专利名称：日光灯原理及故障演示器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于物理教学器具类，具体涉及一种日光灯工作原理演示及故障现象的日光灯原理及故障演示器。
背景技术：
中学物理课程是引导学生认识自然的重要一门学科，教学中日光灯原理一节由于没有直观教学仪器，老师通常是先将日光灯原理图画在黑板上，然后将一个日光灯拆开，来讲述日光灯的构造和工作原理，但无法演示日光灯的工作原理，学生很难从书本上的讲解理解日光灯工作原理，同学们最关心的日光灯维修更是无法说明，使学生感到枯燥无味，致使学生失去学习信心，老师在黑板上画日光灯原理图费时、费力，也感教学不便。
发明内容
本实用新型目的是为了克服现有技术的缺陷而提供的一种结构简单、节约教学时间、提高可见度、方便安全，提高学生学习物理兴趣的日光灯原理及故障演示器。
本实用新型的目的是这样实现的本实用新型包括面板，在面板的前面设置有电源，电源的一端通过开关与单刀双掷开关的动触点连接，单刀双掷开关的两个静触点上分别并联有白炽灯和镇流器，所述的白炽灯为两个并联，白炽灯和镇流器并联后与日光灯相串联，日光灯的另一端与电源的另一端相连，所述的日光灯上并联安装有启动器，在启动器的两端并联有开关，在开关与启动器之间设置有两个金属插孔。所述的日光灯原理的电路安装在箱体的内部，面板的前面标有电路连接示意图，在电路连接示意图电子元器件符号的位置上分别安装有白炽灯、开关、日光灯、启动器座、两个金属插孔以及镇流器。所述的启动器安装在启动器座内，所述的启动器为外壳透明的启动器。所述的开关为旋转开关，在旋转开关旋柄上安装有可随旋柄转动的指示片。所述的面板的后面设置有盖板、面板与盖板共同构成箱体。所述的箱体的内部设置有两个腔体，两个腔体的开口设置在箱体的侧面，在两个腔体的开口处安装有配件腔盖，所述的两个腔体分别为大配件腔和小配件腔。所述的配件腔盖的右上角开有孔，配件腔盖的一侧通过转轴与箱体连接。所述的灯管座是一种可使灯管从上端插入且可在内部旋转的灯座。
本实用新型的优点如下1、由于将日光灯原理图和元器件合在一个面板上为老师教学节约时间的同时，又加强了元件符号与实物的联系；2、由于启动器外壳是透明的能够直观看到启动器的结构和工作过程；通过操作能够直观的看到日光灯启动器和镇流器的作用；3、通过更换故障元件(灯管和启动器)，或配合电压表、欧姆表来演示日光灯的故障现象；4、用一种能够指示工作状态的开关，改变了传统开关不可见的缺点，提高了可见度，从而解决了日光灯原理及故障演示这一难题，提高了学生学习物理的兴趣。
图1为本实用新型的面板结构示意图。
图2为本实用新型的箱体剖视图。
图3为本实用新型的配件腔盖结构示意图。
图4为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，本实用新型包括面板1，在面板1的前面设置有电源2，电源2的一端通过开关K13与单刀双掷开关K24的动触点连接，单刀双掷开关4的两个静触点上分别并联有白炽灯6和镇流器5，所述的白炽灯6为两个并联，白炽灯6和镇流器5并联后与日光灯7相串联，日光灯7的另一端与电源2的另一端相连，所述的日光灯7上并联安装有启动器，在启动器的两端并联有开关K33，在开关K33与启动器之间设置有两个金属插孔8。所述的日光灯原理的电路安装在箱体12的内部，面板1的前面标有电路连接示意图，在电路连接示意图电子元器件符号的位置上分别安装有白炽灯6、开关3、日光灯7、启动器座9、两个金属插孔8以及镇流器5。所述的启动器安装在启动器座9内，所述的启动器为外壳透明的启动器。所述的开关3为旋转开关，在旋转开关旋柄上安装有可随旋柄转动的指示片。所述的面板1的后面设置有盖板10、面板1与盖板10共同构成箱体12。所述的箱体12的内部设置有两个腔体，两个腔体的开口设置在箱体12的侧面，在两个腔体的开口处安装有配件腔盖11，所述的两个腔体分别为大配件腔13和小配件腔14。所述的配件腔盖11的右上角开有孔，配件腔盖11的一侧通过转轴与箱体连接。所述的灯管座15是一种可使日光灯7从上端插入且可在内部旋转的灯管座。
