專利名稱：安全用電演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電學(xué)用教具，尤其涉及一種安全用電演示器。
現(xiàn)有自制的安全用電教具由于其選用的地面電場為一敷銅板，其電場為間斷式，模擬人體在電場內(nèi)移動甚受限制，演示操作很不方便，由于考慮到演示者的安全，演示中一般不用220V電源，而由電池供電，以低壓模擬高壓，但因此導(dǎo)致跨步電壓很低，而導(dǎo)電板電阻又較大，往往使顯示困難，另外，模擬人體的穩(wěn)定站立也是需予解決的問題。
本實用新型的目的在于設(shè)計一種既安全又方便且體積小、重量輕，又能使人體觸電時能明顯顯示的安全用電演示器，而且在演示操作中模擬人體能穩(wěn)定站立。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種安全用電演示器包括有一盒體及裝置于盒體內(nèi)的電池、模擬人體、設(shè)置于模擬人體內(nèi)的顯示燈、兩根帶導(dǎo)線的電桿、兩根帶夾頭的軟線，其特征在于模擬電場為由設(shè)置于盒內(nèi)的1／4圓周的導(dǎo)電紙與電池的正、負極相連而形成，導(dǎo)電紙上圓心和圓周上分別設(shè)有與電池相聯(lián)接的中心電極和圓周電極，導(dǎo)電紙下面設(shè)置一扇形鐵板；其模擬人體為一塑料人體，其上設(shè)有電源開關(guān)、演示轉(zhuǎn)換開關(guān)、發(fā)光二極管組和印刷電路板，其兩腳底設(shè)有磁感應(yīng)強度高的磁片，其中電路板由一與跨步阻抗相匹配的高阻抗低功耗的差動放大器、開關(guān)管以及與開關(guān)管相聯(lián)接的環(huán)形計數(shù)輸出電路所組成。
本設(shè)計的安全用電演示器的優(yōu)點為功能齊全，它既可作人站在絕緣物上兩手分別觸摸火線、零線的觸電演示，又能作人站在地面一手觸摸火線的觸電演示，還能作跨步電壓的觸電演示，另外因其采用導(dǎo)電紙作模擬電場和電池作電源，以及在導(dǎo)電紙下和人體腳下分別設(shè)置了鐵塊和磁片，所以安全性高、人站立穩(wěn)，電場為連續(xù)電場，所以演示操作很方便，而且采用高阻抗低功耗，差動放大電路和循環(huán)計數(shù)電路及發(fā)光二極管組相聯(lián)接，使觸電時顯示更為形象明顯，從而提高觀看者的趣味和接受力。
下面以附圖和實施例對本實用新型結(jié)構(gòu)予以進一步敘述。


圖1為本安全用電演示器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為
圖1中設(shè)置于模擬人體中電路板結(jié)構(gòu)圖。
由
圖1、2可見，本安全觸電演示器由一盒體1及盒體內(nèi)設(shè)有的電池2、φ>400mm的1／4圓周導(dǎo)電紙3、模擬人體4、兩根帶導(dǎo)線的電桿5、兩根帶夾頭的軟線6等所組成，導(dǎo)電紙3的中心和圓周上分別設(shè)有與電池2可相接的中心電極31和圓周電極32，當(dāng)此兩電極與電池2的正、負電極相聯(lián)時，就形成模擬電場。模擬人體4為一塑料人體，其上設(shè)有電源開關(guān)K1演示開關(guān)K2、設(shè)于人體內(nèi)發(fā)光二極管組GD，及小型集成電路板41，其電路板的電路結(jié)構(gòu)由圖2可見，其高阻抗低功耗差動放大電路為－TL062電路，它由二個比較器及電阻R1～R4所組成，其輸出通過二個二極管輸至開關(guān)管Q和環(huán)形計數(shù)輸出電路KD167的輸入端，圖中A、B兩點為輸入，當(dāng)A、B兩點有電壓差時，電路導(dǎo)通，隨之發(fā)光二極管組就循環(huán)閃亮而顯示出人體觸電的電流流向。當(dāng)A為高電位時，發(fā)光二極管組燈亮循環(huán)為1、3、21；反之，B為高電位時，燈亮顯示為1、2、3、1。發(fā)光燈組為三組即1a、2a、3a，1b、2b、3b，及1c、2c、3c，此些燈組分別接于人體的手——手、手——腳，和腳——腳，以完成人雙手觸電，單手觸電及跨步電壓觸電的觸電顯示，而且還可隨著人體左、右手、腳觸電位置的改變，此顯示燈循環(huán)轉(zhuǎn)向也隨之改變。且其循環(huán)閃亮給予觀察者動態(tài)的顯示。從而使演示更為直觀、清晰，效果更好。
