UA80346C2

UA80346C2 - Teaching and amusement attraction unit

Info

Publication number: UA80346C2
Application number: UAA200512521A
Authority: UA
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2007-09-10
Also published as: CN1330397C; CN1795030A; EP1642628A1; EP1642628A4; US20070072161A1; WO2004105906A1; RU2254157C2

Description

Опис винаходу

Винахід стосується розважальної атракціонної техніки і може бути використаний у процесі навчання фізиці 2 для демонстрації перетворення хімічної енергії в електричну енергію.

Відома навчальна гра, яка призначена для розваг і забезпечує наочність результатів дії двокоординатного розподілу імовірностей |див. Пат. РФ Мо2108835, Кл. АЄЗЕ9/02, 509823/00, опубл. 20.04.98р.1.

Відомий "Навчальний розважальний атракціон" із планетарієм |див. Пат. РФ Мо2183490, Кл. Аб3(31/00, опубл. 20.06.2002р.), призначений для розваг і розміщений у спеціальному приміщенні "космічної архітектури", 70 який містить обертову оранжерею, центральний бар, розташований під зоряним небом, яке висвічується на півсферичній непрозорій стелі, й обладнаний столиками із засобами селекторного зв'язку з організаторами атракціону для участі в конкурсі, ресторан і зону для танців.

Відомий цілий ряд навчальних приладів для демонстрації різних законів фізики, наприклад "Пристрій для демонстрації магнітного поля" |див. Свід. на корисну модель Мо22258, Кл. 509823/18, опубл. 10.03.2002р. 12. «Навчальний прилад для демонстрації перетворення коливального руху в обертальний |див. Пат. РФ Мо2127452,

Кл. 509823/06, опубл. 10.03.99р., Пат. РФ Мо2029991, Кл. 509823/06, опубл. 27.02.95р.) й абсолютно відсутній в опублікованих джерелах інформації про навчальні прилади, які наочно, цікаво і розважально демонструють перетворення хімічної енергії в електричну енергію.

Найбільш близьким за технічною суті і частковим призначенням аналогом даного винаходу є "Навчальний прилад для демонстрації перетворення одного виду енергії в інший", який містить основу, кронштейн з елементом перетворення енергії і два провідники з різнорідних металів, одні кінці яких підключені до індикатора, при цьому він має елемент перетворення енергії, виконаний у вигляді диска з фетровим покриттям, встановлений на кронштейні з можливістю обертання за допомогою приводу, а вільні кінці провідників з різнорідних металів спаяні й розміщені на фетровій поверхні диска |див. А. с. СРСР Мо1014004, Кл. «309823/06, с опубл. 23.04.83р.1. о

Нагрів спаю, утвореного вільними кінцями провідників із різнорідних металів, відбувається за рахунок механічної взаємодії останнього з фетровим кільцем. Результатом цієї взаємодії є перетворення механічної енергії в теплову енергію і теплової в електричну енергію.

Недоліком відомого приладу є те, що за його допомогою можна демонструвати перетворення механічної о енергії в теплову енергію і теплової енергії в електричну й технічно неможливо наочно, цікаво і розважально -«ф продемонструвати перетворення хімічної енергії в електричну, а також неможливо продемонструвати дію закону

Ома. о

Технічним завданням, на рішення якого направлений винахід, є наочна, цікава й розважальна демонстрація о дії законів Ома, Ампера, Фарадея, можливість візуалізації струмів шкірно-гальванічного походження. 3о Технічний результат - розширення функціональних можливостей і підвищення демонстраційних можливостей со приладу - досягається тим, що в навчальному розважальному атракціоні, який містить два різнорідних метали, підключені до засобу візуальної індикації, згадані метали виконані в формі ігрових елементів, які забезпечують генерацію електричного струму в ланцюгу атракціону при замиканні його контуру людиною або «Ф групою людей, що має(ють) можливість взаємодії з ігровими елементами відкритими ділянками тіла, наприклад З 50 руками, при цьому ігрові елементи виконані з металів, віддалених один від одного в електрохімічному ряду с напружень не менше ніж на 0,58, і в ланцюгу безпосередньо не сполучені один з одним.

