CN204130025U - 电流过大的原因及其危害演示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种中学物理教学用电流过大的原因及其危害演示器，包括演示板以及设置于演示板上的构成演示电路的各电路元件，演示板背面设有电源。所述电路元件为开关、鳄鱼夹、铝箔纸、电流表、小灯泡、导线；所述铝箔纸的两端分别被所述鳄鱼夹夹住；所述电流表为数字直流电流表、指针式直流电流表中的一种。本实用新型取得的有益效果是：(1)取材容易，造价低廉；(2)安全可靠，所用电源是电压为6V-12V的直流电源；(3)演示效果明显，可见度高，用电流表显示电流值更方便观察电流的大小，从铝箔纸受热变形→变色→变焦→冒烟到最后燃烧，可以持续5秒以上，有烟、火产生。(4)整体结构简单，演示操作方便。

Description

电流过大的原因及其危害演示器

技术领域

本实用新型涉及一种中学物理教学用具，特别是一种演示电流过大的原因及其危害的装置。

背景技术

现行的人教版初中物理教材中单独安排一节内容来讲解家庭电路中电流过大的原因。并且认为：“家庭电路中电流过大的原因有两个，一是电路中用电器的总功率过大，二是电路发生短路”(彭前程.义务教育教科书·物理9年级.北京：人民教育出版社，2013年6月第1版，第109页-112页)。教材中只是用图片展示了“用电器的总功率过大，容易发生火灾”、“短路时电路中的电流非常大，很容易发生火灾”，没有安排演示实验来说明这两个原因对电路的影响。实验室中也没有专门的仪器来演示电流过大的原因及其危害，学生和老师都迫切需要有针对性的教学用具，然而在市场上却很难找到合适的教学用具。为了让学生对电流过大的原因及其危害有深刻认识，教师一般会用自制教具给学生补充电流过大的原因及其危害演示实验，也有部分老师因为没有现成的仪器而不给学生做这个实验，电流过大的原因及其危害很难建立正确的认识。给教学带来一定困难，甚至影响到学生成绩、学习兴趣和学生安全。

电流过大的原因分为短路和用电器的总功率过大两种情况。在实际教学中老师给学生补充的短路危害演示实验一般有两种方法。第一种方法是用导线直接把一节干电池两极连接起来做短路实验，这样短路电流不会超过3A，用手触摸导线只有发热的感觉，新干电池由原来硬邦邦的变软了，并有热乎乎的感觉，学生对短路事故严重性无明确直观认识，电路短路造成的危害，如剧烈的火花不能察觉。第二种方法是用保险丝直接接入220v交流电路中造成短路，这种方法有如下缺点：(1)不安全。由于工作电压是220v，不是安全电压，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容易溅到操作教师或前排学生。(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。(3)如果选用的保险丝额定电流稍大，或者干路上保险丝不够大，短路时所产生的大电流常使干路上的保险丝熔断，造成较大范围停电。(4)有损师生健康。由于使用的不是安全电压，实验本身带有危险性，教师做实验时提心吊胆，学生看实验时担心害怕，有损师生健康。老师给学生补充的用电器的总功率过大演示实验一般是把几个“220V100W”的灯泡并联在220V电源上，依次闭合开关后，发现保险丝熔断，其缺点如演示短路的第二种方法所述。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：提供一种结构简单、实验现象明显且安全可靠的电流过大的原因及其危害演示器。既便于教师操作实验，完成教学任务，又方便学生观察实验现象，提高学习兴趣。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种电流过大的原因及其危害演示器，包括演示板以及设置于所述演示板上的构成演示电路的各电路元件；所述演示板背面设有电源；所述电源放置在演示板背面的电源盒内。

