Патент на изобретение №2293374

(54) УЧЕБНО-НАГЛЯДНОЕ ПОСОБИЕ L-МИКРО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к учебным пособиям и может быть использовано в области учебно-наглядного оборудования для демонстрации и изучения физических и электрических явлений. Изобретение направлено на упрощение монтажа и демонтажа, повышение надежности, безопасности и удобство использования. Этот результат обеспечивается за счет того, что учебно-наглядное пособие L-микро для изучения электрических явлений, включающее установочный столик, выполненный из магнитопроводящего листа, набор плат, снабженных магнитными полосками на основании и имеющих с лицевой стороны электрогнезда, при этом на соответствующих платах установлены соответственно источник тока, электрический ключ, резисторы постоянного и переменного сопротивления, кювета с электродами, электролампы, а пособие снабжено электрическими проводами, служащими для обеспечения сборки элементов пособия в определенную электрическую схему и выполненными с возможностью закрепления в электрогнездах посредством предусмотренных на концах штекеров, отличается тем, что каждая плата выполнена в виде короба, внутренняя полость которого разделена на крайние, центральную и средние секции, снабженные цилиндрическими патрубками, выполненными со сквозными отверстиями и расположенными внутри секций короба рядами, причем в средних секциях короба предусмотрены перегородки – ребра жесткости, часть из которых выполнена усеченными на одну треть высоты короба, при этом патрубки средних секций расположены между усеченными перегородками и выполнены также усеченными на одну треть короба, а магнитные полоски выполнены в виде вставок, закрепленных в нише, образованной усеченными перегородками и усеченными патрубками, патрубки крайних и центральной секций выполнены большего диаметра, чем патрубки средних секций, а между патрубками центральной секции расположены патрубки с диаметром, равным диаметру усеченных патрубков, при этом пособие дополнительно снабжено компасом, катушкой, выполненной в виде бобины с проволокой, спирально намотанной на каркас, а выходные концы проводов катушки оснащены контактными клеммами, а каждая электролампа снабжена расположенным над ней и закрепленным в патрубке платы посредством стойки колпачком, выполненным в виде сферического сегмента, при этом электроды кюветы выполнены в виде пластинок с изогнутыми -образными пружинными концами, предназначенными для фиксации на кювете, а источник тока выполнен в виде электродвигателя с выходным валом, на котором установлена шестерня посредством ступицы, наружная форма которой выполнена крестообразной и на которой установлено снабженное ребордой приводное колесо посредством цанговой ступицы с внутренним крестообразным посадочным отверстием и продольным диаметральным пазовым разрезом. 1 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к учебным пособиям и может быть использовано в области учебно-наглядного оборудования для демонстрации и изучения физических и электрических явлений.

Известен прибор для проведения лабораторных работ по электротехнике, включающий прямоугольную плату, на которой установлены контактные гнезда с металлическими шинками, объединяющими их в группы (см. а.с. СССР №173483, кл. G 09 В 23/18, 1963 г.). В этом приборе контактные группы расположены на поверхности платы. Такое техническое решение направлено на упрощение процесса сборки и разборки демонстрируемого прибора, но не до конца решает эту задачу: контактные шинки требуют самостоятельного крепления на плате, они плохо выполняют роль держателя съемных деталей, что может привести к травмированию людей и ударам электрическим током.

Известен прибор для учебной сборки элетросхем, верхняя поверхность платы которого выполнена с продольными и поперечными пазами, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга (см. а.с. №832275, кл. G 09 В 23/18, 1977). В гнезда платы, образованные продольными и поперечными пазами, вставляются гибкие контактные пластины с отверстиями, одновременно являющиеся держателями деталей. При некотором расширении функциональных возможностей данное техническое решение не обеспечивает нужной прочности и безопасности при эксплуатации: гибкие контактные пластины не могут прочно удерживать детали приборов, а их установка в пазах платы без необходимой фиксации приведет к выскакиванию пластин из пазов.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является учебно-наглядное пособие L-микро для изучения электрических явлений, включающее установочный столик, на котором посредством плат с магнитными полосками на основании устанавливают источник тока, электрический ключ, резисторы постоянного и переменного сопротивления, электролампы, кювету с электродами, электрические провода со штекерами на концах, а на лицевой стороне плат расположены электрогнезда (см. патент на полезную модель РФ №4181, кл. G 16 В 3/10, 1997 г.). Однако при сборке пособия приходится делать дополнительные отверстия в плате под установку креплений, это усложняет процесс сборки и увеличивает время монтажа, при этом не удается добиться должной безопасности эксплуатации приборов при подключении электрического тока.