Із» В описуваному навчальному розважальному атракціоні різнорідні метали виконані в формі ігрових елементів і одними своїми кінцями приєднані до засобу візуальної індикації. Ігрові елементи в ланцюгу безпосередньо не сполучені один з одним, а з'єднує їх людина - провідник іншого виду, що має можливість взаємодії з ними відкритими ділянками тіла, наприклад руками, при замиканні контуру ланцюга, який забезпечує роботу бо атракціону. У ланцюгу з'являється електричний струм, наявність і величина якого візуалізується за допомогою ав! засобу індикації.

Ігрові елементи виконують з металів, віддалених один від одного в електрохімічному ряду напружень не о менше ніж на 0,58. «їз» 20 У разі введення в ланцюг атракціону групи людей, що мають можливість взаємодії з ігровими елементами певної форми відкритими ділянками тіла, наприклад руками, замикання контуру ланцюга атракціону відбувається с таким чином: перший учасник атракціону, взявши, наприклад, у долоню один ігровий елемент, другою рукою або будь-якою іншою відкритою ділянкою свого тіла (плечем, ногою, носом, губами) торкається, наприклад, руки, або будь-якої іншої відкритої ділянки тіла (плеча, ноги, носа, губ) другого учасника, який, у свою чергу, 29 наприклад рукою або будь-якою іншою відкритою ділянкою тіла (ногою, плечем, носом або губами), торкається,

ГФ) наприклад руки або згаданих вище відкритих ділянок тіла третьої людини, яка, наприклад, в одній із вільних долонь рук, затискає другий ігровий елемент. У ланцюгу атракціону виникає електричний струм, який о генерується ігровими елементами, функцію яких виконують різнорідні метали цинк і срібло. При взаємодії з вологим середовищем шкіри на цих металах протікають потенціалвизначальні реакції, які сприяють виникненню 60 в ланцюгу ЕДС і генерації струму, наявність і величина якого фіксується засобом індикації, наприклад, мікроамперметром.

У ланцюгу атракціону виникає шкірно-гальванічний струм, що наочно, цікаво й розважально демонструє перетворення хімічної енергії в електричну енергію. При цьому вперше в перетворенні енергії бере участь людина або група людей, що виконує(ють) функцію провідника іншого виду, що замикає(ють) контур ланцюга бо атракціону, і функцію середовища, що забезпечує протікання потенціалвизначальних реакцій.

Ігрові елементи виконуються з металів, віддалених один від одного в електрохімічному ряду напружень не менше, ніж на 0,58. Наприклад, ігрові елементи можуть бути виконані, відповідно, з цинку й міді або з цинку й срібла, або з інших металів, які відповідають вищезгаданій умові.

Навчальний розважальний атракціон відрізняється від прототипу тим, що, по-перше, для досягнення розширення функціональних можливостей при використанні приладу й підвищення його демонстраційних можливостей різнорідні метали в атракціоні виконані в формі ігрових елементів, з якими людина або група людей мають можливість взаємодіяти, тобто брати, наприклад, руками, або торкатися їх будь-якими відкритими ділянками тіла. 70 По-друге, з порівняння із прототипом видно, що різняться також характер зв'язку між частинами (елементами) ланцюга і різниться взаємне розташування частин (елементів) в електричних ланцюгах, а саме: в запропонованому атракціоні ігрові елементи в ланцюгу безпосередньо не сполучені один з одним, а в приладі-прототипі вільні кінці провідників із різнорідних металів спаяні.

По-третє, для замикання контуру ланцюга в навчальний розважальний атракціон уведений новий 7/5 Конструктивний елемент - провідник іншого виду - людина або група людей, завдяки якому(им) у ланцюгу атракціону виникає шкірно-гальванічний струм при генерації його ігровими елементами з цинку й срібла. Таким чином, практичне використання запропонованого атракціону забезпечує демонстрацію перетворення хімічної енергії в електричну наочно, цікаво й розважально.

