電流過大的原因及其危害演示器的製造方法
2023-10-18 10:21:49 2
電流過大的原因及其危害演示器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種中學物理教學用電流過大的原因及其危害演示器，包括演示板以及設置於演示板上的構成演示電路的各電路元件，演示板背面設有電源。所述電路元件為開關、鱷魚夾、鋁箔紙、電流表、小燈泡、導線；所述鋁箔紙的兩端分別被所述鱷魚夾夾住；所述電流表為數字直流電流表、指針式直流電流表中的一種。本實用新型取得的有益效果是：(1)取材容易，造價低廉；(2)安全可靠，所用電源是電壓為6V-12V的直流電源；(3)演示效果明顯，可見度高，用電流表顯示電流值更方便觀察電流的大小，從鋁箔紙受熱變形→變色→變焦→冒煙到最後燃燒，可以持續5秒以上，有煙、火產生。(4)整體結構簡單，演示操作方便。
【專利說明】電流過大的原因及其危害演示器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種中學物理教學用具，特別是一種演示電流過大的原因及其危害的裝置。
【背景技術】
[0002]現行的人教版初中物理教材中單獨安排一節內容來講解家庭電路中電流過大的原因。並且認為:「家庭電路中電流過大的原因有兩個，一是電路中用電器的總功率過大，二是電路發生短路」(彭前程.義務教育教科書?物理9年級.北京:人民教育出版社，2013年6月第I版，第109頁-112頁)。教材中只是用圖片展示了「用電器的總功率過大，容易發生火災」、「短路時電路中的電流非常大，很容易發生火災」，沒有安排演示實驗來說明這兩個原因對電路的影響。實驗室中也沒有專門的儀器來演示電流過大的原因及其危害，學生和老師都迫切需要有針對性的教學用具，然而在市場上卻很難找到合適的教學用具。為了讓學生對電流過大的原因及其危害有深刻認識，教師一般會用自製教具給學生補充電流過大的原因及其危害演示實驗，也有部分老師因為沒有現成的儀器而不給學生做這個實驗，電流過大的原因及其危害很難建立正確的認識。給教學帶來一定困難，甚至影響到學生成績、學習興趣和學生安全。
[0003]電流過大的原因分為短路和用電器的總功率過大兩種情況。在實際教學中老師給學生補充的短路危害演示實驗一般有兩種方法。第一種方法是用導線直接把一節乾電池兩極連接起來做短路實驗，這樣短路電流不會超過3A，用手觸摸導線只有發熱的感覺，新乾電池由原來硬邦邦的變軟了，並有熱乎乎的感覺，學生對短路事故嚴重性無明確直觀認識，電路短路造成的危害，如劇烈的火花不能察覺。第二種方法是用保險絲直接接入220v交流電路中造成短路，這種方法有如下缺點:(I)不安全。由於工作電壓是220v，不是安全電壓，操作過程稍有不慎，就會發生觸電事故；保險絲在瞬間熔斷時產生的熔粒容易濺到操作教師或前排學生。(2)可見度低。當接通電源時，由於電壓過高，電流過大，保險絲瞬間即熔斷。學生根本無法看清短路時電流是否經過用電器，電路就斷開了，實驗現象持續的時間太短，可見度低，難以給學生留下深刻印象。(3)如果選用的保險絲額定電流稍大，或者幹路上保險絲不夠大，短路時所產生的大電流常使幹路上的保險絲熔斷，造成較大範圍停電。(4)有損師生健康。由於使用的不是安全電壓，實驗本身帶有危險性，教師做實驗時提心弔膽，學生看實驗時擔心害怕，有損師生健康。老師給學生補充的用電器的總功率過大演示實驗一般是把幾個「220V100W」的燈泡並聯在220V電源上，依次閉合開關後，發現保險絲熔斷，其缺點如演示短路的第二種方法所述。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的問題是:提供一種結構簡單、實驗現象明顯且安全可靠的電流過大的原因及其危害演示器。既便於教師操作實驗，完成教學任務，又方便學生觀察實驗現象，提聞學習興趣。
[0005]本實用新型所採用的技術方案如下:
[0006]一種電流過大的原因及其危害演示器，包括演示板以及設置於所述演示板上的構成演示電路的各電路元件；所述演示板背面設有電源；所述電源放置在演示板背面的電源盒內。
