CN210606245U - 一种焦耳定律实验器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于教学用具技术领域，具体涉及一种焦耳定律实验器，包括底座，底座上安装有至少一个电阻，所述底座上设有若干个可接入电源线或者导线的接线柱，所述电阻与所述接线柱相连，所述电阻上套设有可感知温度并随温度变化而变色的温变组件。本实用新型通过在电阻上套设温变组件来验证焦耳定律，简单可靠安全性高，温变组件在不同温度下的变化，增强了实验的趣味性。
Description
技术领域
本实用新型属于教学用具技术领域，具体涉及一种焦耳定律实验器。
背景技术
焦耳定律实验是初中物理教学中一个十分重要的实验。焦耳定律揭示了一种电流的热效应现象，单位时间内电流产生的热量与电阻成正比，与电流的平方成正比。
现有的焦耳定律实验是通过温度计检测通电电阻所产生的热量来直观展现焦耳定律的。在课堂教学过程中，由于学生人数众多，温度计的液柱较为细小，难以让所有学生都可以看到温度计的变化。除此之外仅仅通过观察温度计的变化缺乏趣味性，难以提高学生们的兴趣。而且，温度计是易碎物品，里面装有易挥发的水银。若不小心打破温度计，会对学生的健康产生影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种加装了能够感知温度变化而变色的温变组件的焦耳定律实验器。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种焦耳定律实验器，包括底座，底座上安装有至少一个电阻，所述底座上设有若干个可接入电源线或者导线的接线柱，所述电阻与所述接线柱相连，所述电阻上套设有可感知温度并随温度变化而变色的温变组件。
优选地，所述温变组件包括第一温变环、第二温变环和第三温变环，所述第一温变环、第二温变环和第三温变环均开设有可容纳电阻的第一通孔，所述第一温变环、第二温变环和第三温变环之间相互独立。
优选地，所述第一温变环由阈值设置在-15°至40°区间内的感温变色材料制成，所述第二温变环由阈值设置在41°至50°区间内的感温变色材料制成，所述第三温变环由阈值设置在51°至65°区间内的感温变色材料制成。
优选地，所述底座上成型有若干个可容纳温变组件的第一凹槽，第一凹槽底部开设有若干个第一开口。
优选地，所述底座上成型有若干个凸台，凸台开设有贯穿底座的第二通孔，所述凸台上安装有接线柱，接线柱与凸台通过螺纹来固定连接。
优选地，所述接线柱上端成型有与内六角扳手配合的第三通孔，第三通孔内成型有挡环。
优选地，所述接线柱上成型有用来增大摩擦力的滚花。
优选地，所述底座两端成型有可容纳分流电阻的第二凹槽，第二凹槽上开设有第二开口。
本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：
本实用新型通过在电阻上套设温变组件来验证焦耳定律，简单可靠安全性高，温变组件在不同温度下的变化，增强了实验的趣味性。
附图说明
图1是本实用新型中结构示意图一。
图2是本实用新型中剖视示意图。
图3是本实用新型中放大图A。
图4是本实用新型中局部结构示意图。
图5是本实用新型结构中放大图B。
图6是本实用新型中结构示意图二。
附图标记：
1-底座；11-凸台；12-第二通孔；2-接线柱；21-第三通孔；22-挡环；
23-滚花；3-电阻；4-第一温变环；5-第二温变环；6-第三温变环；
7-第一凹槽；71-第一开口；8-第二凹槽；81-第二开口；9-第一通孔；
10-分流电阻。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1和图2所示，一种焦耳定律实验器，包括底座1，底座1上安装有3个电阻3，底座1上设有10个可接入电源线或者导线的接线柱2，所述每个电阻3与其中两个所述接线柱2相连，所述电阻3上套设有可感知温度并随温度变化而变色的温变组件。
如图3所示，所述温变组件包括第一温变环4、第二温变环5和第三温变环6，所述第一温变环4、第二温变环5和第三温变环6均开设有可容纳电阻3的第一通孔9，所述第一温变环4、第二温变环5和第三温变环6之间相互独立，可直接用手取下温变环然后更换所需的温变环，方便快捷。或者在电阻3上继续套上温变环，使得变色梯度更加明显，增加实验效果。
所述第一温变环4、第二温变环5和第三温变环6均由感温变色材料制成。
所述感温变色材料又称感温变色粉，感温变色粉为微胶囊化的可逆感温变色物质，指特定温度下因电子转移使该有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。感温变色粉可用于聚丙烯(PP)、软聚氯乙烯(S-PVC)、AS、ABS和硅胶等透明或半透明塑料的注塑、挤塑成型。也可混入不饱和聚脂、环氧树脂、有机玻璃或尼龙单体内浇铸、模压、固化成型合适之油墨基材。
感温变色粉的基本色有十五色，变色区间从-15℃到65℃均可设定，常用温度：8℃、15℃、22℃、31℃、33℃、43℃、65℃等。当感温变色粉感受到的温度达到自身设置好的阈值时，感温变色粉就会发生相应的变化，变成其他颜色。
本实用新型所述感温变色材料优选聚丙烯、软聚氯乙烯和ABS。
所述第一温变环4由变色阈值设置在0°至40°区间内的聚丙烯制成，根据实验环境挑选合适阈值的温变环，所述第二温变环5由变色阈值设置在41°至50°区间内的软聚氯乙烯制成，所述第三温变环6由变色阈值设置在51°至65°区间内的ABS制成。
