過電壓的原因及其危害演示者它們是如何產(chǎn)生的
【專利摘要】本實用新型公開了一種高中數(shù)學(xué)教學(xué)中電壓過高的原因及其危害的演示器。 電路器件有開關(guān)、鱷魚夾、鋁箔紙、電流表、小燈泡、電線； 鍍鋁紙的兩端分別用蟒蛇夾纏住； 該電壓表為數(shù)字直流電壓表、指針式直流A型電壓表。 本實用新型的有益效果是：(1)材料易得，成本低。 (2)安全可靠，所用電源為直流電源，電流為6V-12V； 電壓值更方便觀察電壓的大小，從鍍鋁紙熱變形→變色→放大→冒煙到最終燃燒，可持續(xù)5秒以上，有煙起火。 (4)整體結(jié)構(gòu)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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)用品，特別是一種演示電壓過高的原因及其危害的裝置。
【背景技術(shù)】
現(xiàn)有人教版高中數(shù)學(xué)教材中單獨安排一節(jié)內(nèi)容來講解家庭電路中電流過大的感應(yīng)。 但我認(rèn)為：“家用電路中電流過大的原因有兩個，一是電路中家用電器的總功率過大，二是電路漏電”（彭干成.必修教育教材?化學(xué)九年級.上海:人民教育出版社,2013年6月I版,第109-112頁)。 教材僅用圖片來展示“家用電器總功率太大，容易引起火災(zāi)”、“短路時電路中電壓特別大，容易引起火災(zāi)”。火災(zāi)報警器”，并且沒有安排演示實驗來說明這兩種誘因?qū)﹄娐返挠绊憽?影響。 實驗室沒有專門的儀器來論證電壓過高的原因和危害。 中學(xué)生和教師迫切需要有針對性的教學(xué)用品，但在市場上卻很難找到合適的教學(xué)用品。 為了讓中學(xué)生深入了解電壓過高的原因和危害，班主任通常會使用自制的教具為中學(xué)生補充電壓過高的原因和危害的演示實驗，有的老師不要給中學(xué)生做，因為他們沒有現(xiàn)成的設(shè)備。 在這個實驗中，很難對電壓過高的原因和危害建立正確的認(rèn)識。 給教學(xué)帶來一定的困難，甚至影響中學(xué)生的成績、學(xué)習(xí)興趣和中學(xué)生的安全。
[0003] 電壓過高的原因分為漏電和家用電器總功率過大。 在實際教學(xué)中，教師對中學(xué)生進行漏電破壞演示實驗的補充通常有兩種方式。 第一種方法是直接用電線連接干電池的兩極做漏電測試，這樣漏電電壓不會超過3A，用手觸摸電線只會感覺發(fā)熱。 暖感中學(xué)生對漏電汽車事故的嚴(yán)重性還沒有清晰直觀的認(rèn)識，無法察覺電路漏電造成的危害，如劇烈火花等。 第二種方式是直接將保險絲插入220V交流電路中造成漏電，這些方式有以下缺點： (1)不安全。 由于工作電流為220V，并非安全電流，操作過程中稍有不慎，就會發(fā)生觸電事故； 保險絲突然熔斷時形成的熔融顆粒很容易濺到操作班主任或后排的中學(xué)生身上。 (2)能見度低。 當(dāng)接通電源時，由于電流低、電壓過高，保險絲會立即熔斷。 中學(xué)生在漏電時無法辨認(rèn)電壓是否通過了家用電器，導(dǎo)致電路斷路。 實驗現(xiàn)象持續(xù)時間太緊、能見度低，無法給中學(xué)生留下深刻的印象。 (3)如果所選熔斷器的額定電壓稍大，或支路上的熔斷器不夠大，漏電時形成的較大電壓往往會導(dǎo)致支路上的熔斷器熔斷，造成大面積停水。 。 （四）損害師生健康的。 因為電流不安全，實驗本身就是危險的。 班主任做實驗擔(dān)心，中學(xué)生看實驗害怕，這樣就會損害師生的健康。 老師給中學(xué)生做的家用電器總功率太大的演示實驗是，將幾個“”燈泡并聯(lián)到220V電源上，一一合上開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)保險絲被吹。 其缺點如第二種演示漏電的方法中所述。
【發(fā)明內(nèi)容】
本實用新型要解決的問題是：提供一種結(jié)構(gòu)簡單、實驗現(xiàn)象顯著且安全可靠的過電壓成因及其危害演示儀。 不僅便于班主任操作實驗、完成教學(xué)任務(wù)，也方便中學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，提高學(xué)習(xí)興趣。
本實用新型采用的技術(shù)方案如下：
一種過電壓原因及其危害演示器，包括演示板和設(shè)置在所述演示板上形成演示電路的各電路器件； 所述演示板背面設(shè)有電源； 所述電源放置在演示板背面的電源盒內(nèi)。
