KR100982132B1 - 물리실험 및 전자회로 학습용 세트 - Google Patents

물리실험 및 전자회로 학습용 세트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실험실에서 별도의 고정틀 없이 책상같은 평면에서 전자부품이 내장된 세트를 자유자재로 조립하여 납땜 없이 전기, 전자회로를 구성하고 세트를 교체하여 다른 전기, 전자회로의 구성이 가능하고, 물리 실험기구와 조립하여 물리실험에도 사용할 수 있는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트에 관한 것으로, 세트 뚜껑의 제1 내지 제4 측면에 다른 뚜껑과 서로 결합될 수 있도록 각각 형성되는 제1 내지 제4 볼록부 및 제1 내지 제4 오목부를 형성하고, 또한 세트 뚜껑의 제1 내지 제4 측면에 관통하여 도전성 제1 내지 제4 접촉단자들을 설치하여 직육면체 박스를 형성하고 내부에 부품이 보관될 수 있는 공동부를 구비하는 세트 몸체부에 결합시킴으로써 납땜 없이 전자회로를 구성하여 실험에 사용할 수 있고 조립블록간의 전기적 연결을 제공하는 접촉단자를 스프링의 탄성력으로 밀어 접촉단자 사이에 접촉불량이 발생하지 않고, 조립블록의 내부 바닥에 자석을 부착시켜 자성물질로 된 칠판, 벽 등에 부착하여 강의실의 뒷자리에서도 잘 보이게 할 수 있고 다른 실험기자재와 결합시켜 물리실험에도 사용할 수 있다.

Description

물리실험 및 전자회로 학습용 세트{Set for studying an electronic circuit and phisical experimentation}
본 발명은 물리실험 및 전자회로 학습용 세트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실험실에서 별도의 고정틀 없이 책상같은 평면에서 전자부품이 내장된 세트를 자유자재로 조립하여 납땜 없이 전기, 전자회로를 구성하고 세트를 교체하여 다른 전기, 전자회로의 구성이 가능하고, 물리 실험기구와 조립하여 물리실험에도 사용할 수 있는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트에 관한 것이다.
학교의 실험실습이나 연구소 또는 산업체 등의 실험실에서 전자회로를 구성하기 위해 전자회로의 구성부품들을 납땜을 이용하여 연결하여 구성하였다. 그러나 열에 약한 전자부품은 납땜하는 과정에서 전기인두의 열에 의해 손상되기 쉬우며, 이를 방지하기 위하여 기판에 미리 소켓에 전자부품을 삽입하여 사용한다.
또한, 실험시에는 전자부품을 여러 가지로 바꾸어 측정기로 원하는 측정값이 나올 때까지 실험을 실시하는 경우 전자부품을 직접 납땜하고 다시 납땜을 제거하여 다른 전자부품을 구성하였다.
이와 같이 전자부품을 납땜하고 땜납을 다시 제거하여 전자부품을 분리하는 것이 상당히 번거로울 뿐만 아니라, 반복적인 납땜에 의해 전자부품이 전기인두의 열에 노출되어 파손되거나 전자부품의 단자들로부터 납을 제거하는 과정에서 단자들과 기판이 손상되기 쉬웠다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국 실용신안등록 제20-0295786호에 전자소자(저항, 스위치, 트랜지스터 등)의 단자가 삽입되어 블럭의 내부 양단에 전자소자(6)의 끝단과 납땜 고정하고 절연체(4)로 블럭의 외부 끝벽을 형성하여 블럭 결합기판에 납땜 없이 블럭만 직접 꽂음으로써 회로를 구성할 수 있도록 구성한 "교육용 전자블록"이 도 1a 및 도 1b에 도시된다.
이러한 종래의 기술에 의한 "교육용 전자블록"은 도 1a에 도시된 바와 같이 회로에 필요한 전압원(건전지)(2)을 제공할 수 있도록 기본판에 건전지 소켓을 장착하고, 전자회로 블럭과 결합할 수 있도록 일정크기의 탭(1)을 기본판에 만들어 블록과의 결합이 용이하도록 한다.
또한, 기본판의 탭(1)과의 결합을 위해서 탭 크기의 홈(3)을 만들고, 블록재질은 정사각형의 투명 아크릴(4)로 구성하고, 블록 측면에 구리판 등의 도체(5)를 감싸 블록결합시 전기의 흐름이 용이하도록 하고, 실제 전자부품(6)을 설치하여 블록 내부측면에 설치된 얇은 구리판과 연결시킨다.