当安装在温变环内的电阻3通电时，根据焦耳定律Q＝I2Rt,电阻3上有电流经过时，电阻3会产生热量，跟电阻3接触的温变环会感受到了温度的变化。比如将第一温变环4的温度阈值设为30°，第二温变环5的温度阈值设为45°，第三温变环6的温度阈值设为55°。当电阻3持续通电时，持续产生热量，电阻3周围温度的上升。当温度到达30°时，第一温变环4变色；当温度到达45°时，第二温变环5变色，第一温变环4维持原样；当温度到达55°时，第三温度环变色，第一温变环4与第二温变环5维持原样。如此，将焦耳定律的实验现象直观的展现出来，能够让学生会体会到实验的乐趣，并且避免了实验效果不能让所有学生都可以观察到的缺陷。
如图4和图5所示，所述底座1上成型有3个可容纳温变组件的第一凹槽7，第一凹槽7底部开设有若干个第一开口71，将电阻3上的导线从第一开口71处穿出然后接到所述接线柱2底部，将导线的连接都置于底座1下表面，使底座1上表面看起来整洁有序。
如图4所示，每个第一凹槽7两侧各有一个接线柱2，通过导线连接可以改变电路，即可将3个电阻3串联起来，也可将3个电阻3并联起来，或者其他更多的组合方式，去验证焦耳定律，有利于学生举一反三，增强了实验效果。
所述底座1上成型有若干个凸台11，凸台11开设有贯穿底座1的第二通孔12，所述接线柱2安装在凸台11上，所述接线柱2与凸台11通过螺纹来固定连接。
所述接线柱2由导电材料构成，所述导线压设在所述接线柱2与凸台11之间，使得导线与接线柱2之间紧密连接，增强电路的稳定性。
所述接线柱2上端成型有与内六角扳手配合的第三通孔21，便于内六角扳手插入，通过拧动内六角扳手来讲接线柱2拧紧在底座1上。第三通孔21内成型有挡环22，挡环22限制了内六角扳手的插入程度，无需内六角扳手插入太深即可拧动接线柱2，更加省力。
所述接线柱2上成型有用来增大摩擦力的滚花23，当接线柱2被拧动后，只需用手即可将接线柱2拧出，然后将导线取出。滚花23的存在增大了手与接线柱2之间的摩擦力，更加的省力。
如图6所示，所述底座1两端成型有可容纳分流电阻10的第二凹槽8，第二凹槽8上开设有第二开口81。通过两端单独设置的分流电阻10，可以将此分流电阻10与温变组件中的电阻3串联或者并联起来，需要多数据来验证焦耳定律时，只需改变单纯设置的分流电阻10来控制电路中的电流，来改变实验现象。除此之外，还可将温度计的测温端直接贴合在分流电阻3上，同步进行两种方式的焦耳定律实验，增强实验的趣味性，更有利于激发学生兴趣。
具体工作工程：
根据实验所需，将其中2个接线柱2作为电源端，只需将接线柱拧开至可以在接线柱与凸台之间夹入电源线，然后拧紧，也可通过使用内六角扳手来增加接线柱2、电源线和凸台11之间连接的稳定性。同理，在焦耳定律实验器布好电路走线，通电，即可开始焦耳定律实验。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种焦耳定律实验器，包括底座(1)，底座(1)上安装有至少一个电阻(3)，所述底座(1)上设有若干个可接入电源线或者导线的接线柱(2)，所述电阻(3)与所述接线柱(2)相连，其特征在于：所述电阻(3)上套设有可感知温度并随温度变化而变色的温变组件。
2.根据权利要求1所述的一种焦耳定律实验器，其特征在于：所述温变组件包括第一温变环(4)、第二温变环(5)和第三温变环(6)，所述第一温变环(4)、第二温变环(5)和第三温变环(6)均开设有可容纳电阻(3)的第一通孔(9)，所述第一温变环(4)、第二温变环(5)和第三温变环(6)之间相互独立。
3.根据权利要求2所述的一种焦耳定律实验器，其特征在于：所述第一温变环(4)由阈值设置在-15°至40°区间内的感温变色材料制成，所述第二温变环(5)由阈值设置在41°至50°区间内的感温变色材料制成，所述第三温变环(6)由阈值设置在51°至65°区间内的感温变色材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种焦耳定律实验器，其特征在于：所述底座(1)上成型有若干个可容纳温变组件的第一凹槽(7)，第一凹槽(7)底部开设有第一开口(71)。
5.根据权利要求1所述的一种焦耳定律实验器，其特征在于：所述底座(1)上成型有若干个凸台(11)，凸台(11)开设有贯穿底座(1)的第二通孔(12)，所述凸台(11)上安装有接线柱(2)，接线柱(2)与凸台(11)通过螺纹来固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种焦耳定律实验器，其特征在于：所述接线柱(2)上端成型有与内六角扳手配合的第三通孔(21)，第三通孔(21)内成型有挡环(22)。
7.根据权利要求6所述的一种焦耳定律实验器，其特征在于：所述接线柱(2)上成型有用来增大摩擦力的滚花(23)。
8.根据权利要求1所述的一种焦耳定律实验器，其特征在于：所述底座(1)两端成型有可容纳分流电阻(10)的第二凹槽(8)，第二凹槽(8)上开设有第二开口(81)。
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| CN201921176697.2U CN210606245U (zh) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | 一种焦耳定律实验器 |
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Cited By (1)
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| WO2023173563A1 (zh) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | 深圳尊一品科技有限公司 | 电子雾化器发热丝的烧制装置 |
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