У приладі-прототипі для замикання контуру ланцюга включений елемент перетворення енергії, який являє собою диск із фетровим покриттям, встановлений на кронштейні з можливістю обертання за допомогою приводу, а на диску розташовані спаяні вільні кінці провідників різнорідних металів. Внаслідок щільного зіткнення поверхні фетрового кільця обертового диска зі спаєм останній нагрівається і виникає термоелектричний ефект.

Таким чином, спостерігають демонстрацію перетворення механічної енергії в теплову енергію і теплової енергії в електричну енергію. Вирішити поставлене винахідником завдання як на основі відомих даних з рівня техніки, сч ов такі за допомогою приладу-прототипу, що містить термопару з різнорідних металів для перетворення енергій, о неможливо.

Якщо в запропонованому винаході, як і в приладі-прототипі, ігрові елементи з різнорідних металів, наприклад, цинку й срібла, з'єднати один з одним, то при зіткненні людини з ними або окремо з кожним із них, струму в ланцюгу мікроамперметра не буде, оскільки сам мікроамперметр таким контактом вимикається з «о зо Вимірювального ланцюга гальванічної пари, яка не має властивості термопари. За допомогою термопари приладу-прототипу можна виміряти тільки один параметр людини - її температуру, тобто людина виконує лише - функцію нагрівального елемента й не бере участі яким-небудь іншим способом у генерації струму в ланцюгу. За с допомогою приладу-прототипу неможливо продемонструвати перетворення хімічної енергії в електричну енергію. Неможливо також наочно, цікаво й розважально продемонструвати дію закону Ома на живій системі о (людині або групі людей), тобто порівняно з приладом-прототипом у запропонованого атракціону підвищуються со демонстраційні можливості під час його практичного використання.

По-четверте, ігрові елементи в заявленому атракціоні виконані з металів, віддалених один від одного в електрохімічному ряду напружень не менше ніж на 0,58. У прототипі не приведені особливі вимоги до матеріалу провідників із різнорідних металів. «

Вказані відмінності запропонованого навчального розважального атракціону від прототипу дозволяють з с розширити функціональні можливості останнього: побачити наявність струму шкірно-гальванічного походження, . який є результатом перетворення хімічної енергії в електричну енергію, на шкалі засобу індикації, з'являється и?» можливість у людини або групи людей, уведеної(их) у ланцюг атракціону, виміряти не тільки температуру, але й силу (величину) залежно від її(їх) опору, а також залежно від сили стиснення рук, тим самим наочно, цікаво й розважально продемонструвати дію закону Ома, а можливо продемонструвати й дію законів Ампера й Фарадея.

Го! Можна виміряти й продемонструвати вік людини, її електропровідність, фізичну натренованість.

Винахід пояснюється кресленням, де на фіг.1 зображена загальна схема запропонованого навчального о розважального атракціону; на фіг.2, 2а, фіг.З, фіг.4, 4а - реальні навчальні розважальні атракціони. 2) Атракціон (див. фіг.1) містить ігрові елементи 1 і 2 певної форми, функцію яких виконують різнорідні 5р метали срібло (1) ії цинк (2). Ігрові елементи 1 і 2 підключені до засобу візуальної індикації 3, наприклад, ве мікроамперметра. Із протилежного боку для замикання контуру ланцюга в нього включені три людини 4, 5, 6, які

Ф мають можливість взаємодіяти з ігровими елементами 1 і 2 і між собою відкритими ділянками тіла, наприклад, руками. У ланцюгу атракціону виникає шкірно-гальванічний струм, що наочно, цікаво й розважально являє собою перетворення хімічної енергії в електричну енергію. Наявність і величина струму фіксується мікроамперметром дво З. Величина струму залежить від сили рукостискання. Збільшення сили рукостискання зменшує опір ланцюга і збільшує силу струму згідно із законом Ома.

Ф) Під час проведення гри використовують задані ігрові сюжети (див. фіг.2, 2а, фіг.З, фіг.4, 4а). ка В атракціоні, представленому на фіг.2, беруть участь декілька чоловік, наприклад двоє. Один із учасників атракціону (див. фіг.2а) (дівчина) 4 лівою рукою тримається за одну руку муляжу ляльки - елемент 1, виконаний во Зі срібла, у формі кульки. Інший учасник (юнак) 5 тримається пальцями правої руки за іншу руку муляжу ляльки - ігровий елемент 2, виконаний із цинку, також у формі кульки. Учасники здійснюють рукостискання вільними руками, замикаючи контур ланцюга, в який входить мікроамперметр 3. У ланцюгу атракціону виникає шкірно-гальванічний струм, наявність і величина якого фіксується мікроамперметром.

