KR200439990Y1 - Instrument for learning a thermal expansion using bimetal - Google Patents
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Abstract
본 고안은 열팽창 실험 학습교구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이메탈을 이용하여 열팽창의 원리를 보다 쉽게 이해할 수 있게 하는 열팽창 실험 학습교구에 관한 것이다. The present invention relates to a thermal expansion experiment learning teaching aid, and more particularly to a thermal expansion experiment learning teaching aid that makes it easier to understand the principle of thermal expansion using bimetal.
본 고안의 열팽창실험 학습교구는, 케이스; 상기 케이스의 상부면에 체결된 제1도전체; 상기 케이스의 상부면에 상기 제1도전체로부터 이격되어 체결되고, 상기 제1도전체 보다 낮은 높이를 가진 제2도전체; 일단부가 상기 제1도전체의 상단에 결합되고, 타단부는 상기 제2도전체에서 이격되며, 상부부재 및 하부부재가 합쳐지고, 상부부재의 열팽창율이 하부부재의 열팽창율보다 높은 바이메탈; 상기 바이메탈의 하부에 열을 가하는 가열유닛; 및 상기 제1 및 제2도전체에 전기적으로 접속된 표시유닛;을 포함한다. Thermal expansion experiment learning precinct of the present invention, the case; A first conductor fastened to the upper surface of the case; A second conductive member spaced apart from the first conductive member on an upper surface of the case and having a lower height than the first conductive member; A bimetal having one end coupled to an upper end of the first conductor, the other end spaced apart from the second conductor, an upper member and a lower member joined together, and a thermal expansion rate of the upper member higher than that of the lower member; A heating unit applying heat to the lower part of the bimetal; And a display unit electrically connected to the first and second conductors.
열팽창, 바이메탈, 케이스, 도전체, 표시유닛 Thermal expansion, bimetal, case, conductor, display unit
Description
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 열팽창 학습교구를 도시한 사시도. 1 is a perspective view showing a thermal expansion learning precinct according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 열팽창 학습교구를 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a thermal expansion learning precinct according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *Brief description of symbols for the main parts of the drawings
10 : 케이스 15, 16 : 제1 및 제2 도전체10:
20 : 바이메탈 30 : 가열유닛20: bimetal 30: heating unit
40 : 전원 50 : 표시유닛40: power supply 50: display unit
본 고안은 열팽창 실험 학습교구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이메탈을 이용하여 열팽창의 원리를 보다 쉽게 이해할 수 있게 하는 열팽창 실험 학습교구에 관한 것이다. The present invention relates to a thermal expansion experiment learning teaching aid, and more particularly to a thermal expansion experiment learning teaching aid that makes it easier to understand the principle of thermal expansion using bimetal.
널리 주지된 바와 같이, 물질의 온도가 올라가면 분자들은 더 빨리 요동하고 서로 멀어지는 경향을 나타내는 데, 이러한 경향을 물질의 열팽창이라 한다. As is well known, as the temperature of a material rises, molecules tend to swing faster and move away from each other, which is called thermal expansion of the material.
이러한 열팽창의 비율은 물질마다 서로 다르고, 극히 예외적인 경우를 제외 하면 모든 물질(고체-액체-기체)은 열을 받으면 팽창하고 식으면 수축한다. 일정한 압력에서 기체는 액체보다, 액체는 고체보다 더 많이 팽창하거나 수축한다. These rates of thermal expansion vary from material to material, with the exception of all exceptions that all materials (solid-liquid-gases) expand and contract when cooled. At constant pressure, gas expands or contracts more than liquid and liquid more than solid.
한편, 이러한 열팽창의 원리를 보다 쉽게 알 수 있는 것으로, 바이메탈이 있는데, 이 바이메탈은 서로 다른 얇은 2개의 금속을 한데 붙여 합친 것으로 쌍금속이라고도 한다. 대표적인 바이메탈로는 황동과 철을 합친 것으로 열팽창률이 서로 다르기 때문에 바이메탈이 가열될 때 한 쪽은 다른쪽보다 길어져서 바이메탈이 휘게 되고, 이 성질에 의해 스위치의 조작이나 밸브의 개폐를 조절할 때 사용될 수 있다. 이러한 바이메탈은 서모스탯(자동온도 조절기), 경보기, 전구 등과 같이 다양한 용도에 활용될 수 있다. On the other hand, the principle of thermal expansion is more easily understood, there is a bimetal, which is a combination of two different thin metals, also called bimetals. A typical bimetal is a combination of brass and iron, which have different thermal expansion coefficients. Therefore, when the bimetal is heated, one side is longer than the other side and the bimetal bends. have. Such bimetals can be used in various applications such as thermostats, alarms, light bulbs, and the like.
