专利名称：玻璃加热导电演示和实验教具的制作方法
技术领域：
本发明玻璃加热导电演示和实验教具涉及一种教学教具。
背景技术：
目前，初中物理教学中有一知识点是玻璃在通常情况下为绝缘体，在给它加热温度升高到一定程度的情况下，就能转化为导体。从而说明导体与绝缘体间的辩证关系。但教学中教师课堂演示和学生实验存在困难，因为至今没有演示上述知识点的成品教具和学生实验器可供使用，也未见相关技术资料报导。为此，部分教师为提高教学效果，临时自制演示教具，电源采用220V市电(即将玻璃电阻R与普通220V白炽灯泡串联后接市电)，这样就很不安全，且移动也不方便，演示效果欠佳，因此该实验学生不得参与，这就影响了物理的实践教学效果，为解决上述现状，本发明提出一新的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可供教师演示和学生自己实践的玻璃加热导电教具，而且本教具安全方便，演示效果明显、直观。
为达到上述目的，本发明教具采用低电压直流电源，与电源正极相连接的玻璃柱插固有二根平行设置的导体构成玻璃电阻R1，该电阻与电阻R2构成分压器，分压点接在三极管VT1、VT2、VT3、VT4组成的高增益复合放大器的VT1基极上，R3为负反馈电阻，保证三极管VT1、VT2工作稳定可靠，LED为一个以上的红、绿发光管并联后与VT4的集电极连接，其中各电子元件都固定在基板上。所述的直流电可以选用两节1.5V的5号电池串联作为电源。
本发明的工作原理是常温下玻璃电阻R1的阻值极大，这时VT1的基极电位下降，使VT1、VT2、VT3、VT4都处于截止状态，VT4集电极输出高电位，发光二极管LED失电熄灭。该演示和实验装置的玻璃电阻R1通过酒精灯加热，随温度升高到一定程度时，玻璃电阻R1的阻值急剧变小，使VT1的基极电位升高，这时的VT1、VT2、VT3、VT4由截止状态变为导通状态，VT4的集电极输出低电位，发光管LED得电发光，说明玻璃已逐渐转化为导体。
为了尽可能地降低本已极小的静态电流，应设法减小电源正端与VT1、VT2基极间的漏电流。因此组装设计线路板时，要用绝缘性能好的基板，并使电源正极的引线走向能稍远离VT1、VT2的基极。
所述玻璃电阻可以固定在固定座上。
所述的固定座可以为普通白炽灯泡的平灯座。
本发明的优点在于1、使用两节1.5V的5号电池串联作为电源，绝对安全，使学生人人都能参与实验。
2、用红、绿高亮度发光管作为玻璃导电指示灯，新颖且趣味盎然。
3、大部分电子元件都可设计组装在普通白炽灯的平灯座内，构思巧妙，体积轻巧，易于携带。
4、制作取材容易，成本低廉。
5、因静态电流小得几乎不耗电，因此电路中不设电源开关。
图1为本发明的电路原理图。
图2为一种玻璃加热导电教师演示用教具。
图3为图2的俯视图。
图4为一种玻璃加热导电学生实践用教具。
图5为图4的俯视图。
具体实施例方式
实施例1如图1为本发明的电路原理图。图2为一种玻璃加热导电教师演示教具的主视图，图3为本实施例的俯视图所示。
一种玻璃加热导电演示和实验装置，采用3V直流电源1，其中与电源正极相连接的玻璃柱中插固有二根平行设置的导体构成玻璃电阻R1，该玻璃电阻R1固定在固定座2上。
该电阻R1与电阻R2构成分压电路，分压点接在三极管VT1、VT2、VT3、VT4组成的高增益复合放大器的VT1基极上，由五个红、绿高亮度发光管LED并联组成为三极管VT4的负载，组装设计线路板时，用绝缘性能好的基板3，并使电源正极的引线走向能稍远离VT1、VT2的基极。因静态电流小得几乎不耗电，因此电路中不设电源开关。