투명블록 상단에 내부에 장착된 전자소자의 명칭, 규격, 기호 등을 표시(7) 하여 전자소자학습에 용이하도록 하고, 기본부품(저항, 콘덴서 등)과 특수부품(다이오드, 트렌지스터, LED, 센서 등), 연결형 부품(리드선)을 다수 제작하여 학습자 스스로 여러 가지 회로를 꾸며볼 수 있도록 하였다.
이러한 종래의 기술에 의한 "교육용 전자블록"은 납땜 없이 전자회로를 조립하지만 기본판의 탭에 전자블록을 끼우도록 되어 있어서 기본판을 별도로 제공해야 하는 불편함과, 기본판의 크기에 의해 조립할 수 있는 부품의 구성이 한정되는 문제점과, 기본판에 조립된 전자블록 간의 이격으로 도체 등의 접촉불량이 발생하여 조립한 회로가 동작하지 않는 문제점이 있었다.
또한, 전자회로의 조립에만 사용되고 다른 물리 현상의 실습에 사용할 수 없어서 용도가 한정적이라는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 납땜을 하지 않고 보다 쉽게 전자부품을 조립할 수 있는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 조립세트 자체적으로 상대 세트와 조립될 수 있는 조립수단을 제공하여 조립세트들만으로 조립이 가능한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 조립세트 간의 전기적 연결을 제공하는 접촉단자를 스프링의 탄성력으로 밀어 접촉하게 함으로써 조립세트 간의 접촉단자 사이에 접촉불량이 발생하지 않는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 조립세트의 내부 바닥에 자석을 부착시켜 자성물질로 된 칠판, 벽 등에 부착하여 강의실의 뒷자리에서도 잘 보이게 할 수 있어 교사 강의용으로도 활용할 수 있고, 다른 물리실험에도 사용할 수 있는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트는 높이가 밑면의 가로 및 세로 길이보다 낮은 직육면체 형상의 세트 뚜껑과; 상기 세트 뚜껑의 제1 내지 제4 측면에 다른 세트 뚜껑과 서로 결합될 수 있도록 각각 형성되는 제1 내지 제4 볼록부 및 제1 내지 제4 오목부와; 상기 세트 뚜껑의 제1 내지 제4 측면에 관통하여 설치되어 상대 세트와 결합시에 상대 세트의 접촉단자와 접촉하여 전기적으로 도통되는 도전성 제1 내지 제4 접촉단자들과; 상기 세트 뚜껑에 덮여져서 결합되어 직육면체 박스를 형성하고 내부에 부품이 보관될 수 있는 공동부를 구비하는 세트 몸체부와; 상기 세트 몸체부에 형성되고, 상대 세트의 볼록부가 삽입되어 위아래로 이동하여 상기 세트 뚜껑의 제1 내지 제4 오목부에 끼워질 수 있는 통로를 제공하는 제1 내지 제4 오목 통로부와; 상기 세트 몸체부의 내부 바닥에 부착되는 자석으로 구성된다.
본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트는 상기 세트 뚜껑의 제1 내지 제4 모서리에 상하로 형성되어 손가락으로 집어서 조립과 분해가 용이하도록 하는 제1 내지 제4 탈착 원형홈들과; 상기 세트 뚜껑의 제1 내지 제4 원형홈들과 동일하게 상기 세트 몸체부의 제1 내지 제4 모서리에 형성되는 제1 내지 제4 탈착 원형홈들을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트는 상기 세트 뚜껑의 내부에는 제1 내지 제4 측면 중앙에 접촉단자가 각각 끼워질 수 있는 사각기둥 형태의 제1 내지 제4 접촉단자 격벽실과; 상기 제1 내지 제4 접촉단자 격벽실의 전면벽에는 제1 내지 제4 접촉단자의 헤드부와 가슴부 사이의 목부분이 끼워질 수 있는 제1 내지 제4 전면벽 절개부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트는 상기 제1 내지 제4 접촉단자의 헤드부와 가슴부 사이의 목부분의 길이 ℓ1 은 제1 내지 제4 격벽실 전면벽의 두께 d보다 길고, 목부분부터 헤드부까지의 길이 ℓ1 +ℓ2 도 격벽실 전면벽과 세트 뚜껑의 측면 두께 D의 합 d+D보다 길어서 조립세트와 조립세트가 결합될 때 접촉단자와 접촉단자는 서로 밀리게 되어 돌출부분만큼 들어가지만 스프링의 탄력에 의해 서로 밀착된 상태를 유지하게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트는 상기 세트 뚜껑에 1쌍의 플러그를 윗면에 설치하고 조립세트의 제2 접촉단자와 제2 플러그를 연결하고, 제4 접촉단자와 제1 플러그와 납땜으로 연결하여 1쌍의 잭을 꽂을 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 학습용 세트는 윗면에는 광원을 지지하고 상기 광원에 전원을 제공하는 밧데리와 상기 광원에 전원을 인가하거나 차단할 수 있는 전원스위치를 포함하는 광원 지지부를 설치한 제1 조립세트와; 그 윗면에 표적을 지지하는 표적 지지부를 설치한 제2 조립세트와; 그 윗면에는 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부를 설치한 제3 조립세트와; 그 윗면에는 스크린을 설치한 제4 조립세트와; 상기 제1 내지 제4 조립세트가 올려 놓여지고, 눈금자가 그려져 있고 표면이 철판 등의 자성을 갖는 금속으로 구성된 트랙으로 구성하여 렌즈의 