[0007] 該電路裝置為開關(guān)、鱷魚夾、鋁箔、電流表、燈泡和電線。
[0008] 演示電路包括：4個開關(guān)、2個鱷魚夾、1段鋁箔、1個電流表、3個小燈泡、13根電線。
[0009] 電源為蓄電池板、穩(wěn)壓器、學(xué)生電源、A類干電池中的一種。
所述電源的電流為DC 6V-12V。
[0011] 小燈泡的額定電流為6V-12V，額定功率大于22W。
[0012] 所述花紙長1?1cm，寬1?2.5mm，厚0.006mm?0.007mm，可用于包裝香煙
（或口香糖）鍍鋁背紙剪裁而成。
[0013] 所述電壓表為數(shù)字式直流電壓表、指針式直流電壓表。
第一開關(guān)一端與電源正極連接，另一端與第一蟒夾連接；
[0015] 第一燈泡的一端連接電源負(fù)極，另一端連接電壓表的一端；
所述電壓表的一端與所述第一燈泡的一端連接，另一端與所述第二蟒夾連接；
所述鍍鋁紙的一端被所述第一蟒蛇夾卡住，另一端被所述第二蟒蛇夾卡住；
第二開關(guān)的一端連接第二小燈泡的一端，第二開關(guān)的另一端連接第一小燈泡的一端，第二小燈泡的另一端連接第一小燈泡。電燈泡。 小燈泡的另一端相連；
第三開關(guān)的一端連接第五小燈泡的一端，第三開關(guān)的另一端連接第一小燈泡的一端，第五小燈泡的另一端連接第一小燈泡。小燈泡的另一端相連；
第四開關(guān)的一端與第一小燈泡的一端連接，另一端與第一小燈泡的另一端連接；
[0021] 演示板反面的直流電源的正負(fù)極分別穿過演示板并連接到演示板正面的電源的正極端子和負(fù)極端子。
本實用新型電壓超標(biāo)原因及其危害演示裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：
(1)取材容易，成本低，精選的鍍鋁紙可與包裝煙(或口香糖)的鍍鋁底紙一起裁切得到，其余設(shè)備均為學(xué)校化學(xué)實驗室常用設(shè)備。
(2)安全可靠，所用電源電流為6V-12V，屬安全電流，不用擔(dān)心觸電車禍。
(3)示范療效顯著，知名度高。 演示板直立放置，全班同學(xué)都能清楚地認(rèn)識到電路的連接、小燈泡的亮度、直流電壓表的指示以及鍍鋁紙的燃燒過程。 本實用新型的電壓過高的原因及其危害演示器延長了電壓過大時危害發(fā)生的過程。 鍍鋁紙從變形到最終燃燒，整個過程可以持續(xù)5秒以上，方便中學(xué)生觀察和理解，因為有煙霧和火焰形成，實驗現(xiàn)象非常明顯，能給中學(xué)生留下深刻的印象。 另外，采用數(shù)字直流電壓表顯示電壓值，更便于中學(xué)生觀察。
(4)整體結(jié)構(gòu)簡單，演示操作方便。 實驗可以在短時間內(nèi)重復(fù)多次，也可以讓中學(xué)生親自操作實驗。
[專利圖]
【附圖說明】
圖1為本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為本實用新型的反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中標(biāo)記分別代表：1-演示板、2-電源盒、3-電源正極端子、4-第一開關(guān)、5-第一蟒蛇夾、6-鍍鋁紙、7-第一兩條蟒蛇夾子、8電壓表、9線、10-第一個燈泡、11-第二個開關(guān)、12-第二個燈泡、13-第三個開關(guān)、14-第五個燈泡、15-第四個開關(guān)、16 -電源負(fù)極端子，17-電源。
【具體實施方法】
下面結(jié)合附圖，對本實用新型的電壓過高的原因及其危害演示裝置進行詳細(xì)說明。
[0029] 如圖1所示，本實用新型的過電壓的原因及其危害演示器，包括：演示板1以及設(shè)置在所述演示板1上形成演示電路的各電路器件； [0016] 所述演示板1的反面設(shè)有直流電源16 ； 直流電源16置于電源盒2內(nèi)。
[0032] 該電路裝置為開關(guān)、鱷魚夾、鋁箔、數(shù)字直流電壓表、燈泡和電線。
所述的演示電路包括:4個開關(guān)、2個鱷魚夾、1段鋁箔紙、1個數(shù)字直流電壓表、3個小燈泡、13根電線，它們之間的連接關(guān)系為:
第一開關(guān)4的一端與電源正極3連接，另一端與第一蟒夾5連接。
第一燈泡10的一端與電源負(fù)極端子16連接，另一端與數(shù)字直流電壓表8的一端連接；
所述鍍鋁紙6的一端被所述第一蟒蛇夾5卡住，另一端被所述第二蟒蛇夾7卡住；
所述數(shù)字直流電壓表8的另一端與所述第二蟒夾7連接；