[0007]所述的電路元件為開關、鱷魚夾、鋁箔紙、電流表、小燈泡、導線。
[0008]所述演示電路包括:開關4個、鱷魚夾2個、鋁箔紙I段、電流表I個、小燈泡3個、導線13根。
[0009]所述電源為蓄電池、調壓器、學生電源、甲種乾電池中的一種。
[0010]所述電源的電壓為直流6V-12V。
[0011]所述小燈泡的額定電壓為6V-12V，額定功率小於22W。
[0012]所述招猜紙長I?1cm,寬I?2.5mm,厚0.006mm?0.007mm,可以用包裝香菸
(或口香糖)的鋁箔襯紙裁剪而得。
[0013]所述電流表為數字直流電流表、指針式直流電流表中的一種。
[0014]所述第一開關的一端與所述電源正接線柱連接，另一端與所述第一鱷魚夾連接；
[0015]所述第一燈泡的一端與所述電源負接線柱連接，另一端與所述電流表的一端連接;
[0016]所述電流表的一端與所述第一燈泡的一端連接，另一端與所述第二鱷魚夾連接；
[0017]所述鋁箔紙的一端被所述第一鱷魚夾夾住，另一端被所述第二鱷魚夾夾住；
[0018]所述第二開關的一端與所述第二小燈泡的一端連接，第二開關的另一端與所述第一小燈泡的一端連接，第二小燈泡的另一端與所述第一小燈泡的另一端連接；
[0019]所述第三開關的一端與所述第三小燈泡的一端連接，第三開關的另一端與所述第一小燈泡的一端連接，第三小燈泡的另一端與所述第一小燈泡的另一端連接；
[0020]所述第四開關的一端與所述第一小燈泡的一端連接，另一端與所述第一小燈泡的另一端連接；
[0021]所述演示板背面的直流電源的正、負極分別用導線穿過演示板與演示板正面的電源正接線柱和電源負接線柱相連。
[0022]本實用新型電流過大的原因及其危害演示器與現有技術相比具有以下優點:
[0023](I)取材容易，造價低廉，所選鋁箔紙可以用包裝香菸(或口香糖)的鋁箔襯紙裁剪而得，其餘器材都是中學物理實驗室常用器材。
[0024](2)安全可靠，所用電源的電壓為6V-12V，是安全電壓，不用擔心觸電事故。
[0025](3)演示效果明顯，可見度高。演示板是立著放置的，全班同學都能看清楚電路的連接情況、小燈泡的亮暗、直流電流表的示數和鋁箔紙的燃燒過程。本實用新型的電流過大的原因及其危害演示器延長了電流過大時危害發生的過程，從鋁箔紙開始變形到最後燃燒，全過程可以持續5秒以上，便於學生觀察理解，由於有煙、火產生，實驗現象特別明顯，能給學生留下深刻印象。另外用數字直流電流表顯示電流值，學生更容易觀察。
[0026](4)整體結構簡單，演示操作方便。可以在短時間內重複多次做實驗，也可以讓學生親自操作實驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型的正面結構示意圖。
[0028]圖2是本實用新型的背面結構示意圖。
[0029]附圖中的標記分別表示:1-演示板，2-電源盒，3-電源正接線柱，4-第一開關，5-第一鱷魚夾，6-鋁箔紙，7-第二鱷魚夾，8-電流表，9-導線，10-第一小燈泡，11-第二開關，12-第二小燈泡，13-第三開關，14-第三小燈泡，15-第四開關，16-電源負接線柱，17-電源。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本實用新型的電流過大的原因及其危害演示器作以下詳細說明。
[0031]如附圖1所示，本實用新型的電流過大的原因及其危害演示器，包括:演示板I以及設置於所述演示板I上的構成演示電路的各電路元件；所述演示板I背面設有直流電源16 ;所述直流電源16放置在電源盒2內。
[0032]所述的電路元件為開關、鱷魚夾、鋁箔紙、數字直流電流表、小燈泡、導線。
[0033]所述演示電路包括:開關4個、鱷魚夾2個、鋁箔紙I段、數字直流電流表I個、小燈泡3個、導線13根，它們之間的連接關係為:
[0034]所述第一開關4的一端與所述電源正接線柱3連接，另一端與所述第一鱷魚夾5連接；
[0035]所述第一燈泡10的一端與所述電源負接線柱16連接，另一端與所述數字直流電流表8的一端連接；
[0036]所述鋁箔紙6的一端被所述第一鱷魚夾5夾住，另一端被所述第二鱷魚夾7夾住；