上述三種狀態(tài)的演示是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)K2來實現(xiàn)的，例如我們作跨步電壓演示，先將A、B兩點接模擬人體的雙腳，A、B兩點電壓，此電壓隨人體在電場內(nèi)位置及跨步的大、小而改變，當(dāng)電壓差值達到一定值時通過TL062的場效應(yīng)管差動低功耗放大器的放大，其輸出端通過隔離二極管使開關(guān)管V1導(dǎo)通，與此同時循環(huán)計數(shù)驅(qū)動顯示電路KD－167的6腳為高電位(或低電位)，1、2、7腳三路就有循環(huán)驅(qū)動輸出，此時轉(zhuǎn)換開關(guān)K2打在C擋，當(dāng)A點電位高于B點，其輸出的循環(huán)程序為1、7、2、1，反之，如B點電位高于A點，則顯示輸出循環(huán)程序為1、2、7、1。同樣道理，K2處于a擋時可得出手——手觸電時燈光顯示，K2處于b擋時，可得出手——腳觸電時燈光顯示。
另外，為了使模擬人體能在電場中穩(wěn)定站立，尤其在演示跨步電壓觸電時，能使操作簡便，本實施例中除了采用由導(dǎo)電紙與電池相聯(lián)接構(gòu)成的模擬連續(xù)電場外，為了使模擬人體穩(wěn)立，在導(dǎo)電紙下設(shè)置一扇形鐵板，在模擬人體兩腳底設(shè)置磁感應(yīng)強度高達0.15T的釹鐵硼磁片。
權(quán)利要求1.一種安全用電演示器包括有一盒體及裝置于盒體內(nèi)的電池、模擬人體、設(shè)置于模擬人體內(nèi)的電路板及顯示燈、兩根帶導(dǎo)線的電桿、兩根帶夾頭的軟線，其特征在于模擬電場為由設(shè)置于盒內(nèi)的1/4圓周的導(dǎo)電紙與電池的正、負極相連而組成，導(dǎo)電紙的圓心和圓周上分別設(shè)有與電池相聯(lián)接的中心電極和圓周電極，導(dǎo)電紙下面設(shè)置一扇形鐵板；其模擬人體為一塑料人體，其上設(shè)有電源開關(guān)、演示轉(zhuǎn)換開關(guān)、發(fā)光二極管組和電路板，其兩腳底設(shè)有磁感應(yīng)強度高的磁片，其中電路塊為由一與跨步阻抗相匹配的高阻抗低功耗的差動放大器、開關(guān)管以及與開關(guān)管相聯(lián)接的環(huán)形計數(shù)輸出電路所組成。
2.按權(quán)利要求1所述的安全用電演示器，其特征在于所述的導(dǎo)電紙其直徑φ≥400mm。
專利摘要一種安全用電演示器包括有一盒體及設(shè)置于盒體內(nèi)的電池、模擬人體、設(shè)置于模擬人體內(nèi)顯示燈、兩根帶導(dǎo)線電桿、兩根帶夾頭的軟線，盒體內(nèi)設(shè)有1/4圓周的導(dǎo)電紙，它與電池正負極相接組成連續(xù)的模擬電場，模擬人體上設(shè)有電源開關(guān)和演示轉(zhuǎn)換開關(guān)，及由發(fā)光二極管組組成的顯示燈和電路塊；在人體雙腳下設(shè)置磁片，導(dǎo)電紙下設(shè)有鐵板，以便人體穩(wěn)立，當(dāng)人體的雙手或雙腳或一手一腳間有一定電壓值時，通過電路的通斷和放大，發(fā)光二極管就顯示，以表觸電。
文檔編號G09B23/00GK2178918SQ93247660
公開日1994年10月5日 申請日期1993年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月22日
發(fā)明者房德慧, 陳遠順, 張明迪, 王榮家 申請人:國家教育委員會教學(xué)儀器研究所, 成都天平儀器廠