CN210155959U - 一种家庭电路演示线路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家庭电路演示线路板，包括演示板和演示电路，所述演示电路包括漏电断路器、用于演示短路和断路的第一子电路和用于演示漏电的第二子电路，所述漏电断路器的进线端电连接220V交流电源，所述漏电断路器的火线接出端电连接所述第一子电路的火线端，所述第一子电路的零线端电连接所述漏电断路器的零线接出端，所述第二子电路的火线端电连接所述第一子电路的火线端，所述第二子电路的零线端电连接所述漏电断路器的零线接出端。本实用新型能够全面的演示电路中的常见故障，并使学生进行直观的观察与感受，具有让学生深刻的理解电路的组成和故障的产生原因的优点。

Description

一种家庭电路演示线路板

技术领域

本实用新型涉及电路演示技术领域，具体涉及一种家庭电路演示线路板。

背景技术

初中阶段关于生活用电及安全用电的教学演示教具较少，且存在以下缺陷；(1)演示功能较少，常见的教具一般只有电流过大原因演示，不能将家庭电路中常见的电路故障问题全部的演示出来，如漏电、断路，使得学生不能完全的理解电路的组成、电路故障产生原因等，造成教学演示效果非常有限；(2)演示电路一般使用的是12V低压电源，演示实验的内容及效果非常有限，不利于学生直观的感受。

实用新型内容

为了解决现有演示教具所存在的演示功能少，演示效果不直观的问题，本实用新型的目的在于提供一种采用220V交流供电，能够演示电路中的常见故障，演示功能多且演示效果直观的家庭电路演示线路板。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种家庭电路演示线路板，包括演示板和位于演示板上的演示电路；

所述演示电路包括漏电断路器、用于演示短路和断路的第一子电路和用于演示漏电的第二子电路；

所述漏电断路器的进线端电连接220V交流电源，所述漏电断路器的火线接出端电连接所述第一子电路的火线端，所述第一子电路的零线端电连接所述漏电断路器的零线接出端；

所述第二子电路的火线端电连接所述第一子电路的火线端，所述第二子电路的零线端电连接所述漏电断路器的零线接出端。

优化的，所述第一子电路包括短路演示电路单元和断路演示电路单元，其中，所述短路演示电路单元包括单刀双掷开关、保险丝、第一两孔插座，且所述保险丝的额定电流小于所述漏电断路器的额定电流；

所述单刀双掷开关的接入端电连接所述漏电断路器的火线接出端，所述单刀双掷开关的第一接出端电连接所述保险丝的一端，所述保险丝的另一端电连接所述第一两孔插座的火线端，所述第一两孔插座的零线端电连接所述漏电断路器的零线接出端。

进一优化的，所述短路演示电路单元还包括短路试触导线，其中，所述短路试触导线在电接入所述第一两孔插座后，使所述短路演示电路单元短路。

优化的，所述断路演示电路单元包括断路指示灯、第一开关和第一灯泡；

所述单刀双掷开关的第二接出端电连接所述断路指示灯的一端，所述断路指示灯的另一端电连接所述保险丝的另一端，所述第一开关的一端电连接所述保险丝的另一端，所述第一开关的另一端串联所述第一灯泡后电连接所述漏电断路器的零线接出端。

进一步优化的，还包括功率演示子电路，其中，所述功率演示子电路包括第二灯泡、第二开关和电能表；

所述电能表串联在所述漏电断路器与220V交流电源之间，所述第二开关的一端电连接所述保险丝的另一端，所述第二开关的另一端串联所述第二灯泡后电连接所述漏电断路器的零线接出端。

具体的，所述第一灯泡的额定功率为15W，所述第二灯泡的额定功率为60W。

优化的，所述电能表与220V交流电源之间还设有接线盒，其中，所述接线盒为第二三孔插座。

优化的，所述演示板上还设有插头，所述插头的输出端电连接所述接线盒。

优化的，所述第二子电路包括第一三孔插座、漏电指示灯和漏电试触导线；

所述第一三孔插座的火线端电连接所述保险丝的另一端，所述第一三孔插座的零线端电连接所述漏电断路器的零线接出端，所述第一三孔插座的接地端电连接所述漏电指示灯的一端，所述漏电指示灯的另一端电连接所述漏电试触导线。