В атракціоні (див. фіг.3) беруть участь молодята (дівчина) 4 і (юнак) 5. Вони підходять до ігрових 65 елементів 1 і 2, виконаних, наприклад, у формі колон зі срібла (1) і з цинку (2), торкаються рукою кожний своєї колони й цілуються, замикаючи контур ланцюга, в який входить засіб візуальної індикації, наприклад,

мікроамперметр 3. Результат весільного поцілунку - поява шкірно-гальванічного струму - фіксується на шкалі мікроамперметра.

В атракціоні, поданому на фіг.4, беруть участь декілька чоловік, наприклад, двоє. Один із учасників атракціону (див. фіг.4а) (дівчина) 4 бере в одну руку ігровий елемент 1, виконаний у формі долоні муляжу ляльки, зі срібла. Інший учасник (юнак) 5 тримається однією рукою за інший ігровий елемент 2, виконаний також у формі долоні муляжу ляльки, із цинку. Ігрові елементи 1 і 2 підключені до засобу візуальної індикації 3, виконаного у вигляді світлового електронного табло. Під час рукостискання внаслідок замикання контуру ланцюга учасниками атракціону з'являється струм, наявність і величина якого наочно, цікаво й розважально 7/0 фіксується світловим електронним табло.

Для ігрових елементів вибирають метали, віддалені один від одного в електрохімічному ряду напружень не менше, ніж на 0,58, що забезпечує величину струму, необхідну для наочної візуалізації його на шкалі мікроамперметра й достатню для цікавості й розважальності атракціону, де гравець або група гравців, бачать, дивуючись і радіючи, результат своєї участі в атракціоні.

Величина ЕРС розімкненого ланцюга менша за 0,5 В ускладнює візуалізацію струму в утвореному з людей ланцюгу, у зв'язку з його великим опором.

Промислова застосовність

Навчальний розважальний атракціон може бути використаний як прилад у навчальному процесі шкіл, коледжів, інститутів, і також як розважальна гра, розміщена в парках, на площах, на вулицях і на закритих майданчиках, в яких можуть брати участь один, два або декілька чоловік. Атракціону надані нові споживчі властивості: якщо в роботі приладу-прототипу людина бере участь тільки так: включає привід і колу надається необхідна швидкість обертання, то у запропонованому винаході кожний бажаючий може підійти і сам узяти участь у роботі атракціону, побачити струм, який генерується ігровими елементами при замиканні ним ланцюга, на шкалі засобу індикації. сч

Навчальний розважальний атракціон при практичному його використанні зв'язує роботу законів фізики з ситуаціями, з якими людина зустрічається в повсякденному житті кожний день: рукостисканням і поцілунком. і)

Атракціони (див. фіг.1, 2, З, 4) мають автономність, можуть переноситися, мають для цього відповідні габарити й можуть використовуватися в навчальному процесі для наочної, цікавої, розважальної демонстрації перетворення хімічної енергії в електричну енергію. Ге

Освоєння запропонованих атракціонів, крім вище перерахованих переваг, підвищить також їх розважальн ! « ефективність. (зе)

Claims

Формула винаходу о 35 о о , , , , , , , се) Навчальний розважальний атракціон, що містить два різнорідних метали, підключені до засобу візуальної індикації, який відрізняється тим, що метали виконані в формі ігрових елементів, які забезпечують генерацію електричного струму в ланцюзі атракціону при замиканні його контуру людиною або групою людей, що має(ють) можливість взаємодії з ігровими елементами відкритими ділянками тіла, наприклад руками, при цьому ігрові « елементи виконані з металів, віддалених один від одного в електрохімічному ряду напружень не менше ніж на з с 0,5 В, і в ланцюзі безпосередньо не сполучені один з одним. . и?

(ее) («в) (95)

щ» 4)

іме)

60 б5