초점거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 학습용 세트는 일정한 폭을 갖는 평행한 2개의 홈이 형성된 트랙과; 상기 트랙 위에 올려지고, 그 윗면에 자성을 갖는 금속판이 부착된 수레와; 상기 수레의 윗면에는 올려 놓여지고, 그 윗면에는 프로펠러와 상기 프로펠러에 전원을 공급하는 밧데리가 설치되는 제1 조립세트와; 상기 수레의 윗면에 상기 제1 조립세트에 인접되게 올려 놓여지고, 그 윗면에는 상기 프로펠러에서 불어오는 바람을 막는 돛이 설치되는 제2 조립세트로 구성되어 작용과 반작용을 실험할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 납땜 없이 전자회로를 구성하여 실험에 사용할 수 있고 조립세트간의 전기적 연결을 제공하는 접촉단자를 스프링의 탄성력으로 밀어 접촉단자 사이에 접촉불량이 발생하지 않고, 조립세트의 내부 바닥에 자석을 부착시켜 자성물질로 된 칠판, 벽 등에 부착하여 강의실의 뒷자리에서도 잘 보이게 할 수 있고 다른 실험기자재와 결합시켜 물리실험에도 사용할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 의한 교육용 전자블록,
도 2는 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트의 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 세트 뚜껑의 내부에 전자부품을 연결한 상태를 나타내기 위해 세트 뚜껑을 뒤집어 내부를 나타내는 사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 세트 뚜껑과 세트 몸체부가 결합되어 조립된 2개의 조립세트가 조립되기 전과 후를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트의 세트 뚜껑의 윗면에 잭을 꽂을 수 있는 1쌍의 플러그가 설치된 플러그 조립세트,
도 6은 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트로 병렬저항을 실험할 수 있는 회로를 구성한 실시예,
도 7은 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트로 NOT 게이트 논리회로를 실험할 수 있는 회로를 구성한 실시예,
도 8은 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트를 이용하여 렌즈의 초점거리를 측정하는 실험의 실시예,
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트를 이용하여 렌즈의 초점거리를 측정시에 사용되는 표적과 스크린의 실시예,
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트를 이용하여 작용과 반작용을 실험할 수 있는 실시예이다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용, 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2에 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트의 구성을 나타내는 분해 사시도가 도시된다.
본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트는 높이가 밑면의 가로 및 세로 길이보다 낮은 직육면체 형상의 세트 뚜껑(10)과; 상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 측면에 다른 세트 뚜껑과 서로 결합될 수 있도록 각각 형성되는 제1 내지 제4 볼록부(11a, 11b, 11c, 11d) 및 제1 내지 제4 오목부(12a, 12b, 12c, 12d)와; 상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 측면에 관통하여 설치되어 상대 세트와 결합시에 상대 세트의 접촉단자와 접촉하여 전기적으로 도통되는 도전성 제1 내지 제4 접촉단자(30a, 30b, 30c, 30d)들과; 상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 모서리에 상하로 형성되어 손가락으로 집어서 조립과 분해가 용이하도록 하는 제1 내지 제4 탈착 원형홈(14a, 14b, 14c, 14d)들과; 상기 세트 뚜껑(10)에 덮여져서 결합되어 직육면체 박스를 형성하고 내부에 부품이 보관될 수 있는 공동부를 구비하는 세트 몸체부(40)와; 상기 세트 몸체부(40)에 형성되고, 상대 세트의 볼록부가 삽입되어 위아래로 이동하여 상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 오목부(12a, 12b, 12c, 12d)에 끼워질 수 있는 통로를 제공하는 제1 내지 제4 오목 통로부(21a, 21b, 21c, 21d)와; 상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 원형홈(14a, 14b, 14c, 14d)들과 동일하게 상기 세트 몸체부(40)의 제1 내지 제4 모서리에 형성되는 제1 내지 제4 탈착 원형홈(42a, 42b, 42c, 42d)들과; 상기 세트 몸체부(40)의 내부 바닥에 부착되는 자석(49)으로 구성된다.