优化的，所述保险丝的另一端与所述漏电断路器的零线接出端之间还并联有第二两孔插座。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型为一种家庭电路演示线路板，本实用新型在演示板上设置有包含第一子电路和第二子电路的演示电路，其中，第一子电路用于演示电路发生短路和断路故障，第二子电路用于演示电路发生漏电故障，通过上述设计，既可将电路中出现的常见故障演示出来，不仅增加了演示功能，还便于学生全面的理解电路的组成及故障产生原因；同时，本实用新型采用220V交流供电，相比于12V供电，在进行电路故障演示时，所产生的实验演示效果比较直观，便于学生更好的观察；另外，本实用新型的演示电路中设有漏电断路器，通过漏电断路器即可防止在电路进行故障演示时出现触电安全事故，提高演示的安全性。

(2)第一子电路中又包含短路演示电路单元和断路演示电路单元，其中，在进行短路演示时，将单刀双掷开关的接入端电连接第一接出端，且将短路试触导线的两端插入第一两孔插座中，使短路演示电路单元发生短路。

发生短路故障后，整个电路中的电流增大，所以，保险丝由于电流过大升温而被熔断，但是由于保险丝的额定电流小于漏电断路器的额定电流，即整个电路中电流未达到漏电断路器的额定电流，不会使断路漏电器跳闸。通过上述设计，即可通过短路试触导线实现电路短路故障的演示，并直观的观察到保险丝熔断，使学生明确的理解短路故障产生的原因及保险丝的作用。

(3)第一子电路中的断路演示电路单元用于演示断路故障，在进行断路故障演示时，即将单刀双掷开关的接入端电连接第二接出端，并将第一开关闭合，开始时，整个断路演示电路单元处于接通状态，即断路指示灯处于和第一灯泡处于点亮状态，然后将第一灯泡断开与第一开关的电连接，使断路演示电路单元发生断路故障，此时，整个电路不导通，即断路指示灯熄灭，通过上述设计，即可实现断路故障演示，且可通过断路指示灯进行直观的观察，并使学生明确的理解断路故障产生的原因。

(4)本实用新型中的第二子电路包括第一三孔插座、漏电指示灯以及漏电试触导线，当进行漏电故障演示时，先将单刀双掷开关的接入端电连接第一接出端，并使第一开关闭合，此时，将漏电试触导线插入第一三孔插座的火线孔，即可观察到漏电指示灯在点亮后又立即熄灭，且漏电断路器跳闸。通过上述设计，即可实现漏电故障演示，且使学生明确的理解漏电故障的产生原因。

(5)本实用新型还设有功率演示子电路，由于功率演示子电路中设有电能表，且电能表串联在断路保护器与220V交流电源之间，同时第一灯泡和第二灯泡均并联在保险丝的另一端和漏电断路器的零线接出端之间，所以，可分别闭合第一开关和第二开关，并在相同时间内分别记录第一开关闭合后电能表上频闪指示灯的闪烁次数和第二开关闭合后电能表上频闪指示灯的闪烁次数，通过比较闪烁次数即可直观的演示电流做工快慢。通过上述设计，增加了本实用新型的演示功能，提高了学生对电流做工快慢的理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供家庭电路演示线路板的结构示意图。

图2是本实用新型提供的演示电路的具体电路图。

上述附图中，1-演示板；2-演示电路；3-漏电断路器；4-电能表；5-插头。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

实施例一

如图1～2所示，本实施例所提供的家庭电路演示线路板，包括演示板1和位于演示板1上的演示电路2。

所述演示电路2包括漏电断路器3、用于演示短路和断路的第一子电路和用于演示漏电的第二子电路。

所述漏电断路器3的进线端电连接220V交流电源，所述漏电断路器3的火线接出端电连接所述第一子电路的火线端，所述第一子电路的零线端电连接所述漏电断路器3的零线接出端。

所述第二子电路的火线端电连接所述第一子电路的火线端，所述第二子电路的零线端电连接所述漏电断路器3的零线接出端。

如图1所示，下面对所述家庭电路演示线路板进行具体的描述：

所述演示板1即作为演示电路2的安装场所，并作为演示场所，在本实施例中，举例所述演示板1可以但不仅限于为木板、塑料板。

所述演示电路2即用于演示家庭电路中常见故障，即短路、断路和漏电。

所述第一子电路用于演示短路和断路故障，便于使学生直观的观察到电路发生短路和断路故障后产生的实验现象，并通过演示短路和断路故障让学生明确的知晓短路和断路故障产生的原因，提高学生对电路的理解。

同理，第二子电路用于演示漏电故障，即通过第二子电路使学生直观的观察到电路发生漏电故障时产生的实现结果及现象，并使学生明确的知晓漏电故障产生的原因，提高学生对电路的理解。