이에, 본 출원인은 바이메탈을 이용하여 물질의 열팽창 원리를 보다 쉽게 이해하며 재미있게 학습할 수 있도록 함과 더불어, 학습 고취 능력을 향상시킬 수 있는 열팽창 실험 학습교구를 개발하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have come to develop a thermal expansion experiment learning teaching aid to improve the ability to promote learning, while also making it easier to understand and learn the thermal expansion principle of materials using bimetal.
본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 저학년의 학생들도 물질의 열팽창 원리를 보다 쉽고 재미있게 학습함과 더불어, 그 학습 고취 능력을 향상시킬 수 있는 열팽창 실험 학습교구를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been devised in view of the above points, and the purpose of the present invention is to provide a thermal expansion experiment learning tool that enables students of lower grades to learn the principles of thermal expansion of materials more easily and funly, and to improve their ability to promote learning. There is this.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 열팽창실험 학습교구는, Thermal expansion experiment learning precinct of the present invention for achieving the above object,
케이스;case;
상기 케이스의 상부면에 체결된 제1도전체;A first conductor fastened to the upper surface of the case;
상기 케이스의 상부면에 상기 제1도전체로부터 이격되어 체결되고, 상기 제1도전체 보다 낮은 높이를 가진 제2도전체;A second conductive member spaced apart from the first conductive member on an upper surface of the case and having a lower height than the first conductive member;
일단부가 상기 제1도전체의 상단에 결합되고, 타단부는 상기 제2도전체에서 이격되며, 상부부재 및 하부부재가 합쳐지고, 상부부재의 열팽창율이 하부부재의 열팽창율보다 높은 바이메탈; A bimetal having one end coupled to an upper end of the first conductor, the other end spaced apart from the second conductor, an upper member and a lower member joined together, and a thermal expansion rate of the upper member higher than that of the lower member;
상기 바이메탈의 하부에 열을 가하는 가열유닛; 및 A heating unit applying heat to the lower part of the bimetal; And
상기 제1 및 제2도전체에 전기적으로 접속된 표시유닛;을 포함한다. And a display unit electrically connected to the first and second conductors.
상기 표시유닛은 전원, 상기 전원에 전기적으로 접속된 스피커 및 발광체를 포함한다. The display unit includes a power source, a speaker and a light emitter electrically connected to the power source.
상기 전원은 상기 케이스의 내부 수용공간에 수용되어 서로 다른 색상의 제1 및 제2 전선이 인출되고, 상기 스피커는 상기 케이스의 외측에 부착되어 서로 다른 색상의 제1 및 제2 전선이 인출되며, 상기 발광체는 상기 케이스의 외측으로 그 발광부가 노출되게 설치되어 제1 및 제2 전선이 인출되고, The power is accommodated in the inner accommodating space of the case to draw the first and second wires of different colors, and the speaker is attached to the outside of the case to draw the first and second wires of different colors. The light emitting body is installed so that the light emitting portion is exposed to the outside of the case, the first and second wires are drawn out,
상기 전원의 제1전선과 상기 스피커의 제1전선이 접속되며, 상기 스피커의 제2전선이 제1도전체에 접속되고, 상기 발광체의 제1전선은 제2도전체에 접속되며, 상기 발광체의 제2전선과 상기 전원의 제2전선이 접속된다. A first wire of the power source and a first wire of the speaker are connected, a second wire of the speaker is connected to a first conductor, a first wire of the light emitter is connected to a second conductor, and The second wire and the second wire of the power source are connected.