本实用新型所述的箱体正面面板上画有日光灯电路原理图，在电路原理图相对应的镇流器符号旁装有镇流器，镇流器通过螺钉与面板连接，镇流器的两根引线通过面板上的孔在面板背面分别与单力双掷开关K2的静触点和日光灯座的弹簧片连接；与镇流器并联支路的两个灯座内装有灯泡，白炽灯座通过面板上的孔固定在面板上，两并联灯泡的灯座接线柱通过导线分别与单刀双掷开关K2的静触点2和左侧日光灯座的弹簧片连接，K2的动触点通过导线与开关K1的动触点连接，K1的静触点通过导线与电源插座一端连接；灯管符号上面两侧各有一个灯管座，灯管座通过面板上的孔固定在面板上，灯管座内装有灯管，灯管可在灯管座内任意旋转，灯管两端的灯脚通过与灯管座内的弹簧片连接，弹簧片的另一端通过导线与启动器座内的弹弹簧片连接，右侧灯管座内的弹簧片另一端通过导线与电源插座的另一端连接；在面板上部的启动器符号两端装有两个金属插孔A和B，启动器符号旁装有一个启动器座，启动器座内装有一个透明外壳的启动器，启动器座内的两个弹性金属片分别通过导线与金属插孔A、B相连接，A、B两金属插孔通过导线分别与之相并联支路开关K3两端连接。
本实用新型所述的开关K1、K2、K3为在旋转开关旋柄上加装可随旋柄转动的指示片，用于指示开关的状态，开关的主体部分在箱体内部，通过在面板上打孔，使旋柄在面板外侧。
本实用新型所述的箱体的内部有大、小各一个配件腔，大配件腔用于放置有故障的灯管，在大配件腔上部设有一个小配件腔，用于放置电源线和有故障的启动器。
本实用新型所述的箱体的侧面有一个配件腔盖，在腔盖右上角有一个孔，通过转轴与箱体连接，扳动配件腔盖，腔盖绕轴转动从而打开腔盖。
本实用新型所述的箱体的背面为一盖板，以保证使用的安全性。
实施例1本实用新型的工作原理为接通电源前先断开K3，将K2与触点1接通，再闭合K1，电源电压220V未能将荧光灯点亮，但能看到启动器发出辉光，辉光放电的热量使双金属片受热伸展，并与固定电极接触，有电流流过荧光灯管的灯丝，将其加热。启动器的辉光放电停止后，双金属片逐渐冷却，一旦它恢复到原来的状态，两个电极不再连通，使灯丝加热电路断开，电流突然中断。由于镇流器电感的暂态特性，产生一定的高压，它与交流电源电压相叠加，加在荧光灯的两端，使荧光灯点亮。灯点亮后，灯管电压下降，将不足以使启动器再次产生辉光放电，启动器停止工作。如果一次启辉，灯还没点亮，启动器将再次启动，重复上述过程，直到灯管点燃为止。
实施例2本实用新型启动器作用原理的演示在上述过程中由于该启动器是透明的可以看到启动器氖管发出辉光。辉光产生的热量使U形动触片膨胀变形，与静触片接触，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过。此时，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却恢复原状，两个触片分离，电路自动断开。在电路突然中断的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，与电源电压叠加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是灯管点亮。这一步说明了启动器在日光灯启动过程中的作用。将启动器从启动器座中取出，灯管仍能正常发光，表示启动器在日光灯正常工作时不起作用。断开K1，关闭日光灯后，再将K1闭合，看到灯管不能发光，说明没有启动器，日光灯不能点亮。然后，再将启动器装上，又看到启动器氖管发出辉光，辉光停止后，灯管又点亮。这一步加深了对启动器在日光灯启动时作用的认识。断开K1，将启动器从启动器座中取出后，再将K1、K3闭合，会看到灯管两端的灯丝发光，灯管不亮。然后将K3断开，这时灯管又点亮。重复闭合、断开K3，说明只有在K3打开时灯管才被点亮。这一步说明了启动器相当于一个先通后断的自动开关。
