專利名稱：多功能動感靜電演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于物理教學儀器領(lǐng)域，具體是靜電演示儀器。
背景技術(shù)：
電荷的吸附性及靜電作用規(guī)律，是玻璃或橡膠棒用絲綢或毛皮摩擦后吸引輕小物體演示電荷吸附性，由于輕小物體體積小，玻璃或橡膠棒帶的電荷少，在講臺上演示不能放大，運動幅度不大，可見度小，現(xiàn)象不明顯；尤其是遇到潮濕天氣，實驗時電荷流失嚴重，實驗很容易失敗。尖端放電現(xiàn)象原來是直接用靜電感應(yīng)機或電子感應(yīng)線圈演示，沒有與光滑表面物對比演示，不能讓學生了解為什么尖端的物體易放電，不利于對比性的演示尖端放電的原理及應(yīng)用。在實際教學實踐中，現(xiàn)有的靜電演示儀器存在較大局限性。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，經(jīng)《中國專利》檢索，目前已有人在研究新型的多功能靜電演示儀器，如專利號為ZL85204610，申請日1987年3月11日，專利權(quán)人天津大學，實用新型名稱多功能靜電演示儀，該多功能靜電演示儀是對物理教學儀器的創(chuàng)新。一般靜電計功能單一，靈敏度低，抗漏電性能差。本實用新型用鋁箔制成指針，用有機玻璃螺紋緊固件和多層云母墊片作絕緣裝置，用安裝在指針架上高純鋅板、能相對鋅板平移和轉(zhuǎn)動的鋁板、銅網(wǎng)、紫外燈以及其他附件做為操作裝置。這種儀器可演示大、中學物理中包括光電效應(yīng)在內(nèi)的靜電方面演示實驗，而且抗漏電性強、靈敏度高、制造容易。但存在的主要問題仍然是演示功能少，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、可見度、對比度、動感性差。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種演示功能多，直觀、明顯、對比度、可見度高、能防止引潮濕引起電荷流失、變靜為動、伴有聲光顯示、結(jié)構(gòu)簡單、成本低的多功能動感靜電演示器。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該多功能動感靜電演示器，其特征在于包括尖端放電裝置、跳球裝置、擺球裝置、開關(guān)K、及導(dǎo)線，尖端放電裝置、跳球裝置為封閉絕緣裝置，兩端為金屬桶體，兩金屬桶體之間設(shè)置透明絕緣空間，擺球裝置的透明絕緣空間為敞開式，尖端放電裝置、跳球裝置的一端分別與開關(guān)K相連，尖端放電裝置、跳球裝置另一端通過導(dǎo)線與靜電感應(yīng)機相連，擺球裝置兩端引出導(dǎo)線與靜電感應(yīng)機相連。工作原理是通過輸入線接通靜電感應(yīng)機，輸入正負電荷，由于兩圓柱形金屬桶體側(cè)面涂覆絕緣層，桶體上下兩面為導(dǎo)電體制成圓桶電容器和平板形電容器，利用輕質(zhì)絕緣材料球外涂覆導(dǎo)電物質(zhì)制成較大體積導(dǎo)電球、利用電容器能夠聚集大量的異性電荷的性質(zhì)，實現(xiàn)尖端放電并產(chǎn)生火花，而光滑球不放電，從而對比性地演示尖端放電的原理及應(yīng)用；擺球裝置中的擺球擺動且產(chǎn)生球與兩金屬桶體碰撞聲；跳球裝置中的導(dǎo)電球上下跳動，通過控制輸電量，可使跳球懸浮。
尖端放電裝置兩金屬桶體間設(shè)置的透明密閉絕緣空間內(nèi)設(shè)有與金屬桶體相連的放電針及與金屬桶體相連的光滑球，實現(xiàn)尖端放電并產(chǎn)生火花，而并排的與之等高的光滑球不放電，對比性的演示尖端放電的原理及應(yīng)用。跳球裝置兩金屬桶體間設(shè)置的透明密閉空間內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電球。導(dǎo)電球球體為輕質(zhì)絕緣材料，外涂覆導(dǎo)電物質(zhì)。在靜電作用下上下跳動。調(diào)節(jié)靜電感應(yīng)機轉(zhuǎn)速，可使跳球懸浮。擺球裝置兩金屬桶體間設(shè)置的透明空間內(nèi)設(shè)有擺球。擺球自動擺動且產(chǎn)生球與兩金屬桶體碰撞聲，從而進一步分析靜電感應(yīng)及靜電作用的規(guī)律。