在本实施例中，本实用新型采用220V交流电源为整个演示电路2供电，通过上述设计，即可最真实的模拟家庭电路，使整个演示电路所演示的实验结果更加的直观，便于学生进行直观的感受，进一步的辅助学生进行电路的理解。

另外，本实用新型还设有漏电断路器3，通过在整个电路中设置漏电断路器3，即可在进行故障演示时出现触电安全事故，保证演示时的安全性。

在本实施例中，接入漏电断路器3的火线用红色导线表示，零线用黄色导线表示，通过这样设计，即可让学生明确的区分火线和零线。

优化的，所述第一子电路包括短路演示电路单元和断路演示电路单元，其中，所述短路演示电路单元包括单刀双掷开关S1、保险丝R1、第一两孔插座H1，且所述保险丝R1的额定电流小于所述漏电断路器3的额定电流。

所述单刀双掷开关S1的接入端电连接所述漏电断路器3的火线接出端，所述单刀双掷开关S1的第一接出端电连接所述保险丝R1的一端，所述保险丝R1的另一端电连接所述第一两孔插座H1的火线端，所述第一两孔插座H1的零线端电连接所述漏电断路器3的零线接出端。

具体的，所述短路演示电路单元还包括短路试触导线C1，其中，所述短路试触导线C1在电接入所述第一两孔插座H1后，使所述短路演示电路单元短路。

如图2所示，下面对第一子电路中的短路演示电路单元进行具体电路的描述：

所述单刀双掷开关S1的接入端电连接漏电断路器3的火线接出端，当进行短路故障演示实验时，先将单刀双掷开关S1的闭合至第一接出端，此时，即将保险丝R1接入了短路演示电路单元，然后将短路试触导线C1的两端分别插入第一两孔插座H1的火线孔与零线孔中，通过上述操作，即可造成短路演示电路单元短路。而由于演示电路2设置了漏电断路器3，且漏电断路器3的额定电流大于保险丝R1的额定电流，所以，当短路试触导线C1插入第一两孔插座H1中时，即电路短路时，漏电断路器3由于电流未达到其额定电流不会跳闸，而此时电路中的电流则已经达到保险丝R1的额定电流，即保险丝R1会升温熔断，进而使整个电路断开。

通过上述设计，不仅演示了电路故障产生的原因，还能将短路故障产生的实验效果通过保险丝R1明显的表现出来，便于学生深刻的理解电路故障产生的原因，进而理解电路的组成。

在本实施例中，短路试触导线C1为两端裸露，中间包裹有较厚绝缘层的导线，设置较厚的结缘层，即可保证在插入第一两孔插座H1时，实验者的安全。

优化的，所述断路演示电路单元包括断路指示灯L1、第一开关S2和第一灯泡L2。

所述单刀双掷开关S1的第二接出端电连接所述断路指示灯L1的一端，所述断路指示灯L1的另一端电连接所述保险丝R1的另一端，所述第一开关S2的一端电连接所述保险丝R1的另一端，所述第一开关S2的另一端串联所述第一灯泡L2后电连接所述漏电断路器3的零线接出端。

如图2所示，下面对断路演示电路单元进行具体的解释：

在进行断路故障演示前，先将单刀双掷开关S1的接入端闭合至第二接出端，即将漏电指示灯L1接入断路演示电路单元中，然后闭合第一开关S1，使第一灯泡L2点亮，此时，漏电指示灯L1、第一灯泡L2与漏电断路器3形成一个完整的回路。

当进行断路故障演示时，直接将第一灯泡L2断开与第一开关S1的电连接，这样操作即可造成断路演示电路单元发生断路，此时，整个电路处于断开状态，即断路指示灯L1熄灭。

通过上述设计，即可使学生直观的观察到断路故障产生原因，提高学生对电路的理解。

在本实施例中，第一灯泡L2断开与第一开关S1的电连接的方式为：直接将第一灯泡L2从灯座上拧下。

同时，在断路演示电路单元还可以进行另一种电路故障的演示，同样将单刀双掷开关S1闭合至第二接出端，也将第一开关S2闭合，在不拧下第一灯泡L2的情况下，直接将短路试触导线C1的两端插入第一两孔插座H1中，造成整个电路短路，此时，由于电路发生短路，即会使漏电断路器3跳闸，断开整个电路与22OV交流电源的电连接，即断路指示灯L1也会熄灭。