[0037]所述數字直流電流表8的另一端與所述第二鱷魚夾7連接；
[0038]所述第二開關11的一端與所述第二小燈泡12的一端連接，第二開關11的另一端與所述第一小燈泡10的一端連接，第二小燈泡12的另一端與所述第一小燈泡10的另一端連接；
[0039]所述第三開關13的一端與所述第三小燈泡14的一端連接，第三開關13的另一端與所述第一小燈泡10的一端連接，第三小燈泡14的另一端與所述第一小燈泡10的另一端連接；
[0040]所述第四開關15的一端與所述第一小燈泡10的一端連接，另一端與所述第一小燈泡10的另一端連接；
[0041]如附圖2所示，所述演示板I背面的直流電源17的正、負極分別用導線穿過演示板與演示板正面的電源正接線柱3和電源負接線柱16相連。
[0042]實施例一:演不用電器的總功率過大對電路的影響。演不時，將演不板I上的第一開關4閉合，所述電路中的第一小燈泡10發光，數字直流電流表8顯示一定的電流值；當再閉合第二開關11時，所述電路中的第一小燈泡10、第二小燈泡12都發光，數字直流電流表8的示數增大；當再閉合第三開關13時，所述電路中的第一小燈泡10、第二小燈泡12、第三小燈泡14都發光，數字直流電流表8的示數顯著增大，同時發現鋁箔紙6受熱變形一變色—變焦一冒煙，當溫度達到鋁箔紙6的著火點時，鋁箔紙6燃燒。說明電路中用電器的總功率過大，幹路中的電流急劇增大，產生大量的熱，會燒壞導線。
[0043]實施例二:演示短路對電路的影響。演示時，將演示板I上的第一開關4閉合，所述電路中的第一小燈泡10發光，數字直流電流表8顯示一定的電流值；再閉合第四開關15，第一小燈泡10被短接，第一小燈泡10不發光，電源兩極之間發生短路，數字電流表8的示數急劇增大，同時發現鋁箔紙6受熱變形一變色一變焦一冒煙，當溫度達到鋁箔紙6的著火點時，鋁箔紙6燃燒。說明短路時用電器不工作，電路中的電流急劇增大，產生大量的熱，會燒壞導線。
[0044]以上，僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何人員在本實用新型的啟示下，可輕易想到的變化或替換，均落入本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電流過大的原因及其危害演示器，其特徵在於，包括:演示板以及設置於所述演示板上的構成演示電路的各電路元件；所述電路元件為第一開關，第二開關，第三開關，第四開關，第一小燈泡，第二小燈泡，第三小燈泡，第一鱷魚夾，第二鱷魚夾，鋁箔紙，電流表，導線，電源；所述第一開關的一端與所述電源正接線柱連接，另一端與所述第一鱷魚夾連接；所述第一小燈泡的一端與所述電源負接線柱連接，另一端與所述電流表的一端連接；所述鋁箔紙的一端被所述第一鱷魚夾夾住，另一端被所述第二鱷魚夾夾住；所述電流表的另一端與所述第二鱷魚夾連接；所述第二開關的一端與所述第二小燈泡的一端連接，第二開關的另一端與所述第一小燈泡的一端連接，第二小燈泡的另一端與所述第一小燈泡的另一端連接；所述第三開關的一端與所述第三小燈泡的一端連接，第三開關的另一端與所述第一小燈泡的一端連接，第三小燈泡的另一端與所述第一小燈泡的另一端連接；所述第四開關的一端與所述第一小燈泡的一端連接，另一端與所述第一小燈泡的另一端連接。
2.根據權利要求1所述的電流過大的原因及其危害演示器，其特徵在於:所述電源為蓄電池、調壓器、學生電源、甲種乾電池中的一種。
3.根據權利要求1所述的電流過大的原因及其危害演示器，其特徵在於:所述電源的電壓為直流6V-12V。
4.根據權利要求1所述的電流過大的原因及其危害演示器，其特徵在於:所述小燈泡的額定電壓為6V-12V，額定功率小於22W。
5.根據權利要求1所述的電流過大的原因及其危害演示器，其特徵在於:所述電流表為數字直流電流表、指針式直流電流表中的一種。
【文檔編號】G09B23/18GK204130025SQ201420369423
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】周巖 申請人:周巖