專利名稱：玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)教具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)教具涉及一種教學(xué)教具。
背景技術(shù)：
目前，初中物理教學(xué)中有一知識(shí)點(diǎn)是玻璃在通常情況下為絕緣體，在給它加熱溫度升高到一定程度的情況下，就能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。從而說明導(dǎo)體與絕緣體間的辯證關(guān)系。但教學(xué)中教師課堂演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)存在困難，因?yàn)橹两駴]有演示上述知識(shí)點(diǎn)的成品教具和學(xué)生實(shí)驗(yàn)器可供使用，也未見相關(guān)技術(shù)資料報(bào)導(dǎo)。為此，部分教師為提高教學(xué)效果，臨時(shí)自制演示教具，電源采用220V市電(即將玻璃電阻R與普通220V白熾燈泡串聯(lián)后接市電)，這樣就很不安全，且移動(dòng)也不方便，演示效果欠佳，因此該實(shí)驗(yàn)學(xué)生不得參與，這就影響了物理的實(shí)踐教學(xué)效果，為解決上述現(xiàn)狀，本發(fā)明提出一新的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可供教師演示和學(xué)生自己實(shí)踐的玻璃加熱導(dǎo)電教具，而且本教具安全方便，演示效果明顯、直觀。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明教具采用低電壓直流電源，與電源正極相連接的玻璃柱插固有二根平行設(shè)置的導(dǎo)體構(gòu)成玻璃電阻R1，該電阻與電阻R2構(gòu)成分壓器，分壓點(diǎn)接在三極管VT1、VT2、VT3、VT4組成的高增益復(fù)合放大器的VT1基極上，R3為負(fù)反饋電阻，保證三極管VT1、VT2工作穩(wěn)定可靠，LED為一個(gè)以上的紅、綠發(fā)光管并聯(lián)后與VT4的集電極連接，其中各電子元件都固定在基板上。所述的直流電可以選用兩節(jié)1.5V的5號(hào)電池串聯(lián)作為電源。
本發(fā)明的工作原理是常溫下玻璃電阻R1的阻值極大，這時(shí)VT1的基極電位下降，使VT1、VT2、VT3、VT4都處于截止?fàn)顟B(tài)，VT4集電極輸出高電位，發(fā)光二極管LED失電熄滅。該演示和實(shí)驗(yàn)裝置的玻璃電阻R1通過酒精燈加熱，隨溫度升高到一定程度時(shí)，玻璃電阻R1的阻值急劇變小，使VT1的基極電位升高，這時(shí)的VT1、VT2、VT3、VT4由截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，VT4的集電極輸出低電位，發(fā)光管LED得電發(fā)光，說明玻璃已逐漸轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。
為了盡可能地降低本已極小的靜態(tài)電流，應(yīng)設(shè)法減小電源正端與VT1、VT2基極間的漏電流。因此組裝設(shè)計(jì)線路板時(shí)，要用絕緣性能好的基板，并使電源正極的引線走向能稍遠(yuǎn)離VT1、VT2的基極。
所述玻璃電阻可以固定在固定座上。
所述的固定座可以為普通白熾燈泡的平燈座。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、使用兩節(jié)1.5V的5號(hào)電池串聯(lián)作為電源，絕對(duì)安全，使學(xué)生人人都能參與實(shí)驗(yàn)。
2、用紅、綠高亮度發(fā)光管作為玻璃導(dǎo)電指示燈，新穎且趣味盎然。
3、大部分電子元件都可設(shè)計(jì)組裝在普通白熾燈的平燈座內(nèi)，構(gòu)思巧妙，體積輕巧，易于攜帶。
4、制作取材容易，成本低廉。
5、因靜態(tài)電流小得幾乎不耗電，因此電路中不設(shè)電源開關(guān)。


圖1為本發(fā)明的電路原理圖。
圖2為一種玻璃加熱導(dǎo)電教師演示用教具。
圖3為圖2的俯視圖。
圖4為一種玻璃加熱導(dǎo)電學(xué)生實(shí)踐用教具。
圖5為圖4的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖1為本發(fā)明的電路原理圖。圖2為一種玻璃加熱導(dǎo)電教師演示教具的主視圖，圖3為本實(shí)施例的俯視圖所示。
一種玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)裝置，采用3V直流電源1，其中與電源正極相連接的玻璃柱中插固有二根平行設(shè)置的導(dǎo)體構(gòu)成玻璃電阻R1，該玻璃電阻R1固定在固定座2上。
該電阻R1與電阻R2構(gòu)成分壓電路，分壓點(diǎn)接在三極管VT1、VT2、VT3、VT4組成的高增益復(fù)合放大器的VT1基極上，由五個(gè)紅、綠高亮度發(fā)光管LED并聯(lián)組成為三極管VT4的負(fù)載，組裝設(shè)計(jì)線路板時(shí)，用絕緣性能好的基板3，并使電源正極的引線走向能稍遠(yuǎn)離VT1、VT2的基極。因靜態(tài)電流小得幾乎不耗電，因此電路中不設(shè)電源開關(guān)。