所述的电路元件为开关、鳄鱼夹、铝箔纸、电流表、小灯泡、导线。

所述演示电路包括：开关4个、鳄鱼夹2个、铝箔纸1段、电流表1个、小灯泡3个、导线13根。

所述电源为蓄电池、调压器、学生电源、甲种干电池中的一种。

所述电源的电压为直流6V-12V。

所述小灯泡的额定电压为6V-12V，额定功率小于22W。

所述铝箔纸长1～10cm，宽1～2.5mm，厚0.006mm～0.007mm，可以用包装香烟(或口香糖)的铝箔衬纸裁剪而得。

所述电流表为数字直流电流表、指针式直流电流表中的一种。

所述第一开关的一端与所述电源正接线柱连接，另一端与所述第一鳄鱼夹连接；

所述第一灯泡的一端与所述电源负接线柱连接，另一端与所述电流表的一端连接；

所述电流表的一端与所述第一灯泡的一端连接，另一端与所述第二鳄鱼夹连接；

所述铝箔纸的一端被所述第一鳄鱼夹夹住，另一端被所述第二鳄鱼夹夹住；

所述第二开关的一端与所述第二小灯泡的一端连接，第二开关的另一端与所述第一小灯泡的一端连接，第二小灯泡的另一端与所述第一小灯泡的另一端连接；

所述第三开关的一端与所述第三小灯泡的一端连接，第三开关的另一端与所述第一小灯泡的一端连接，第三小灯泡的另一端与所述第一小灯泡的另一端连接；

所述第四开关的一端与所述第一小灯泡的一端连接，另一端与所述第一小灯泡的另一端连接；

所述演示板背面的直流电源的正、负极分别用导线穿过演示板与演示板正面的电源正接线柱和电源负接线柱相连。

本实用新型电流过大的原因及其危害演示器与现有技术相比具有以下优点：

(1)取材容易，造价低廉，所选铝箔纸可以用包装香烟(或口香糖)的铝箔衬纸裁剪而得，其余器材都是中学物理实验室常用器材。

(2)安全可靠，所用电源的电压为6V-12V，是安全电压，不用担心触电事故。

(3)演示效果明显，可见度高。演示板是立着放置的，全班同学都能看清楚电路的连接情况、小灯泡的亮暗、直流电流表的示数和铝箔纸的燃烧过程。本实用新型的电流过大的原因及其危害演示器延长了电流过大时危害发生的过程，从铝箔纸开始变形到最后燃烧，全过程可以持续5秒以上，便于学生观察理解，由于有烟、火产生，实验现象特别明显，能给学生留下深刻印象。另外用数字直流电流表显示电流值，学生更容易观察。

(4)整体结构简单，演示操作方便。可以在短时间内重复多次做实验，也可以让学生亲自操作实验。

附图说明

图1是本实用新型的正面结构示意图。

图2是本实用新型的背面结构示意图。

附图中的标记分别表示：1-演示板，2-电源盒，3-电源正接线柱，4-第一开关，5-第一鳄鱼夹，6-铝箔纸，7-第二鳄鱼夹，8-电流表，9-导线，10-第一小灯泡，11-第二开关，12-第二小灯泡，13-第三开关，14-第三小灯泡，15-第四开关，16-电源负接线柱，17-电源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的电流过大的原因及其危害演示器作以下详细说明。

如附图1所示，本实用新型的电流过大的原因及其危害演示器，包括：演示板1以及设置于所述演示板1上的构成演示电路的各电路元件；所述演示板1背面设有直流电源16；所述直流电源16放置在电源盒2内。

所述的电路元件为开关、鳄鱼夹、铝箔纸、数字直流电流表、小灯泡、导线。

所述演示电路包括：开关4个、鳄鱼夹2个、铝箔纸1段、数字直流电流表1个、小灯泡3个、导线13根，它们之间的连接关系为：

所述第一开关4的一端与所述电源正接线柱3连接，另一端与所述第一鳄鱼夹5连接；

所述第一灯泡10的一端与所述电源负接线柱16连接，另一端与所述数字直流电流表8的一端连接；

所述铝箔纸6的一端被所述第一鳄鱼夹5夹住，另一端被所述第二鳄鱼夹7夹住；

所述数字直流电流表8的另一端与所述第二鳄鱼夹7连接；

所述第二开关11的一端与所述第二小灯泡12的一端连接，第二开关11的另一端与所述第一小灯泡10的一端连接，第二小灯泡12的另一端与所述第一小灯泡10的另一端连接；

