一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器的制作方法

本发明涉及教学用具，更具体地说，本发明涉及一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器。

背景技术：

1、“电能输送”是高中物理课程中学生必须掌握的一个知识点，也是电磁感应规律在生产生活中应用，本课题概念多，电路的五个部分都有自己的一套物理量，学生对输送电压u送与“线压降电户电压u用用分不清，输送功率p送与线路损耗功率、用电户电功率p用易混淆，而教科书连单相交变电一升一降的高压输电模型都没有呈现，仅按照教材的安排来教学，学生很难厘清上述概念，模型建构、实验探究能力更是得不到有效训练，仅靠教师在黑板上板画讲演高压输电的优点，学生是停留在了解层面，是一种灌输式教学，效果差。

2、现有的学生分组电学实验，将电器与电源通过导线直接连接，即可输送电能。但是，远距离输送电能，其输电线路电阻是不可忽略的，输电线路有电能损耗，对此，学生根本没有体验，因此，学生是很难理解透彻这部分内容，存在明显的缺陷。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，通过动态实验，使学习者观察到负载增多对已经工作的电器的影响程度，见识输电线路上的损耗和线压降，了解变化情况；更加直观且快速厘清课题中的易混淆概念，从而为学生建构重要概念提供支撑；可模拟低压/高压/超高压多模式输电，进行对比实验，使实验演示器功能全面，展示效果更加理想；通过数字化和图像化进行展示，使演示器内部电压变化更加精准和明确，并通过双信道数字示波器显示市电以及音乐的动态波形，实现电能的传输和信号的传递，以及对信号的监测以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，包括固定底座，所述固定底座的顶部固定连接有演示板，所述固定底座的顶部固定连接有变压器和双信道数字示波器，所述演示板的内部分别设置有连接端口，数字电压表，石英管，开关和灯泡，所述演示板的右侧通过多组开关和灯泡形成为用户端，所述演示板的左侧通过石英管形成为电源端。

3、在一个优选地实施方式中，所述灯泡规格为36v90w，且分别为四组，并通过四组开关相互并联，并从左向右一次形成为支路一，支路二，支路三和支路四。

4、在一个优选地实施方式中，所述石英管为两根，且内部设置有电阻为2ω的电阻丝，低压输电时，四个电器全部通电，输电线——石英管刚好发热发光明显；而高压输电时，全部电器工作，输电线没有明显发光。

5、在一个优选地实施方式中，所述连接端口的数量为八个，分别为固定安装在演示板左侧的上下两端端口一和端口二，所述演示板的一端位于端口一和端口二的侧边设置有端口三和端口四，所述演示板的中部设置有端口五和端口六，所述演示板的中部位于端口五和端口六的侧边设置有端口七和端口八，所述演示板的右端位于四组并联的开关和灯泡的两端设置有端口九和支路一。

6、在一个优选地实施方式中，所述石英管的数量为两组，一组所述石英管分别与端口三和端口五通过导线相互连接，另外一组所述石英管分别与端口四和端口六通过导线相互连接。

7、在一个优选地实施方式中，所述变压器的数量为三台，分别为220v/380v与36v相互转变。

8、在一个优选地实施方式中，所述数字电压表的数量为两个，一个数字电压表通过导线分别与端口一和端口二相连接，另外一个所述数字电压表分别与端口七和端口八相连接，并与四组开关和灯泡相互并联，分别监测电源端和用户端电压。

9、在一个优选地实施方式中，所述双信道数字示波器通过导线分别与端口一和端口二以及端口七和端口八相互连接，分别监测电源端和用户端交变电波形。

10、在一个优选地实施方式中，还包括枪形香蕉头连接线，用于对连接端口的连通。

11、在一个优选地实施方式中，还包括播放机和扬声器，所述播放机通过音频线分别与端口一和端口二相互连接，所述扬声器通过音频线分别与端口九和端口十相互连接。

12、本发明的技术效果和优点：

13、1.本发明通过设置实验电路低压与高压以及超高压输电保质程度的对比，让学习者体验到低压输电，线路损耗大，输电线发热发光，从而实现线路损耗可视化，并通过动态实验，使学习者更加直观的了解变化情况，即所谓“百闻不一见，一见不如反复刺激”。

14、2.本发明通过设置输送电压见电压表36v几乎不变，而用户端两端电压随着负载增加而锐减，输电线上的线压降随着负载增加而增大，电能损耗增大，从而辨析输送电压、线压降和用户电压；辨析输送功率、线损功率和用户端电功率，使学习者更加直观且快速厘清课题中的概念，从而为学生建构重要概念提供支撑，即所谓“概念建构要基于相近概念间的冲突与联系”。