電路工作原理常溫下玻璃電阻R1的阻值極大，這時(shí)，VT1的基極電位下降，使VT1、VT2、VT3、VT4都處于截止?fàn)顟B(tài)，VT4集電極輸出高電位，發(fā)光二極管LED失電熄滅。該演示和實(shí)驗(yàn)裝置的玻璃電阻R1通過酒精燈加熱，隨溫度升高到一定程度時(shí)，玻璃電阻R1的阻值急劇變小，使VT1的基極電位升高，這時(shí)的VT1、VT2、VT3、VT4由截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，VT4的集電極輸出低電位，發(fā)光管LED得電發(fā)光，說明玻璃已逐漸轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。
演示和實(shí)驗(yàn)時(shí)，用酒精燈加熱玻璃電阻R1，隨著玻璃溫度升高到一定程度時(shí)，直觀地看到二發(fā)光管先紅后綠地發(fā)光，說明玻璃已逐漸轉(zhuǎn)化成導(dǎo)體(一分鐘就可以看到效果)。
在基板3上設(shè)有二個(gè)測(cè)試孔21，該測(cè)試孔與玻璃電阻R1并聯(lián)，通過測(cè)試棒定性地演示和檢測(cè)有關(guān)電子元器件的電特性，判斷它們的電極性質(zhì)，為學(xué)習(xí)電子技術(shù)提供了輔助測(cè)試功能。例如晶體二極管和發(fā)光管的單向?qū)щ?、電容的充放電、晶體三極管的電流放大作用、光敏電阻、紅外線的接收(須在測(cè)試端接紅外線接收二極管)等。
其中，晶體三極管的電流放大作用為在測(cè)試端接集電極和發(fā)射極，另在集電極與基極間接一電容，小功率管為0.2微法，大功率管為10微法左右。
實(shí)施例2如圖4為一種玻璃加熱導(dǎo)電學(xué)生實(shí)踐用教具，圖5為其俯視圖所示，與實(shí)施例1不同的是所有元件都裝置在同一基板3’上，基板3’更小巧，電路原理與實(shí)施例1相同，只是發(fā)光管LED為二只。
權(quán)利要求
1.一種玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于采用低電壓直流電源，與電源正極相連接的玻璃柱插固有二根平行設(shè)置的導(dǎo)體構(gòu)成玻璃電阻R1，該電阻與電阻R2構(gòu)成分壓器，分壓點(diǎn)接在三極管VT1、VT2、VT3、VT4組成的高增益復(fù)合放大器的VT1基極上，R3為保證三極管VT1、VT2工作穩(wěn)定可靠的負(fù)反饋電阻，LED為一個(gè)以上的發(fā)光管并聯(lián)后與VT4的集電極連接，其中各電子元件都固定在基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的玻璃電阻固定在固定座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的固定座為普通白熾燈泡的平燈座。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于組裝設(shè)計(jì)線路板時(shí)，要用絕緣性能好的基板，并使電源正極的引線走向能稍遠(yuǎn)離VT1、VT2的基極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的基板上設(shè)有二個(gè)能定性地演示和檢測(cè)有關(guān)電子元器件的電特征、判斷它們的電極性質(zhì)、為學(xué)習(xí)電子技術(shù)提供輔助測(cè)試功能的測(cè)試孔。
全文摘要
本發(fā)明玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)教具涉及一種教學(xué)教具。一種玻璃加熱導(dǎo)電演示和實(shí)驗(yàn)裝置，采用低電壓直流電源，與電源正極相連接的玻璃柱插固有二根平行設(shè)置的導(dǎo)體構(gòu)成玻璃電阻R1，該電阻與電阻R2構(gòu)成分壓器，分壓點(diǎn)接在三極管VT1、VT2、VT3、VT4組成的高增益復(fù)合放大器的VT1基極上，R3為保證三極管VT1、VT2工作穩(wěn)定可靠的負(fù)反饋電阻，LED為一個(gè)以上的發(fā)光管并聯(lián)后與VT4的集電極連接，其中各電子元件都固定在基板上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于學(xué)生人人都能參與此實(shí)驗(yàn)；大部分電子元件都可設(shè)計(jì)組裝在普通白熾燈的平燈座內(nèi)，構(gòu)思巧妙，體積輕巧，易于攜帶。制作取材容易，成本低廉。因靜態(tài)電流小得幾乎不耗電，因此電路中不設(shè)電源開關(guān)。
文檔編號(hào)G09B23/18GK1873737SQ2006100281
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者劉守榮 申請(qǐng)人:上海市青浦區(qū)白鶴中學(xué), 劉守榮