；（9）本发明把实践中应当杜绝的、破坏性很大的电路短路事故及其危害事实，安全直观地展现出来，填补了教材的一项空白。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2、3、4为本发明实施例二的结构示意图。

图中：1—演示板，2—立板，3—底座，4—熔粒槽。

具体实施方式

下面结合附图1、图2、图3、图4对本发明的具体实施方式作一个详细的说明。

实施例一：一种并联电路短路演示器，包括演示板1，立板2、底座3和熔粒槽4，其特征在于：演示板1以及设置于演示板1上构成演示电路的各电路元件和电源，所述演示板1固定在立板2上，所述底座3上设有熔粒槽4。

演示并联电路的特点：将演示板上的蓄电池、电键、灯泡，保险丝用导线按照附图1连接，当总电键S、第一电键S1、第二电键S2同时闭合，第三电键S3断开时，第一小灯泡L1和第二小灯泡L2并联，两灯泡同时发光且亮度相同（演示并联电路中各支路电压相等）；当总电键S、第一电键S1闭合，第二电键S2、第三电键S3断开时，只有第一小灯泡L1发光且亮度不变（演示并联电路中任何一个用电器的通断不影响其他用电器工作）；当总电键S、第二电键S2闭合，第一电键S1、第三电键S3断开时，只有第二小灯泡L2发光且亮度不变（演示并联电路中任何一个用电器的通断不影响其他用电器工作）；当总电键S闭合，第一电键S1、第二电键S2、第三电键S3同时断开时，第一小灯泡L1和第二小灯泡L2无电流流过，两灯泡均不发光（演示并联电路中干路上的电键控制整个电路）。

演示并联电路中第一小灯泡L1被短路、第二小灯泡L2被短路、电源被短路的情形：将演示板上的蓄电池、电键、灯泡，保险丝用导线按照附图1连接，当总电键S、第一电键S1、第二电键S2、第三电键S3同时闭合时，第二小灯泡L2被保险丝短路，只有第一小灯泡L1发光且亮度不变；当总电键S、第一电键S1、第三电键S3闭合第二电键S2断开时，第一小灯泡L1被保险丝短路，只有第二小灯泡L2发光且亮度不变；当总电键S、第三电键S3闭合第一电键S1、第二电键S2断开时、两灯泡均不发光，电源被保险丝短路，可以观察到几秒钟后餐厅纸变形、变色、变焦、冒烟到最后燃烧，保险丝熔断。

实施例二：一种串联电路短路演示器，一种并联电路短路演示器，包括演示板1，立板2、底座3和熔粒槽4，其特征在于：演示板1以及设置于演示板1上构成演示电路的各电路元件和电源，所述演示板1固定在立板2上，所述底座3上设有熔粒槽4。

演示串联电路的特点：将演示板上的蓄电池、电键、灯泡，保险丝用导线按照附图2连接，当总电键S、第一电键S1、第二电键S2同时闭合，第三电键S3断开时，第一小灯泡L1和第二小灯泡L2串联，两灯泡同时发光且亮度相同，但亮度比实施例一中小灯泡的亮度暗（演示串联电路中电流处处相等，串联电路有分压作用）；当总电键S、第一电键S1闭合，第二电键S2、第三电键S3断开时，第一小灯泡L1和第二小灯泡L2无电流流过，两灯泡均不发光（演示串联电路中任何一个用电器的通断都影响其他用电器正常工作）；当总电键S、第二电键S2闭合，第一电键S1、第三电键S3断开时，第一小灯泡L1和第二小灯泡L2无电流流过，两灯泡均不发光（演示串联电路中任何一个用电器的通断都影响其他用电器正常工作）；当总电键S闭合，第一电键S1、第二电键S2、第三电键S3同时断开时，第一小灯泡L1和第二小灯泡L2无电流流过，两灯泡均不发光（演示串联电路中只要其中一个电键未闭合，电路中就没有电流，用电器不能正常工作）。

演示串联电路中第二小灯泡L2被短路的情形：将演示板上的蓄电池、电键、灯泡，保险丝用导线按照附图2连接，当总电键S、第一电键S1、第二电键S2、第三电键S3同时闭合时，第二小灯泡L2被保险丝短路，只有第一小灯泡L1发光且亮度跟实施例一中小灯泡的亮度相同。

演示串联电路中第一小灯泡L1被短路的情形：将演示板上的蓄电池、电键、灯泡，保险丝用导线按照附图3连接，当总电键S、第一电键S1、第二电键S2、第三电键S3同时闭合时，第一小灯泡L1被保险丝短路，只有第二小灯泡L2发光且亮度跟实施例一中小灯泡的亮度相同。

演示串联电路中第一小灯泡L1和第二小灯泡L2同时被短路或电源被短路的情形：将演示板上的蓄电池、电键、灯泡，保险丝用导线按照附图4连接，当总电键S、第一电键S1、第二电键S2、第三电键S3同时闭合时，第一小灯泡L1和第二小灯泡L2同时被保险丝短路，两灯泡均不发光，可以观察到几秒钟后餐厅纸变形、变色、变焦、冒烟到最后燃烧，保险丝熔断；当总电键S、第三电键S3闭合第一电键S1、第二电键S2断开时，电源被保险丝短路，第一小灯泡L1和第二小灯泡L2无电流流过，两灯泡均不发光，可以观察到几秒钟后餐厅纸变形、变色、变焦、冒烟到最后燃烧，保险丝熔断。

Claims

1.一种多功能短路演示器，其构造包括演示板(1)，立板(2)、底座(3)和熔粒槽(4)，其特征在于：演示板(1)以及设置于演示板(1)上构成演示电路的各电路元件和电源，所述演示板(1)固定在立板(2)上，所述底座上设有熔粒槽(4)。

2.根据权利1所述的一种多功能短路演示器，其特征是所述电路元件为总电键（S）、第一电键（S1）、第二电键（S2）和第三电键（S3）、第一小灯泡（L1）和第二小灯泡（L2）、保险丝（F）、导线。

3.根据权利1所述的一种多功能短路演示器，其特征是所述演示电路包括电键4只、小灯泡2只、保险丝1根，导线11根。

4.根据权利1所述的一种多功能短路演示器，其特征是所述电源（E）为蓄电池、学生稳压电源、调压器中的一种。

5.根据权利1所述的一种多功能短路演示器，其特征是所述电源（E）的电压为直流6伏。

6.根据权利1所述的一种多功能短路演示器，其特征是所述熔粒槽（4）设在保险丝（F）正下方并固定在底座上。

7.根据权利1所述的一种多功能短路演示器，其特征是所述熔粒槽（4）由金属薄皮制成。

8.根据权利2所述的一种多功能短路演示器，其特征是所述第一小灯泡（L1）和第二小灯泡（L2）为同一生产厂家同一批次同一型号的小灯泡，其额定电压为6V，额定功率小于10W。

9.根据权利2或3所述的一种多功能短路演示器，其特征是所述保险丝（F）中间段缠有餐厅纸、卫生纸、铝箔纸中的一种，所述铝箔纸为包装香烟或口香糖的铝箔衬纸。