도 3에 본 발명에 의한 세트 뚜껑의 내부에 전자부품을 연결한 상태를 나타내기 위해 세트 뚜껑을 뒤집어 내부를 나타내는 사시도가 도시된다.
본 발명에 의한 세트 뚜껑(10)의 내부에는 제1 내지 제4 측면 중앙에 접촉단자(30a, 30b, 30c, 30d)가 각각 끼워질 수 있는 사각기둥 형태의 제1 내지 제4 접촉단자 격벽실(21a, 21b, 21c, 21d)이 형성되어 있으며, 제1 내지 제4 접촉단자 격벽실(21a, 21b, 21c, 21d)의 격벽실 전면벽(23a, 23b, 23c, 23d)에는 제1 내지 제4 접촉단자(30a, 30b, 30c, 30d)의 헤드부(31a, 31b, 31c, 31d)와 가슴부(32a, 32b, 32c, 32d) 사이의 목부분(33a, 33b, 33c, 33d)이 끼워질 수 있는 제1 내지 제4 전면벽 절개부(22a, 22b, 22c, 22d)가 형성되어 있다.
제1 내지 제4 접촉단자(30a, 30b, 30c, 30d)의 가슴부(32a, 32b, 32c, 32d)와 제1 내지 제4 격벽실 후면벽(24a, 24b, 24c, 24d) 사이에는 제1 내지 제4 고정용 스프링(39a, 39b, 39c, 39d)이 끼워져 그 탄성력에 의해 제1 내지 제4 접촉단자(30a, 30b, 30c, 30d)의 가슴부(32a, 32b, 32c, 32d)가 제1 내지 제4 격벽실 전면벽(23a, 23b, 23c, 23d)에 미는 힘을 가하게 되어 밀착 고정되게 된다.
확대도 "A"에 도시된 바와 같이 제1 접촉단자(30a)의 헤드부(31a)와 가슴부(32a) 사이의 목부분(33a)의 길이 ℓ1 은 격벽실 전면벽(23a)의 두께 d보다 길고, 목부분(33a)부터 헤드부(31a)까지의 길이 ℓ1 +ℓ2 도 격벽실 전면벽(23a)과 세트 뚜껑의 측면 두께 D의 합 d+D보다 길어서 평상시에 접촉단자(30a)의 헤드부(31a)가 측면에서 돌출되어 있게 된다.
따라서, 조립세트와 조립세트가 결합될 때 접촉단자와 접촉단자는 서로 밀리게 되어 돌출부분만큼 들어가지만 스프링의 탄력에 의해 서로 밀착된 상태를 유지하게 된다.
도 3에 도시된 실시예에서 제1 접촉단자(30a)의 다리(34a)와 마주보는 제3 접촉단자(30c)의 다리(34c)의 끝 부분이 전자부품(50)(예를 들면, 저항 등)의 단자(50a, 50b)와 납땜(51)에 의해 연결할 수 있다.
본 발명에 의한 세트의 세트 몸체부(40)는 상기 세트 뚜껑(10)과 유사한 모양을 가지고 상부는 개구되어 상기 세트 뚜껑(10)이 덮이도록 되어 있으며, 제1 내지 제4 측면에 제1 내지 제4 접촉단자 격벽실(21a, 21b, 21c, 21d)의 양측면에 끼워져 조립되는 제1 내지 제4 조립돌기(43a, 43b, 43c, 43d)가 형성된다.
제1 내지 제4 조립돌기(43a, 43b, 43c, 43d)는 세트 몸체부(40)의 제1 내지 제4 측면 내부에 일체로 형성되고 속이 비어있는 제1 내지 제4 사각기둥(43a, 43b, 43c, 43d)의 양측면이 일정길이 연장되어 형성된다.
또한, 제1 내지 제4 탈착 원형홈(42a, 42b, 42c, 42d)의 내면에는 제1 내지 제4 걸림돌기(45a, 45b, 45c, 45d)가 세트 몸체부(40)의 측면 위로 연장되면서 돌출 형성되어 세트 뚜껑(10)이 세트 몸체부(40)에 덮여져 결합될 때, 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 모서리에 형성된 제1 내지 제4 탈착 원형홈(14a, 14b, 14c, 14d)에 형성된 제1 내지 제4 걸림홈(15a, 15b, 15c, 15d)에 걸려서 결합 후에 세트 뚜껑(10)과 세트 몸체부(40)가 쉽게 분리되지 않도록 되어 있다.
도 4a 및 도 4b에 본 발명에 의한 세트 뚜껑과 세트 몸체부가 결합되어 조립된 2개의 조립세트가 조립되기 전과 후를 나타내는 사시도가 도시된다.