상기 전원의 제1전선, 스피커의 제1전선, 발광체의 제1전선은 동일한 색상으로 이루어지고, 상기 전원의 제2전선, 스피커의 제2전선, 발광체의 제2전선은 동일한 색상으로 이루어진다. The first wire of the power source, the first wire of the speaker, and the first wire of the emitter are the same color, and the second wire of the power source, the second wire of the speaker, and the second wire of the emitter are the same color.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 1 및 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 바이메탈을 이용한 열팽창 학습교구를 도시한다. 1 and 2 illustrate a thermal expansion learning precinct using a bimetal according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 고안의 열팽창 학습교구는 케이스(10), 제1 및 제2 도전체(15, 16), 바이메탈(20), 가열유닛(30), 표시유닛(50)을 포함한다. As shown, the thermal expansion learning tool of the present invention includes a
케이스(10)는 그 내부에 건전지 등과 같은 전원(40) 또는 표시유닛(50) 등이 수용되는 수용공간을 가지고, 케이스(10)는 상부 및 하부 케이스(11, 12)가 상호 분리가능하게 조립된 구조로 이루어질 수도 있다. The
그리고, 이 케이스(10)의 외주면에는 숫자, 문자, 그림 등이 부착될 수 있다. And, the outer circumferential surface of the
제1 및 제2 도전체(15, 16)는 일정길이를 가진 금속 등과 같은 도전체재질의 볼트로 이루어져 상기 케이스(10)의 상부면에 너트(15a, 16a) 등에 의해 결합되고, 이에 의해 그 분리 및 조립을 보다 용이하게 할 수 있다. The first and
그리고, 제2도전체(16)는 제1도전체(15) 보다 낮은 높이로 케이스(10)의 상부면에 결합된다. The
바이메탈(20)은 그 일단부가 상기 제1도전체(15)의 상단에 너트 등에 의해 분리가능하게 결합되고, 그 타단부는 상기 제2도전체(16)의 상단에서 이격된다.One end of the
이 바이메탈(20)은 도전성재질의 상부부재(21) 및 하부부재(22)가 합쳐지고, 상부부재(21)는 그 열팽창율이 하부부재(22)의 열팽창율보다 높은 도전성재질로 이 루어진다. 이에 의해, 가열유닛(30)에 의해 바이메탈(20)이 가열되면 바이메탈(20)은 상부부재(21)의 열팽창율이 하부부재(22)의 열팽창율 보다 높기 때문에 하부방향으로 휘어진다. The
가열유닛(30)은 티라이트 등과 같은 열을 발생시켜, 상기 바이메탈(20)의 하부에 배치되어 열을 가한다. The
그리고, 표시유닛(50)은 시각적 및 청각적으로 상기 바이메탈(20)의 작동 상태를 표시함으로써, 피학습자에게 물질의 열팽창 원리를 보다 쉽고 파악할 수 있게 한다. In addition, the
표시유닛(50)은 건전지 등과 같은 전원(40), 이 전원(40)에 전기적으로 접속된 스피커(51) 및 발광체(52)를 포함한다. The
전원(40)은 케이스(10)의 내부 수용공간에 수용되고, 이 전원(40)에는 서로 다른 색상의 제1 및 제2 전선(40a, 40b)가 인출되어 있다. The
스피커(51)는 케이스(10)의 외측에 부착되고, 이 스피커(51)에는 서로 다른 색상의 제1 및 제2 전선(51a)이 인출되며, 상기 제1전선(51a)은 전원(40)의 제1전선(40a)과 접속되고, 상기 제2전선(51b)은 제1도전체(15)의 하단에 결합되는 와셔(17)에 접속된다. The
발광체(52)은 LED, 필라멘트전구 등과 같은 다양한 발광수단이 이용되고, 상기 케이스(10)의 외측으로 그 발광부가 노출되게 설치되며, 이 발광체(52)에는 제1 및 제2 전선(52a, 52b)이 인출되고, 상기 제1전선(52a)은 제2도전체(16)의 하단에 결합된 와셔(18)에 접속되며, 상기 제2전선(52b)은 전원(40)의 제2전선(40b)과 접 속된다. The
상기 전원(40)의 제1전선(40a), 스피커(51)의 제1전선(51a), 발광체(52)의 제1전선(52a)은 예컨대, 검은색 등과 같이 동일한 색상으로 이루어지고, 마찬가지로 전원(40)의 제2전선(40b), 스피커(51)의 제2전선(51b), 발광체(52)의 제2전선(52b)도 예컨대 빨간색 등과 같이 동일한 색상으로 이루어지며, 상기의 제1전선(40a, 51a, 52a)들과 제2전선(40b, 51b, 52b)들은 서로 다른 색상으로 구분됨으로써, 저학년의 피학습자라도 그 조립 및 분해를 보다 용이하게 할 수 있다. The
이상과 같이 구성된 본 고안의 열팽창학습교구는 가열유닛(30)에 의해 바이메탈(20)이 열을 받으면, 바이메탈(20)은 그 상부부재(21)가 하부부재(22) 보다 높은 열팽창율을 가지므로 바이메탈(20)이 하부로 휘어지고, 이에 의해 전원(40)이 제1 및 제2 도전체(15, 16)를 통해 스피커(51) 및 발광체(52)로 통전되어 스피커(51) 및 발광체(52) 각각이 그 청각적 및 시각적 표시를 발생하여 학습자로 하여금 열팽창의 원리를 보다 쉽고 재미있게 알려줄 수 있다. In the thermal expansion learning tool of the present invention configured as described above, when the
상기와 같은 본 고안은, 저학년의 학생들도 물질의 열팽창 원리를 보다 쉽고 재미있게 학습함과 더불어, 그 학습 고취 능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention as described above, the students in the lower grades, while learning the thermal expansion principle of the material more easily and fun, there is an effect that can improve the ability to promote learning.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109545048A (en) * | 2018-12-27 | 2019-03-29 | 钱俊伟 | A kind of metal wire expansion demonstration device applied to student instruction |
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