实施例3本实用新型镇流器限流作用原理的演示断开K3，将启动器装入其座中，在日光灯正常工作的情况下，将旋动K2的旋柄，使其动触片迅速与触点2接通，用两只分别为60W和25W并联的灯泡代替镇流器，将看到日光灯仍能正常发光。然后，将电压表的两根导线插头插入A、B两测试孔中，测得灯管两端的电压只有60～70V，远低于220V。这说明了镇流器在灯管点亮后的降压限流作用。
实施例4本实用新型镇流器的升压作用演示原理先断开K3，将K2的动触片与2接通，再闭合K1，用白炽灯泡代替镇流器，将看到灯泡和启动器氖管闪烁发光，不能将灯管点亮。再将K2的动触片与1接通，灯管被点亮。以上两步说明了没有镇流器在日光灯启动时就不会产生使日光灯“点火”的高压作用，与有镇流器时日光灯能点亮的情况相比，反证了镇流器的升压作用。
实施例5本实用新型日光灯故障现象原理的演示将事先准备好的已坏灯管、启动器分别装入相应位置，或者将电压表两端插入A、B插孔中来判断故障原因。将灯管旋转90度，配合电压表可以演示灯脚接触不良现象。
权利要求1.一种日光灯原理及故障演示器，包括面板(1)，其特征在于在面板(1)的前面设置有电源(2)，电源(2)的一端通过开关(3)与单刀双掷开关(4)的动触点连接，单刀双掷开关(4)的两个静触点上分别并联有白炽灯(6)和镇流器(5)，所述的白炽灯(6)为两个并联，白炽灯(6)和镇流器(5)并联后与日光灯(7)相串联，日光灯(7)的另一端与电源(2)的另一端相连，所述的日光灯(7)上并联安装有启动器，在启动器的两端并联有开关(3)，在开关(3)与启动器之间设置有两个金属插孔(8)。
2.根据权利要求1所述的一种日光灯原理及故障演示器，其特征在于所述的日光灯原理的电路安装在箱体(12)的内部，面板(1)的前面标有电路连接示意图，在电路原理图电路元件符号的位置上分别安装有白炽灯(6)、开关(3)、日光灯(7)、启动器座(9)、两个金属插孔(8)以及镇流器(5)。
3.根据权利要求1所述的一种日光灯原理及故障演示器，其特征在于所述的启动器安装在启动器座(9)内，所述的启动器为外壳透明的启动器。
4.根据权利要求1所述的一种日光灯原理及故障演示器，其特征在于所述的开关(3)为旋转开关，在旋转开关旋柄上安装有可随旋柄转动的指示片。
5.根据权利要求1所述的一种日光灯原理及故障演示器，其特征在于所述的面板(1)的后面设置有盖板(10)、面板(1)与盖板(10)共同构成箱体(12)。
6.根据权利要求5所述的一种日光灯原理及故障演示器，其特征在于所述的箱体(12)的内部设置有两个腔体，两个腔体的开口设置在箱体(12)的侧面，在两个腔体的开口处安装有配件腔盖(11)，所述的两个腔体分别为大配件腔(13)和小配件腔(14)。
7.根据权利要求1、5所述的一种日光灯原理及故障演示器，其特征在于所述的配件腔盖(11)的右上角开有孔，配件腔盖(11)的一侧通过转轴与箱体连接。
8.根据权利要求1、2所述的一种日光灯原理及故障演示器，其特征在于所述的灯管座(15)是一种可使日光灯(7)从上端插入且可在内部旋转的灯管座。
专利摘要本实用新型属于物理教学器具类，具体涉及一种日光灯工作原理演示及故障现象的日光灯原理及故障演示器，包括面板，在面板的前面设置有电源，电源的一端通过开关与单刀双掷开关的动触点连接，单刀双掷开关的两个静触点上分别并联有白炽灯和镇流器，所述的白炽灯为两个并联，白炽灯和镇流器并联后与日光灯相串联，日光灯的另一端与电源的另一端相连，所述的日光灯上并联安装有启动器，在启动器的两端并联有开关，在开关与启动器之间设置有两个金属插孔，具有结构简单、节约教学时间、提高可见度、方便安全，提高学生学习物理兴趣的优点。
文档编号G09B25/00GK2857139SQ20052014373
公开日2007年1月10日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者张慧, 张子良, 许艺, 王浦 申请人:张慧