본 발명에 의한 2개의 세트 뚜껑(10)과 2개의 세트 몸체부(40)가 각각 조립되어 정육면체의 형상을 갖는 2개의 조립세트(100a, 100b)가 된다. 제1 조립세트(100a)의 제3 측면 상부에 제3 볼록부(11c) 및 제3 오목부(12c)가 형성되어 있어서 제2 조립세트(100b)의 제1 측면 상부에 형성된 제1 오목부(12a)와 제1 볼록부(11a)에 각각 결합되어 조립된다.
상기와 같이 제1 조립세트(100a)와 제2 조립세트(100b)가 조립되면, 제1 조립세트(100a)의 제3 접촉단자(30c)와 제2 조립세트(100b)의 제1 접촉단자(30a)는 도 4b에 도시된 바와 같이 접촉되어 전기적으로 연결된 상태가 된다.
따라서, 제1 조립세트(100a)의 내부에 연결되어 있는 캐패시터(52)와 제2 조립세트(100b)의 내부에 연결되어 있는 저항(50)이 전기적으로 연결된 상태가 된다.
도 5에 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트의 세트 뚜껑의 윗면에 잭을 꽂을 수 있는 1쌍의 플러그가 설치된 플러그 조립블록이 도시된다.
1쌍의 플러그(60a, 60b)를 세트 뚜껑의 윗면에 설치하고 조립블록(200)의 제2 접촉단자(30b)와 제2 플러그(60b)를 연결하고, 제4 접촉단자(30d)와 제1 플러그(60a)와 납땜 등으로 연결하여 1쌍의 잭(61a, 61b)을 꽂을 수 있도록 한다.
1쌍의 잭(61a, 61b)은 전원, 전류계, 전압계 등의 플러스(+), 마이너스(-) 등의 단자와 연결되어 상기 1쌍의 플러그(60a, 60b)와 제2 접촉단자(30b) 및 제4 접촉단자를 통해 플러그 조립블록(200)과 조립되는 다른 조립블록에 전원을 공급하거나 계측 등을 할 수 있도록 한다.
도 6에 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트로 병렬저항을 실험할 수 있는 회로를 구성한 실시예가 도시된다.
본 실시예에 사용된 조립세트는 1행에 3개, 2행 내지 4행에 5개가 사용되어 총 18개의 조립세트가 사용된다.
1행 2열 조립세트와 2행 1열 조립세트는 제2접촉단자와 제3 접촉단자를 전기선으로 연결하여 전기적으로 연결하고,
1행 4열 조립세트와 2행 5열 조립세트는 제1 접촉단자와 제2 접촉단자를 전기선으로 연결하여 전기적으로 연결하고,
4행 1열 조립세트와 3행 2열 조립세트는 제3 접촉단자와 제4 접촉단자를 전기선으로 연결하여 전기적으로 연결하고,
4행 5 열 조립세트와 3행 4열 조립세트는 제1 접촉단자와 제4 접촉단자를 전기선으로 연결하여 전기적으로 연결하고,
2행 2열 조립세트와 2행 4열 조립세트는 제1 내지 제4 접촉단자들이 모두 전기적으로 연결되도록 전기선으로 연결한다.
1행 3열 조립세트는 제1 접촉단자와 제3 접촉단자를 1쌍의 전류계 플러그(62a, 62b)에 연결하고, 3행 1열 조립세트는 제2 접촉단자와 제4 접촉단자를 1쌍의 전원 플러그(63a, 63b)에 연결하고, 4행 3열 조립세트는 제1 접촉단자와 제3 접촉단자를 1쌍의 전압계 플러그(64a, 64b)에 연결한다.
그리고 2행 3열 조립세트와 3행 3열 조립세트는 제1 접촉단자와 제3 접촉단자에 저항을 각각 연결한다.
상기와 같이 18개의 조립세트로 병렬저항을 실험할 수 있도록 회로를 구성하고, 1행 3열 조립세트의 전류계 플러그(62a, 62b)에 전류계를 연결하고, 3행 1열 조립세트의 전원 플러그(63a, 63b)에 전원을 연결하고, 4행 3열 조립세트의 전압계 플러그(64a, 64b)에 전압계를 연결한다.
상기와 같이 전원, 전류계 및 전압계가 연결된 상태에서 본 발명에 의해 조립세트로 구성한 병렬저항 회로에 전원을 인가하여 전류계와 전압계의 계측치를 읽으면 병렬 저항회로에 대한 실험을 용이하게 실습할 수 있고, 실험 후에 조립세트들의 제1 내지 제4 탈착 원형홈(14a, 14b, 14c, 14d)들에 의해 형성된 홈(65)에 손가락을 넣고 해체하면 다음의 다른 실험에서 재사용할 수 있다.