各裝置的兩金屬桶體為鋁泊材料制作，桶體外側(cè)涂覆絕緣層，相對兩端面為導(dǎo)電體，中間的透明絕緣空間為透明塑料材料制作。尖端放電裝置及跳球裝置形成密閉絕緣裝置，防潮、防止外界干擾。擺球裝置可不封閉。設(shè)置箱體，尖端放電裝置、跳球裝置及開關(guān)、導(dǎo)線、伸縮桿固定在箱體內(nèi)，擺球裝置放置在箱體內(nèi)，便于固定和攜帶。同時箱體又可作演示背景。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果是演示功能多，能夠同時演示尖端放電、靜電跳球、靜電擺球等靜電現(xiàn)象，直觀、明顯、對比度大、可見度大、變靜為動、伴有聲光顯示、結(jié)構(gòu)簡單、成本低，防止由于空氣潮濕帶來靜電演示不明顯的弊端。


圖1是本實用新型多功能動感靜電演示器安裝在箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是多功能動感靜電演示器內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路連接示意圖。
其中1箱體2跳球裝置3跳球4擺球裝置5擺球6支撐板7伸縮桿8尖端放電裝置9光滑金屬球10放電針11、13靜電擺球裝置輸入線12、14尖端放電裝置輸入線12、15靜電跳球裝置輸入線開關(guān)K。
具體實施方式
圖1-2是本實用新型多功能動感靜電演示器的最佳實施例，
以下結(jié)合附圖1-2對本實用新型多功能動感靜電演示器做進一步說明該多功能動感靜電演示器，包括尖端放電裝置8、跳球裝置2、擺球裝置4、開關(guān)K、及導(dǎo)線，尖端放電裝置8、跳球裝置2、擺球裝置7為絕緣裝置，兩端為金屬桶體，金屬桶體為鋁泊材料制作，桶體外側(cè)面涂覆絕緣層，相對兩端面為導(dǎo)電體，兩金屬桶體之間設(shè)置透明絕緣空間，透明絕緣空間為透明塑料材料制作。尖端放電裝置8及跳球裝置2形成密閉絕緣空間，防潮、防止外界干擾。擺球裝置4可不封閉。開關(guān)K采用單刀雙擲開關(guān)，開關(guān)K中間接線柱引出輸入線12，尖端放電裝置8、跳球裝置2的一端分別與開關(guān)K相連，尖端放電裝置8另一端引出輸入線14、跳球裝置2另一端引出輸入線15。尖端放電裝置8兩金屬桶體間設(shè)置的透明密閉絕緣空間內(nèi)設(shè)有一與金屬桶體相連的放電針10、及與金屬桶體相連與之等高的光滑金屬球9，光滑金屬球9通過線與金屬桶體相連。跳球裝置2兩金屬桶體間設(shè)置的透明密閉絕緣空間內(nèi)設(shè)有跳球3，跳球3球體為輕質(zhì)絕緣材料如泡沫球，外涂覆導(dǎo)電物質(zhì)制成導(dǎo)電球。擺球裝置4兩金屬桶體間設(shè)置的透明絕緣空間內(nèi)設(shè)有擺球5。擺球5為輕質(zhì)絕緣材料如乒乓球，外涂覆導(dǎo)電物質(zhì)。擺球5擺動且產(chǎn)生球與兩金屬桶體碰撞聲。為了便于攜帶設(shè)置有箱體1，將尖端放電裝置8、跳球裝置2固定在箱體1內(nèi)，擺球裝置4活動放置在箱體1內(nèi)。尖端放電裝置8、跳球裝置2垂直固定在箱蓋上，兩裝置之間固定有伸縮桿7，伸縮桿7采用有伸縮功能的桿即可，可以橫向拉出，伸縮桿7端部與擺球5通過線相連，箱體1上蓋內(nèi)側(cè)設(shè)置為背景色如淺藍色，箱體1內(nèi)設(shè)有支撐板6以支撐擺球裝置。支撐板6、箱體1采用絕緣材料制成如木材、塑料等。11、13靜電擺球裝置輸入線，12、14尖端放電裝置輸入線，12、15靜電跳球裝置輸入線。
工作過程是演示開始，11、13靜電擺球裝置輸入線，12、14尖端放電裝置輸入線，12、15靜電跳球裝置輸入線分別接靜電感應(yīng)機，輸入正負電荷，由于兩圓柱形金屬桶體側(cè)面絕緣層，制成圓桶電容器和平板形電容器，利用輕質(zhì)絕緣材料球外涂覆導(dǎo)電物質(zhì)制成較大體積導(dǎo)電球、利用電容器能夠聚集大量的異性電荷的性質(zhì)，使尖端放電并產(chǎn)生火花，而光滑球不放電；擺球裝置中的擺球擺動且產(chǎn)生球與兩金屬桶體碰撞聲；跳球裝置中的導(dǎo)電球上下跳動。