第二開關(guān)11的一端與第二小燈泡12的一端連接，第二開關(guān)11的另一端與第一小燈泡10的一端連接，第二小燈泡12的另一端連接與第一小燈泡10的另一端；
第三開關(guān)13的一端與第五小燈泡14的一端連接，第三開關(guān)13的另一端與第一小燈泡10的一端連接，第五小燈泡14的另一端連接與第一小燈泡10的另一端；
第四開關(guān)15的一端與第一小燈泡10的一端連接，另一端與第一小燈泡10的另一端連接。
如圖2所示，演示板1反面的直流電源17的正負(fù)極穿過演示板，電源正極端子3和電源負(fù)極端子16位于演示板的正面，用于相互連接。
實施例一：不受家用電器總功率過大對電路影響的情況下進行播放。 時不時地，性能板1上的第一開關(guān)4閉合，電路中的第一小燈泡10發(fā)光，數(shù)字直流電壓表8顯示一定的電壓值； 當(dāng)?shù)诙_關(guān)11再次閉合時，電路中的第一小燈泡10和第二小燈泡12均發(fā)光，數(shù)字直流電壓表8的指示減小。 當(dāng)?shù)谌_關(guān)13再次閉合時，電路中的第一小燈泡10、第二小燈泡12和第五小燈泡14均發(fā)光，數(shù)字直流電壓表8的指示明顯減小。 同時發(fā)現(xiàn)鍍鋁紙6發(fā)生熱變形、變色、膨脹、起火。 當(dāng)溫度達(dá)到鍍鋁紙6的燃點時，鍍鋁紙6燃燒。 說明電路中家用電器的總功率過大，支路中的電壓會相應(yīng)下降，形成大量熱量，燒毀電線。
實施例二：演示漏電對電路的影響。 演示時，演示板1上的第一開關(guān)4閉合，電路中的第一小燈泡10發(fā)光，數(shù)字直流電壓表8顯示一定的電壓值。 第四開關(guān)15再次閉合，第一小燈泡10短路電流過大時電流計，第一小燈泡10不發(fā)光，電源兩極之間出現(xiàn)漏電，數(shù)字讀數(shù)電壓表8大大減小。 當(dāng)達(dá)到紙6的燃點時，鍍鋁紙6燃燒。 意味著漏電時家用電器無法工作，電路中的電壓相應(yīng)降低，形成大量熱量，從而燒毀電線。
以上，僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，但本實用新型的保護范圍并不限于此，任何人員在本實用新型的啟發(fā)下，都可以輕易想到的改變或替換，都可以均屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)益請求】
1.一種過電壓原因及其危害演示器，其特征在于，包括:演示板以及設(shè)置在所述演示板上形成演示電路的各電路器件； 所述電路裝置為第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第一小燈泡、第二小燈泡、第五小燈泡、第一蟒蛇夾、第二蟒蛇夾，鍍鋁紙、電壓表、電線、電源； 開關(guān)一端連接電源正極，另一端連接第一蟒夾； 第一個小燈泡的一端與電源負(fù)極相連，另一端與電壓表的一端相連； 鍍鋁紙一端被第一蟒蛇夾夾住，另一端被第二蟒蛇夾纏住； 電壓表的另一端與第二個蟒蛇夾連接； 第二蟒蛇夾第二開關(guān)的一端連接第二小燈泡的一端，第二開關(guān)的另一端連接第一小燈泡的一端電流過大時電流計，第二小燈的另一端連接燈泡連接到第一個小燈泡的另一端； 第三開關(guān)的一端連接第五小燈泡的一端，第三開關(guān)的另一端連接第一小燈泡的一端，第五小燈泡的另一端連接將第一個小燈泡的另一端連接到第四個開關(guān)； 第四開關(guān)的一端連接第一小燈泡的一端，另一端連接第一小燈泡的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓過高原因及其危害演示裝置，其特征在于:所述電源為蓄電池板、穩(wěn)壓器、學(xué)生電源、甲類干蓄電池中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓原因及其危害演示裝置，其特征在于:所述電源的電流為直流6V-12V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓過高的原因及其危害演示器，其特征在于：所述小燈泡的額定電流為6V-12V，額定功率大于22W。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓原因及其危害演示裝置，其特征在于：所述電壓表為數(shù)字式直流電壓表、指針式直流電壓表中的一種。
【文件號碼】/
【發(fā)表日期】2015年1月28日申請日期：2014年7月1日優(yōu)先權(quán)日：2014年7月1日
【發(fā)明人】周巖 申請人：周巖