도 7에 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트로 NOT 게이트 논리회로를 실험할 수 있는 회로를 구성한 실시예가 도시된다.
본 실시예에 사용된 물리실험 및 전자회로 학습용 세트는 4행 5열의 20개 조립세트로 구성되어 있으며, 3행 1열 조립세트의 전원 플러그(66a, 66b)에 전원에 연결된 잭을 꽂고 전원을 인가한 후, 2행 2열 조립세트의 스위치를 온 상태로 하면 3행 3열 조립세트의 NOT 게이트는 논리값 "0"(예를 들면, 0 V)를 출력하여 3행 4열 조립세트의 저항을 통해 3행 5열 조립세트의 트랜지스터의 베이스에 전압이 인가되지 않으므로, 3행 5열 조립세트의 트랜지스터는 전원을 차단하여 2행 5열 조립세트의 발광다이오드에 전류가 흐르지 않아서 2행 5열 조립세트의 발광다이오드는 소등된다.
한편, 2행 2열 조립세트의 스위치를 오프 상태로 하면 3행 3열 조립세트의 NOT 게이트는 논리값 "1"(예를 들면, 5 V)을 출력하여 3행 4열 조립세트의 저항을 통해 3행 5열 조립세트의 트랜지스터의 베이스에 전압이 인가되므로, 3행 5열 조립세트의 트랜지스터는 전원을 통과되도록 하여 2행 5열 조립세트의 발광다이오드에 전류가 흘러서 2행 5열 조립세트의 발광다이오드는 점등되어 빛을 내게 된다.
도 8에 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트를 이용하여 렌즈의 초점거리를 측정하는 실험의 실시예가 도시된다.
눈금자가 그려져 있고 표면이 철판 등의 자성을 갖는 금속으로 구성된 트랙(81) 위에 본 발명에 의한 4개의 조립세트(80a, 80b, 80c, 80d)를 올려놓는다. 조립세트(80a, 80b, 80c, 80d)의 내부 밑면에는 자석(89a, 89b, 89c, 89d)이 각각 부착되어 상기 트랙(81)의 철판에 자력에 의해 고정된다.
제1 조립세트(80a)의 윗면에는 광원(83)을 지지하고 상기 광원(83)에 전원을 제공하는 밧데리와 상기 광원(83)에 전원을 인가하거나 차단할 수 있는 전원스위치를 포함하는 광원 지지부(82)를 설치한다.
제2 조립세트(80b)의 윗면에는 표적(84)을 지지하는 표적 지지부(84a)를 설치하고, 제3 조립세트(80c)의 윗면에는 렌즈(85)를 지지하는 렌즈 지지부(85a)를 설치하고, 제4 조립세트(80d)의 윗면에는 스크린(86)을 설치한다.
제1 조립세트(80a)의 광원(83)에서 나온 빛은 제2 조립세트(80b)의 표적(84)을 통과하게 된다. 표적(84)은 도 9a에 도시된 바와 같이 투명 아크릴판의 중심에 십자가와 원 형태의 부분만 남기고 검정색 페인트 또는 잉크 등으로 인쇄되어 있어서 표적(84)의 투명 십자가와 원 형태의 부분만을 통해서 빛이 통과하도록 되어 있다.
표적(84)을 통과한 십자가와 원 형태의 빛은 제3 조립세트(80c)의 렌즈(85)에서 굴절되어 확대되거나 축소되어 제4 조립세트(80d)의 스크린(86)에 도 9b에 도시된 바와 같이 십자가와 원 형태의 상(91)이 맺히게 된다. 상기 스크린(86)에는 좌측단과 하단부에 눈금자가 새겨져 있어서 상기 스크린(86)에 맺힌 십자가와 원 형태의 상(91)의 크기를 측정할 수 있게 되어 있다.
따라서, 렌즈(85)와 스크린(86)의 거리를 변경해가면서 상기 스크린(86)에 맺힌 십자가와 원 형태의 상(91)의 크기가 가장 작아지는 위치를 상기 렌즈(85)의 촛점거리로서 측정할 수 있게 된다.
도 10a 및 도 10b에 본 발명에 의한 물리실험 및 전자회로 학습용 세트를 이용하여 작용과 반작용을 실험할 수 있는 실시예가 도시된다.
일정한 폭을 갖는 평행한 2개의 홈이 형성된 트랙(91) 위에 윗면에 자성을 갖는 금속판(예를 들면, 철판)이 부착된 수레(92)를 올려놓고, 상기 수레(92)의 바퀴(92a)가 상기 평행한 2개의 홈을 따라 이동하도록 각각 맞추어 놓는다.