權(quán)利要求1.多功能動感靜電演示器，其特征在于包括尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)、擺球裝置(4)、開關(guān)K、及導(dǎo)線，尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)為封閉絕緣裝置，兩端為金屬桶體，兩金屬桶體之間設(shè)置透明絕緣空間，擺球裝置(7)的透明絕緣空間為敞開式，尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)的一端分別與開關(guān)K相連，尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)另一端通過導(dǎo)線分別與靜電感應(yīng)機相連，擺球裝置(4)兩端引出導(dǎo)線與靜電感應(yīng)機相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能動感靜電演示器，其特征在于尖端放電裝置(8)兩金屬桶體間設(shè)置的透明絕緣空間為密閉式，內(nèi)設(shè)有與金屬桶體相連的放電針(10)、及與金屬桶體相連的光滑金屬球(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能動感靜電演示器，其特征在于跳球裝置(2)兩金屬桶體間設(shè)置的透明絕緣空間為密閉式，內(nèi)設(shè)有跳球(3)，跳球(3)為導(dǎo)電球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能動感靜電演示器，其特征在于擺球裝置(4)兩金屬桶體間設(shè)置的透明絕緣空間內(nèi)設(shè)有擺球(5)，擺球(5)為導(dǎo)電球。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的多功能動感靜電演示器，其特征在于導(dǎo)電跳球(3)、擺球(5)球體為輕質(zhì)絕緣材料，外涂覆導(dǎo)電物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的多功能動感靜電演示器，其特征在于尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)、擺球裝置(4)兩端的金屬桶體為鋁泊材料制作，桶體外側(cè)面涂覆絕緣層，相對兩端面為導(dǎo)電體，透明絕緣空間為透明塑料材料制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的多功能動感靜電演示器，其特征在于設(shè)置有箱體(1)，尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)固定在箱體(1)內(nèi)，擺球裝置(4)放置在箱體(1)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能動感靜電演示器，其特征在于箱體(1)為絕緣材料制作，箱體(1)上蓋內(nèi)側(cè)設(shè)置為背景色，上部固定一伸縮桿(7)，伸縮桿(7)端部與擺球(5)相連，箱體(1)內(nèi)設(shè)有支撐板。
專利摘要多功能動感靜電演示器，屬于物理教學儀器領(lǐng)域，其特征在于包括尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)、擺球裝置(4)、開關(guān)K、及導(dǎo)線，尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)為封閉絕緣裝置，兩端為金屬桶體，兩金屬桶體之間設(shè)置透明絕緣空間，擺球裝置(7)的透明絕緣空間為敞開式，尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)的一端分別與開關(guān)K相連，尖端放電裝置(8)、跳球裝置(2)另一端通過導(dǎo)線分別與靜具有演示功能多，直觀、明顯、對比度大、可見度大、能防止引潮濕引起電荷流失、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點。
文檔編號G09B23/18GK2788279SQ20042015075
公開日2006年6月14日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者王瑞奎, 王玉瓊 申請人:王瑞奎