电路工作原理常温下玻璃电阻R1的阻值极大，这时，VT1的基极电位下降，使VT1、VT2、VT3、VT4都处于截止状态，VT4集电极输出高电位，发光二极管LED失电熄灭。该演示和实验装置的玻璃电阻R1通过酒精灯加热，随温度升高到一定程度时，玻璃电阻R1的阻值急剧变小，使VT1的基极电位升高，这时的VT1、VT2、VT3、VT4由截止状态变为导通状态，VT4的集电极输出低电位，发光管LED得电发光，说明玻璃已逐渐转化为导体。
演示和实验时，用酒精灯加热玻璃电阻R1，随着玻璃温度升高到一定程度时，直观地看到二发光管先红后绿地发光，说明玻璃已逐渐转化成导体(一分钟就可以看到效果)。
在基板3上设有二个测试孔21，该测试孔与玻璃电阻R1并联，通过测试棒定性地演示和检测有关电子元器件的电特性，判断它们的电极性质，为学习电子技术提供了辅助测试功能。例如晶体二极管和发光管的单向导电、电容的充放电、晶体三极管的电流放大作用、光敏电阻、红外线的接收(须在测试端接红外线接收二极管)等。
其中，晶体三极管的电流放大作用为在测试端接集电极和发射极，另在集电极与基极间接一电容，小功率管为0.2微法，大功率管为10微法左右。
实施例2如图4为一种玻璃加热导电学生实践用教具，图5为其俯视图所示，与实施例1不同的是所有元件都装置在同一基板3’上，基板3’更小巧，电路原理与实施例1相同，只是发光管LED为二只。
权利要求
1.一种玻璃加热导电演示和实验装置，其特征在于采用低电压直流电源，与电源正极相连接的玻璃柱插固有二根平行设置的导体构成玻璃电阻R1，该电阻与电阻R2构成分压器，分压点接在三极管VT1、VT2、VT3、VT4组成的高增益复合放大器的VT1基极上，R3为保证三极管VT1、VT2工作稳定可靠的负反馈电阻，LED为一个以上的发光管并联后与VT4的集电极连接，其中各电子元件都固定在基板上。
2.根据权利要求1所述的玻璃加热导电演示和实验装置，其特征在于所述的玻璃电阻固定在固定座上。
3.根据权利要求2所述的玻璃加热导电演示和实验装置，其特征在于所述的固定座为普通白炽灯泡的平灯座。
4.根据权利要求1所述的玻璃加热导电演示和实验装置，其特征在于组装设计线路板时，要用绝缘性能好的基板，并使电源正极的引线走向能稍远离VT1、VT2的基极。
5.根据权利要求1所述的玻璃加热导电演示和实验装置，其特征在于所述的基板上设有二个能定性地演示和检测有关电子元器件的电特征、判断它们的电极性质、为学习电子技术提供辅助测试功能的测试孔。
全文摘要
本发明玻璃加热导电演示和实验教具涉及一种教学教具。一种玻璃加热导电演示和实验装置，采用低电压直流电源，与电源正极相连接的玻璃柱插固有二根平行设置的导体构成玻璃电阻R1，该电阻与电阻R2构成分压器，分压点接在三极管VT1、VT2、VT3、VT4组成的高增益复合放大器的VT1基极上，R3为保证三极管VT1、VT2工作稳定可靠的负反馈电阻，LED为一个以上的发光管并联后与VT4的集电极连接，其中各电子元件都固定在基板上。本发明的优点在于学生人人都能参与此实验；大部分电子元件都可设计组装在普通白炽灯的平灯座内，构思巧妙，体积轻巧，易于携带。制作取材容易，成本低廉。因静态电流小得几乎不耗电，因此电路中不设电源开关。
文档编号G09B23/18GK1873737SQ2006100281
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月27日 优先权日2006年6月27日
发明者刘守荣 申请人:上海市青浦区白鹤中学, 刘守荣