상기 수레(92)의 윗면에는 본 발명에 의한 2개의 조립세트(93, 94)를 인접되게 올려놓아서 상기 조립세트(93, 94)의 내부 밑면에 부착된 각각의 자석(93a, 94a)에 의해 부착되어 고정되도록 놓는다.
제1 조립세트(93)의 윗면에는 프로펠러(95)와 상기 프로펠러(95)에 전원을 공급하는 밧데리(95a)가 설치되고, 제2 조립세트의 윗면에는 프로펠러(95)에서 불어오는 바람을 막는 돛(96)이 설치된다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 상기 프로펠러(95)에서 바람이 발생하여 돛(96)에 닿게 되면 상기 돛(96)은 상기 프로펠러(95)에서 발생한 바람의 힘에 의해 왼쪽방향으로 진행하려는 힘이 생기게 되어 수레(92)를 왼쪽방향으로 밀게 된다.
그러나 상기 프로펠러(95)는 오른쪽에 있는 공기를 잡아당겨 왼쪽으로 이동시켜 바람을 발생시키므로 프로펠러(95)는 오른쪽 방향으로 가려는 힘을 발생시키고 그에 따라 수레(92)는 오른쪽 방향으로 가려는 힘을 받게 된다.
따라서, 상기 돛(96)에 의해 수레(92)에 작용하는 왼쪽방향으로 미는 힘과 프로펠러(95)에 의해 수레(92)에 작용하는 오른쪽 방향으로 미는 힘이 서로 작용과 반작용에 의해 상쇄되어 수레(92)는 정지하여 있게 된다.
이때 상기 돛(96)을 도 10b에 도시된 바와 같이 90°회전시켜 놓으면 상기 프로펠러(95)에서 발생한 바람이 발생하여 돛(96)을 지나쳐서 가므로 상기 돛(96)은 상기 프로펠러(95)에서 발생한 바람의 힘에 의해 어떠한 힘도 받지 않게 된다.
그러나 상기 프로펠러(95)는 오른쪽에 있는 공기를 잡아당기므로 프로펠러(95)는 오른쪽 방향으로 가려는 힘을 받게 되고 그에 따라 수레(92)는 오른쪽 방향으로 가려는 힘을 받게 됨에 따라 돛(96)에 의해 왼쪽으로 가려는 힘이 발생되지 않은 상태에서 프로펠러(95)에 의해 오른쪽 방향의 힘이 발생하여 수레(92)는 도 10b에 도시된 바와 같이 오른쪽으로 이동하게 된다.
10: 세트 뚜껑 11a, 11b, 11c, 11d: 제1 내지 제4 록부
12a, 12b, 12c, 12d: 제1 내지 제4 오목부
14a, 14b, 14c, 14d: 제1 내지 제4 탈착 원형홈
15a, 15b, 15c, 15d: 제1 내지 제4 걸림홈
21a, 21b, 21c, 21d: 제1 내지 제4 접촉단자 격벽실
22a, 22b, 22c, 22d: 제1 내지 제4 전면벽 절개부
23a, 23b, 23c, 23d: 제1 내지 제4 격벽실 전면벽
24a, 24b, 24c, 24d: 제1 내지 제4 격벽실 후면벽
30a, 30b, 30c, 30d: 제1 내지 제4 접촉단자 40: 세트 몸체부
41a, 41b, 41c, 41d: 제1 내지 제4 오목통로부
42a, 42b, 42c, 42d: 제1 내지 제4 탈착 원형홈
43a, 43b, 43c, 43d: 제1 내지 제4 조립돌기
45a, 45b, 45c, 45d: 제1 내지 제4 걸림돌기 50:저항
60a, 60b: 플러그 61a, 61b: 잭

Claims (7)

  1. 높이가 밑면의 가로 및 세로 길이보다 낮은 직육면체 형상의 세트 뚜껑(10)과;
    상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 측면에 다른 뚜껑과 서로 결합될 수 있도록 각각 형성되는 제1 내지 제4 볼록부(11a, 11b, 11c, 11d) 및 제1 내지 제4 오목부(12a, 12b, 12c, 12d)와;
    상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 측면에 관통하여 설치되어 상대 블록과 결합시에 상대 블록의 접촉단자와 접촉하여 전기적으로 도통되는 도전성 제1 내지 제4 접촉단자(30a, 30b, 30c, 30d)들과;
    상기 세트 뚜껑(10)에 덮여져서 결합되어 직육면체 박스를 형성하고 내부에 부품이 보관될 수 있는 공동부를 구비하는 세트 몸체부(40)와;
    상기 세트 몸체부(40)에 형성되고, 상대 블록의 볼록부가 삽입되어 위아래로 이동하여 상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 오목부(12a, 12b, 12c, 12d)에 끼워질 수 있는 통로를 제공하는 제1 내지 제4 오목 통로부(21a, 21b, 21c, 21d)와;