通过上述设计，即可使学生理解短路对有负载电路的影响，还可让学生知晓漏电保护器3在电路中的作用，提高学生对电路的理解。

优化的，还包括功率演示子电路，其中，所述功率演示子电路包括第二灯泡L3、第二开关S3和电能表4。

所述电能表4串联在所述漏电断路器3与220V交流电源之间，所述第二开关S3的一端电连接所述保险丝R1的另一端，所述第二开关S3的另一端串联所述第二灯泡L3后电连接所述漏电断路器3的零线接出端。

具体的，所述第一灯泡L2的额定功率为15W，所述第二灯泡L3的额定功率为60W。

如图2所示，本实用新型中的功率演示子电路与断路演示电路单元进行对比演示，即可实现电流做工快慢的演示。

由于第一灯泡L2与第二灯泡L3均并联在保险丝R1的另一端与漏电断路器3的零线接出端之间，所以，两灯泡的电压相同，而由于第一灯泡L2的额定功率为15W，第二灯泡L3的额定功率为60W，所以，流过两灯泡的电流不同。

当进行电流做工快慢演示实验时：首先，先将单刀双掷开关S1闭合至第一接出端，然后只闭合第一开关S2，此时，第一灯泡L2点亮，最后则记录一定时间内电能表4上频闪指示灯的闪烁次数。

记录完成后，断开第一开关S2，闭合第二开关S3，此时，第二灯泡L3点亮，最后也在相同时间内记录电能表4上频闪指示灯的闪烁次数。

通过比较同一时间内电能表4上频闪指示灯的闪烁次数，即可对第一灯泡L2与第二灯泡L3进行电流做工快慢的比较演示，使学生通过电能表4就能进行直观的感受，通过上述设计，不仅增加了本实用新型的演示功能，更提高了学生对电流做工的理解。

在本实施例中，记录的时间为1分钟。

进一步优化的，所述电能表4与220V交流电源之间还设有接线盒H2，其中，所述接线盒H2为第二三孔插座。通过设置接线盒H2，且接线盒H2为第二三孔插座，并外接220V交流电源。通过上述设计，若在进行接电时，发现室内插座的左边为零线，右边为火线，即可在接线盒H2处进行换接，确保演示板1上的导线对应连接火线，保证整个演示电路2的正常运行。

具体的，所述演示板1上还设有插头5，所述插头5的输出端电连接所述接线盒H2。通过上述设计，使得演示板1不需要固定连接22V交流电源，可便于拿放，在不同的地方进行演示，在需要显示时，接口通过插头5连接室内的交流电插座即可，这样即大大的提高了本实用新型使用的便捷性。

在本实施例中，举例插头5位三线插头。

优化的，所述第二子电路包括第一三孔插座H3、漏电指示灯L4和漏电试触导线C2。

所述第一三孔插座H3的火线端电连接所述保险丝R1的另一端，所述第一三孔插座H3的零线端电连接所述漏电断路器3的零线接出端，所述第一三孔插座H3的接地端电连接所述漏电指示灯L4的一端，所述漏电指示灯L4的另一端电连接所述漏电试触导线C2。

如图2所示，下面对第二子电路进行具体的解释：

在进行漏电故障演示时，先将单刀双掷开关S1闭合至第一接出端，并闭合第一开关S2，这时观察到第一灯泡L2处于点亮状态，然后将漏电试触导线C2插入第一三孔插座H3的火线孔，即第一三孔插座H3右边的插孔，此时，即可观察到漏电指示灯L4点亮后迅速熄灭，出现这种状态的原因为：第一三孔插座H3发生漏电故障，使漏电指示灯L4接通火线点亮，但是由于整个电路存在漏电断路器3，所以在接入后，致使漏电断路器3跳闸，断开整个电路与220V交流电源的电连接，所以漏电指示灯L4又会立即熄灭。

通过上述设计，即可使学生直观的观察到电路发生漏电故障后的现象，并清楚的了解漏电产生原因，提高学生对电路的理解。

优化的，所述保险丝R1的另一端与所述漏电断路器3的零线接出端之间还并联有第二两孔插座H4。如图2所示，设置第二两孔插座H4也可作为漏电故障的演示，即漏电试触导线C2也可插入第二两孔插座H4的火线插孔中进行漏电演示，通过上述设计，即可通过不同类型插座进行漏电故障演示，使学生全面的理解漏电产生的原因。

在本实施例中，漏电试触导线C2也被绝缘层包裹，保证接入时，演示者的安全。

在本实施例中，通过整个所述演示电路2，还可进行家庭电路组成的演示及解释。即闭合所有的开关，使演示电路2中的各用电器全部处于工作状态，然后可由老师依次介绍电能表4、漏电断路器3和保险丝R1在电路中的作用。