15、3.本发明通过设置模拟低压、高压、超高压输电，进行比对实验，比对输电方式的保质程度和线损多少，可进行调节多模式，实现对比实验，使实验演示器功能全面，展示效果更加理想，即所谓“学习者多信道获取信息既深刻又高效”。

16、4.本发明通过设置双信道数字示波器检测到用户端电压波形与电源端的波形情况，并通过数字电压表监测电源端、用户端电压变化，双信道数字示波器测绘电源端与用户端的电压波形，测出频率相等，比对波形，发现重合，感受到高压输电波形不失真，体验到高压输电的保质，通过数字化和图像化进行展示，使演示器内部电压变化更加精准和明确，即所谓“观察是基础，精准测量更可信”。

17、5.本发明通过将播放机通过音频线分别与端口一和端口二相互连接，所述扬声器通过音频线分别与端口九和端口十相互连接，通过相同的电路，用来模拟校园广播系统播放传送音乐，并通过双信道数字示波器显示音乐的动态波形，实现电能的传输和信号的传递，以及对信号的监测，用本套系统实现电能输送和信息传输，感受动态的波形和享受听觉、视觉盛宴。

技术特征：

1.一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，包括固定底座（1），所述固定底座（1）的顶部固定连接有演示板（2），其特征在于，所述固定底座（1）的顶部固定连接有变压器（5）和双信道数字示波器（9），所述演示板（2）的内部分别设置有连接端口（3），数字电压表（4），石英管（6），开关（7）和灯泡（8），所述演示板（2）的右侧通过多组开关（7）和灯泡（8）形成为用户端，所述演示板（2）的左侧通过石英管（6）形成为电源端。

2.根据权利要求1所述的一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，其特征在于：所述灯泡（8）规格为36v90w，分为四组，并通过四组开关（7）相互并联，并从左向右一次形成为支路一（10），支路二（20），支路三（30）和支路四（40）。

3.根据权利要求2所述的一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，其特征在于：所述石英管（6）为两根，且内部设置有电阻为2ω的电阻丝。

4.根据权利要求3所述的一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，其特征在于：所述连接端口（3）的数量为八个，分别为固定安装在演示板（2）左侧的上下两端端口一（01）和端口二（02），所述演示板（2）的一端位于端口一（01）和端口二（02）的侧边设置有端口三（03）和端口四（04），所述演示板（2）的中部设置有端口五（05）和端口六（06），所述演示板（2）的中部位于端口五（05）和端口六（06）的侧边设置有端口七（07）和端口八（08），所述演示板（2）的右端位于四组并联的开关（7）和灯泡（8）的两端设置有端口九（09）和支路一（10）。

5.根据权利要求4所述的一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，其特征在于：所述石英管（6）的数量为两组，一组所述石英管（6）分别与端口三（03）和端口五（05）通过导线相互连接，另外一组所述石英管（6）分别与端口四（04）和端口六（06）通过导线相互连接。

6.根据权利要求5所述的一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，其特征在于：所述变压器（5）的数量为三台，分别为220v，380v与36v相互转变。

7.根据权利要求6所述的一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，其特征在于：所述数字电压表（4）的数量为两个，一个数字电压表（4）通过导线分别与端口一（01）和端口二（02）相连接，另外一个所述数字电压表（4）分别与端口七（07）和端口八（08）相连接，并与四组开关（7）和灯泡（8）相互并联，分别监测电源端和用户端电压。

8.根据权利要求7所述的一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，其特征在于：所述双信道数字示波器（9）通过导线分别与端口一（01）和端口二（02）以及端口七（07）和端口八（08）相互连接，分别监测电源端和用户端交变电波形。

9.根据权利要求1所述的一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，其特征在于：还包括枪形香蕉头连接线，用于对连接端口（3）的连通。

10.根据权利要求1所述的一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，其特征在于：还包括播放机（11）和扬声器（12），所述播放机（11）通过音频线分别与端口一（01）和端口二（02）相互连接，所述扬声器（12）通过音频线分别与端口九（09）和端口十（010）相互连接。

技术总结
本发明公开了一种低压与高压输电保质程度比对实验演示器，包括固定底座，固定底座的顶部固定连接有演示板，固定底座的顶部固定连接有变压器和双信道数字示波器，上述方案，通过设置实验电路，进行低压与高压以及超高压输电保质程度的对比，实现线路损耗的可视化；并通过动态实验，使学习者更直观地感受到用户电压和线压降的变化情况，快速厘清课题中的概念，从而为学生建构重要概念提供支撑；可模拟低压/高压/超高压多模式输电，进行对比实验，凸显实验演示器的多种功能，展示效果更加理想；通过数字化和图像化进行展示，使演示器内部电压变化更加精准和明确，实现电能的传输和信号的传递，以及对信号的监测。

技术研发人员：汪松元
受保护的技术使用者：安徽省绩溪中学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5