    상기 세트 몸체부(40)의 내부 바닥에 부착되는 자석(49)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 모서리에 상하로 형성되어 손가락으로 집어서 조립과 분해가 용이하도록 하는 제1 내지 제4 탈착 원형홈(14a, 14b, 14c, 14d)들과; 상기 세트 뚜껑(10)의 제1 내지 제4 원형 홈(14a, 14b, 14c, 14d)들과 동일하게 상기 세트 몸체부(40)의 제1 내지 제4 모서리에 형성되는 제1 내지 제4 탈착 원형홈(42a, 42b, 42c, 42d)들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세트 뚜껑(10)의 내부에는 제1 내지 제4 측면 중앙에 접촉단자(30a, 30b, 30c, 30d)가 각각 끼워질 수 있는 사각기둥 형태의 제1 내지 제4 접촉단자 격벽실(21a, 21b, 21c, 21d)과; 상기 제1 내지 제4 접촉단자 격벽실(21a, 21b, 21c, 21d)의 전면벽(23a, 23b, 23c, 23d)에는 제1 내지 제4 접촉단자(30a, 30b, 30c, 30d)의 헤드부(31a, 31b, 31c, 31d)와 가슴부(32a, 32b, 32c, 32d) 사이의 목부분(33a, 33b, 33c, 33d)이 끼워질 수 있는 제1 내지 제4 전면벽 절개부(22a, 22b, 22c, 22d)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 접촉단자(30a, 30b, 30c, 30d)의 헤드부(31a, 31b, 31c, 31d)와 가슴부(32a, 32b, 32c, 32d) 사이의 목부분(33a, 33b, 33c, 33d)의 길이 ℓ1 은 제1 내지 제4 격벽실 전면벽(23a, 23b, 23c, 23d)의 두께 d보다 길고, 목부분부터 헤드부까지의 길이 ℓ1 +ℓ2 도 격벽실 전면벽과 세트 뚜껑의 측면 두께 D의 합 d+D보다 길어서 조립블록과 조립블록이 결합될 때 접촉단자와 접촉단자는 서로 밀리게 되어 돌출부분만큼 들어가지만 스프링의 탄력에 의해 서로 밀착된 상태를 유지하게 되는 것을 특징으로 하는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 세트 뚜껑(10)에 1쌍의 플러그(60a, 60b)를 윗면에 설치하고 조립블록의 제2 접촉단자(30b)와 제2 플러그(60b)를 연결하고, 제4 접촉단자(30d)와 제1 플러그(60a)와 납땜으로 연결하여 1쌍의 잭(61a, 61b)을 꽂을 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트.
  6. 제1항에 있어서, 윗면에는 광원(83)을 지지하고 상기 광원(83)에 전원을 제공하는 밧데리와 상기 광원(83)에 전원을 인가하거나 차단할 수 있는 전원스위치를 포함하는 광원 지지부(82)를 설치한 제1 조립블록(80a)과; 그 윗면에 표적(84)을 지지하는 표적 지지부(84a)를 설치한 제2 조립블록(80b)과; 그 윗면에는 렌즈(85)를 지지하는 렌즈 지지부(85a)를 설치한 제3 조립블록(80c)과; 그 윗면에는 스크린(86)을 설치한 제4 조립블록(80d)과; 상기 제1 내지 제4 조립블록(80a, 80b, 80c, 80d)이 올려 놓여지고, 눈금자가 그려져 있고 표면이 철판과 같이 자성을 갖는 금속으로 구성된 트랙(81)으로 구성하여 렌즈의 초점거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트.
  7. 제1항에 있어서, 일정한 폭을 갖는 평행한 2개의 홈이 형성된 트랙(91)과; 상기 트랙(91) 위에 올려지고, 그 윗면에 자성을 갖는 금속판이 부착된 수레(92)와; 상기 수레(92)의 윗면에는 올려 놓여지고, 그 윗면에는 프로펠러(95)와 상기 프로펠러(95)에 전원을 공급하는 밧데리(95a)가 설치되는 제1 조립블록(93)과; 상기 수레(92)의 윗면에 상기 제1 조립블록(93)에 인접되게 올려 놓여지고, 그 윗면에는 상기 프로펠러(95)에서 불어오는 바람을 막는 돛(96)이 설치되는 제2 조립블록(94)으로 구성되어 작용과 반작용을 실험할 수 있는 것을 특징으로 하는 물리실험 및 전자회로 학습용 세트.
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