同时，还可观察电路中的灯泡、插座的连接特点，明确连接方式，还可依次操作开关，可使学生观察开关对灯泡的控制作用以及开关的连接位置及方式。

另外，还可通过电路中的各插座外接其它用电器，理解插座的作用以及插座与电路的连接方式。

综上，通过本实用新型，可帮助学生建立故障电路模型，即可全面的演示电路中的常见故障(短路、断路及漏电)，并使学生进行直观的观察与感受，让学生深刻的理解电路的组成和故障的产生原因。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家庭电路演示线路板，其特征在于：包括演示板(1)和位于演示板(1)上的演示电路(2)；

所述演示电路(2)包括漏电断路器(3)、用于演示短路和断路的第一子电路和用于演示漏电的第二子电路；

所述漏电断路器(3)的进线端电连接220V交流电源，所述漏电断路器(3)的火线接出端电连接所述第一子电路的火线端，所述第一子电路的零线端电连接所述漏电断路器(3)的零线接出端；

所述第二子电路的火线端电连接所述第一子电路的火线端，所述第二子电路的零线端电连接所述漏电断路器(3)的零线接出端。

2.根据权利要求1所述的一种家庭电路演示线路板，其特征在于：所述第一子电路包括短路演示电路单元和断路演示电路单元，其中，所述短路演示电路单元包括单刀双掷开关(S1)、保险丝(R1)、第一两孔插座(H1)，且所述保险丝(R1)的额定电流小于所述漏电断路器(3)的额定电流；

所述单刀双掷开关(S1)的接入端电连接所述漏电断路器(3)的火线接出端，所述单刀双掷开关(S1)的第一接出端电连接所述保险丝(R1)的一端，所述保险丝(R1)的另一端电连接所述第一两孔插座(H1)的火线端，所述第一两孔插座(H1)的零线端电连接所述漏电断路器(3)的零线接出端。

3.根据权利要求2所述的一种家庭电路演示线路板，其特征在于：所述短路演示电路单元还包括短路试触导线(C1)，其中，所述短路试触导线(C1)在电接入所述第一两孔插座(H1)后，使所述短路演示电路单元短路。

4.根据权利要求2所述的一种家庭电路演示线路板，其特征在于：所述断路演示电路单元包括断路指示灯(L1)、第一开关(S2)和第一灯泡(L2)；

所述单刀双掷开关(S1)的第二接出端电连接所述断路指示灯(L1)的一端，所述断路指示灯(L1)的另一端电连接所述保险丝(R1)的另一端，所述第一开关(S2)的一端电连接所述保险丝(R1)的另一端，所述第一开关(S2)的另一端串联所述第一灯泡(L2)后电连接所述漏电断路器(3)的零线接出端。

5.根据权利要求4所述的一种家庭电路演示线路板，其特征在于：还包括功率演示子电路，其中，所述功率演示子电路包括第二灯泡(L3)、第二开关(S3)和电能表(4)；

所述电能表(4)串联在所述漏电断路器(3)与220V交流电源之间，所述第二开关(S3)的一端电连接所述保险丝(R1)的另一端，所述第二开关(S3)的另一端串联所述第二灯泡(L3)后电连接所述漏电断路器(3)的零线接出端。

6.根据权利要求5所述的一种家庭电路演示线路板，其特征在于：所述第一灯泡(L2)的额定功率为15W，所述第二灯泡(L3)的额定功率为60W。

7.根据权利要求5所述的一种家庭电路演示线路板，其特征在于：所述电能表(4)与220V交流电源之间还设有接线盒(H2)，其中，所述接线盒(H2)为第二三孔插座。

8.根据权利要求7所述的一种家庭电路演示线路板，其特征在于：所述演示板(1)上还设有插头(5)，所述插头(5)的输出端电连接所述接线盒(H2)。

9.根据权利要求2所述的一种家庭电路演示线路板，其特征在于：所述第二子电路包括第一三孔插座(H3)、漏电指示灯(L4)和漏电试触导线(C2)；

所述第一三孔插座(H3)的火线端电连接所述保险丝(R1)的另一端，所述第一三孔插座(H3)的零线端电连接所述漏电断路器(3)的零线接出端，所述第一三孔插座(H3)的接地端电连接所述漏电指示灯(L4)的一端，所述漏电指示灯(L4)的另一端电连接所述漏电试触导线(C2)。

10.根据权利要求2所述的一种家庭电路演示线路板，其特征在于：所述保险丝(R1)的另一端与所述漏电断路器(3)的零线接出端之间还并联有第二两孔插座(H4)。

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