Задачей настоящего технического решения является унификация и упрощение изготовления используемых плат, упрощение монтажа и демонтажа учебно-наглядного пособия, повышение надежности и безопасности электрических приборов и их фиксации на платах, а также надежность и удобство использования в процессе обучения.

Для решения указанной задачи предлагается учебно-наглядное пособие для изучения электрических явлений, содержащее установочный столик, выполненный из магнитопроводящего листа, набор плат, снабженных магнитными полосками на основании и имеющих с лицевой стороны электрогнезда. На соответствующих платах установлены соответственно источник тока, электрический ключ, резисторы постоянного и переменного сопротивления, кювета с электродами, электролампы. Пособие снабжено электрическими проводами, служащими для обеспечения сборки элементов пособия в определенную электрическую схему и выполненными с возможностью закрепления в электрогнездах посредством предусмотренных на их концах штекеров. Согласно изобретению каждая плата выполнена в виде короба, внутренняя полость которого разделена на крайние, центральную и средние секции, снабженные цилиндрическими патрубками, выполненными со сквозными отверстиями и расположенными внутри секций короба рядами. В средних секциях короба предусмотрены перегородки – ребра жесткости, часть из которых выполнена усеченными на одну треть высоты короба. Патрубки средних секций расположены между усеченными перегородками и выполнены также усеченными на одну треть короба. Магнитные полоски выполнены в виде вставок, закрепленных в нише, образованной усеченными перегородками и усеченными патрубками. Патрубки крайних и центральной секций выполнены большего диаметра, чем патрубки средних секций, а между патрубками центральной секции расположены патрубки с диаметром, равным диаметру усеченных патрубков. Пособие дополнительно снабжено компасом, катушкой, выполненной в виде бобины с проволокой, спирально намотанной на каркас, а выходные концы проводов катушки оснащены контактными клеммами. Каждая электролампа снабжена расположенным над ней и закрепленным в патрубке платы посредством стойки колпачком, выполненным в виде сферического сегмента. Электроды кюветы выполнены в виде пластинок с изогнутыми – образными пружинными концами, предназначенными для фиксации на кювете. Источник тока выполнен в виде электродвигателя с выходным валом, на котором установлена шестерня посредством ступицы, наружная форма которой выполнена крестообразной и на которой установлено снабженное ребордой приводное колесо посредством цанговой ступицы с внутренним крестообразным посадочным отверстием и продольным диаметральным пазовым разрезом.

Каждый конец электропровода снабжен цилиндрическим пластиковым держателем со сквозным осевыми отверстием, в котором закреплен металлический патрубок, с одной стороны которого закреплен электропровод, а с другой – штекер, выполненный бочкообразной формы с продольными прорезями на боковой поверхности, при этом свободный конец штекеров выполнен глухим, а держатели оснащены дополнительным поперечным электрогнездом.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено учебно-наглядное пособие L-микро для изучения электрических явлений в упаковке с ячейками, на фиг.2 изображена плата, на фиг.3 – разрез по А-А фиг.2, на фиг.4 – разрез по Б-Б фиг.2, на фиг.5 изображена плата со смонтированным на ней электрическим ключом, на фиг.6 изображена плата со смонтированным на ней постоянным резистором, на фиг.7 изображена плата со смонтированным на ней переменным резистором, на фиг.8 изображена кювета, на фиг.9 – электрод кюветы, на фиг.10 изображен источник тока – электрический двигатель, смонтированный на плате, на фиг.11 – вид А фиг.10, на фиг.12 изображена катушка с контактными клеммами, на фиг.13 изображен электрический провод, на фиг.14 изображена электролампа с колпачком, смонтированная на плате.