所述第三开关13的一端与所述第三小灯泡14的一端连接，第三开关13的另一端与所述第一小灯泡10的一端连接，第三小灯泡14的另一端与所述第一小灯泡10的另一端连接；

所述第四开关15的一端与所述第一小灯泡10的一端连接，另一端与所述第一小灯泡10的另一端连接；

如附图2所示，所述演示板1背面的直流电源17的正、负极分别用导线穿过演示板与演示板正面的电源正接线柱3和电源负接线柱16相连。

实施例一：演示用电器的总功率过大对电路的影响。演示时，将演示板1上的第一开关4闭合，所述电路中的第一小灯泡10发光，数字直流电流表8显示一定的电流值；当再闭合第二开关11时，所述电路中的第一小灯泡10、第二小灯泡12都发光，数字直流电流表8的示数增大；当再闭合第三开关13时，所述电路中的第一小灯泡10、第二小灯泡12、第三小灯泡14都发光，数字直流电流表8的示数显著增大，同时发现铝箔纸6受热变形→变色→变焦→冒烟，当温度达到铝箔纸6的着火点时，铝箔纸6燃烧。说明电路中用电器的总功率过大，干路中的电流急剧增大，产生大量的热，会烧坏导线。

实施例二：演示短路对电路的影响。演示时，将演示板1上的第一开关4闭合，所述电路中的第一小灯泡10发光，数字直流电流表8显示一定的电流值；再闭合第四开关15，第一小灯泡10被短接，第一小灯泡10不发光，电源两极之间发生短路，数字电流表8的示数急剧增大，同时发现铝箔纸6受热变形→变色→变焦→冒烟，当温度达到铝箔纸6的着火点时，铝箔纸6燃烧。说明短路时用电器不工作，电路中的电流急剧增大，产生大量的热，会烧坏导线。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何人员在本实用新型的启示下，可轻易想到的变化或替换，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电流过大的原因及其危害演示器，其特征在于，包括：演示板以及设置于所述演示板上的构成演示电路的各电路元件；所述电路元件为第一开关，第二开关，第三开关，第四开关，第一小灯泡，第二小灯泡，第三小灯泡，第一鳄鱼夹，第二鳄鱼夹，铝箔纸，电流表，导线，电源；所述第一开关的一端与所述电源正接线柱连接，另一端与所述第一鳄鱼夹连接；所述第一小灯泡的一端与所述电源负接线柱连接，另一端与所述电流表的一端连接；所述铝箔纸的一端被所述第一鳄鱼夹夹住，另一端被所述第二鳄鱼夹夹住；所述电流表的另一端与所述第二鳄鱼夹连接；所述第二开关的一端与所述第二小灯泡的一端连接，第二开关的另一端与所述第一小灯泡的一端连接，第二小灯泡的另一端与所述第一小灯泡的另一端连接；所述第三开关的一端与所述第三小灯泡的一端连接，第三开关的另一端与所述第一小灯泡的一端连接，第三小灯泡的另一端与所述第一小灯泡的另一端连接；所述第四开关的一端与所述第一小灯泡的一端连接，另一端与所述第一小灯泡的另一端连接。 

2.根据权利要求1所述的电流过大的原因及其危害演示器，其特征在于：所述电源为蓄电池、调压器、学生电源、甲种干电池中的一种。 

3.根据权利要求1所述的电流过大的原因及其危害演示器，其特征在于：所述电源的电压为直流6V-12V。 

4.根据权利要求1所述的电流过大的原因及其危害演示器，其特征在于：所述小灯泡的额定电压为6V-12V，额定功率小于22W。 

5.根据权利要求1所述的电流过大的原因及其危害演示器，其特征在于：所述电流表为数字直流电流表、指针式直流电流表中的一种。