Учебно-наглядное пособие L-микро для изучения электрических явлений включает установочный столик 1 (на чертеже не показан), выполненный в виде прямоугольного магнитопроводящего листа, на котором посредством плат 2 с магнитными полосками 3 на основании устанавливают электролампу 4, постоянные резисторы 5, электрический двигатель 6, переменный резистор 7, кювету 8, ключ 9, катушку 10, кроме того, пособие снабжено магнитом 11, зажимами 12 и электрическими проводами 13. В кювете 8 уложен компас 14. Плата 2, см. фиг.2, 3, 4, выполнена в виде короба, внутренняя полость которого разделена на поперечные секции крайние 15, центральную 16 и средние 17. Крайние и центральная секции снабжены цилиндрическими патрубками 18, расположенными поперечными рядами, а средние секции 17 снабжены поперечными относительно платы перегородками – ребрами 19 жесткости, часть из которых выполнена усеченными 20 на одну треть высоты платы и на которых выполнены цилиндрические патрубки 21, выполненные также усеченными на одну треть высоты платы. На усеченных перегородках – ребрах 20 и усеченных патрубках 21 установлены магнитные полоски 3. Ключ 9, см. фиг.5, смонтированный на плате 2, представляет собой рычаг 22 с колпачком 23, установленный на кронштейне 24 посредством шарнира 25, и взаимодействует с контактной опорой 26, закрепленной на плате 2 с ее лицевой стороны саморезами 27 путем вкручивания в патрубки 21 платы 2. Контактная опора 26 связана с электрогнездами 28, выполненными в виде патрубков 29 с отогнутыми хвостовиками 30 и вставленными в патрубки 18 крайних секций короба.

Постоянные резисторы 5, см. фиг.6, представляют собой каркас 31, на который намотана проволока 32 и закрепленный на плате 2 посредством уголка 33 с помощью саморезов 27 в цилиндрических патрубках 21, при этом саморезы 27 фиксируют хвостовики 30 электрогнезд 28 в патрубках 18, расположенных в крайних секциях платы 2.

Переменный резистор 7, см. фиг.7, своим корпусом 34 закреплен на плате 2 посредством кронштейна 35 и саморезов 27 в патрубках центральной 16 секции платы 2, а провода 13 переменного резистора 7 связаны с электрогнездом 28, установленным в патрубках 18 крайних 15 секций платы 2, а их хвостовики зафиксированы в усеченных патрубках 21 средней секции 17 саморезами 27.

Кювета 8, см. фиг.8, 9, снабжена электродами 36, выполненными в виде пластинок с изогнутыми -образными пружинными концами 37, предназначенными для фиксации на стенках кюветы 8.

Электрический двигатель 6, см. фиг.10, закреплен на плате 2 посредством хомутов 38 саморезами 27 в патрубках 21 средних 17 секций. Электрические провода 13 взаимодействуют с электрогнездами 28, хвостовики 30 которых закреплены саморезами 27 также в патрубках 21 средних секций. На выходном валу 39 двигателя 6 установлены приводная шестерня 40 и приводное колесо 41, причем приводная шестерня 40 закреплена непосредственно на выходном валу 39 двигателя 6 посредством ступицы 42, имеющей глухое внутреннее отверстие 43, а наружная форма ступицы 42 выполнена крестообразной, и на ней установлено приводное колесо 41, выполненное с ребордой 44 и крестообразной внутренней посадочной формой 45, причем ступица приводного колеса выполнена в виде цанги, т.е. с продольным диаметральным пазовым разрезом 46.

Пособие снабжено катушкой 10, см. фиг.12, выполненной в виде бобины с проволокой 47, спирально намотанными на каркас 48, и выходными проводами 49 катушки, оснащены контактными клеммами 50.

Электрические провода 13, см. фиг.13, входящие в комплект пособия, уложенные в ячейке упаковки, снабжены пластиковыми цилиндрическими держателями 51, оканчивающимися штекерами 52, расположенными на их обоих концах проводов 13. Штекеры 52 выполнены бочкообразной формы с продольными прорезями 53 на боковой поверхности, при этом свободный конец 54 штекеров 52 выполнен глухим. Такое выполнение штекера обеспечивает надежное крепление провода в электрогнезде за счет бочкообразности с разрезами, а глухой конец штекера обеспечивает надежный контакт. Держатели 51 снабжены дополнительными электрогнездами 55 и фиксируются на концах проводов 13 посредством саморезов 27.

Электролампа 4, см. фиг.14, смонтирована на плате 2 посредством держателя 56, закрепленного на плате 2 с ее лицевой стороны саморезами 27 путем ввинчивания его в плату 2 в патрубки 57 центральной секции, диаметр которых равен диаметру усеченных патрубков 21 и которые расположены в поперечном ряду между патрубками большего диаметра. Над электролампой 4 установлен колпачок 58, выполненный в виде стойки 59 и сферы 60, причем стойка 59 крепится к плате 2 посредством самореза 27, закрученного в патрубок 57. На каждой плате на ее лицевой стороне нанесено условное обозначение того электрического элемента, который на ней установлен, как это принято в схемах электрических цепей, см., например, фиг.11, где нанесено условное обозначение 61 электродвигателя.

Учебно-наглядное пособие L-микро для изучения электрических явлений используется следующим образом. Перед началом проведения лабораторных работ преподаватель раздает пособие ученикам и дает задание на проведение опытов. Таблицы с заданием, выполненные в виде ламинированной карты, входят в учебный комплект. После получения задания ученики, отбирая необходимые элементы из пособия, собирают определенную электрическую схему, используя провода 13. Соединение элементов электрического оборудования осуществляется посредством электрогнезд 28 и проводов 13. Таким образом, учащиеся изучают всевозможные свойства различных электрических цепей, получают навыки сбора электрических цепей и получают необходимые знания в проведении физических опытов и экспериментов, причем данное пособие дает возможность проводить опыты различной сложности.

Конструктивное выполнение плат в заявленном изобретении решает следующие технические задачи: унификации и упрощения изготовления используемых плат, упрощения монтажа и демонтажа учебно-наглядного пособия, повышения надежности и безопасности электрических приборов и их фиксации на платах и установочном столике, а также удобство использования пособий в учебном процессе.

Учебно-наглядное пособие L-микро для изучения электрических явлений является удобным в работе, имеет компактную конструкцию: все необходимое оборудование собрано в единое целое, обеспечивает надежную транспортировку, раздачу учащимся, удобное складирование и хранение, облегчает работу преподавателей, позволяет сократить время на подготовительные и заключительные этапы, удлиняя сам процесс обучения.

Таким образом, заявленное изобретение решает следующие технические задачи: унификации и упрощения изготовления используемых плат, упрощения монтажа и демонтажа учебно-наглядного пособия, повышения надежности и безопасности электрических приборов и их фиксации на платах.

Формула изобретения

1. Учебно-наглядное пособие для изучения электрических явлений, включающее установочный столик, выполненный из магнитопроводящего листа, набор плат, снабженных магнитными полосками на основании и имеющих с лицевой стороны электрогнезда, при этом на соответствующих платах установлены соответственно источник тока, электрический ключ, резисторы постоянного и переменного сопротивлений, кювета с электродами, электролампы, а пособие снабжено электрическими проводами, служащими для обеспечения сборки элементов пособия в определенную электрическую схему и выполненными с возможностью закрепления в электрогнездах посредством предусмотренных на концах штекеров, отличающееся тем, что каждая плата выполнена в виде короба, внутренняя полость которого разделена на крайние, центральную и средние секции, снабженные цилиндрическими патрубками, выполненными со сквозными отверстиями и расположенными внутри секций короба рядами, причем в средних секциях короба предусмотрены перегородки – ребра жесткости, часть из которых выполнена усеченными на одну треть высоты короба, при этом патрубки средних секций расположены между усеченными перегородками и выполнены также усеченными на одну треть короба, а магнитные полоски выполнены в виде вставок, закрепленных в нише, образованной усеченными перегородками и усеченными патрубками, патрубки крайних и центральной секций выполнены большего диаметра, чем патрубки средних секций, а между патрубками центральной секции расположены патрубки с диаметром, равным диаметру усеченных патрубков, при этом пособие дополнительно снабжено компасом, катушкой, выполненной в виде бобины с проволокой, спирально намотанной на каркас, а выходные концы проводов катушки оснащены контактными клеммами, а каждая электролампа снабжена расположенным над ней и закрепленным в патрубке платы посредством стойки колпачком, выполненным в виде сферического сегмента, при этом электроды кюветы выполнены в виде пластинок с изогнутыми -образными пружинными концами, предназначенными для фиксации на кювете, а источник тока выполнен в виде электродвигателя с выходным валом, на котором установлена шестерня посредством ступицы, наружная форма которой выполнена крестообразной и на которой установлено снабженное ребордой приводное колесо посредством цанговой ступицы с внутренним крестообразным посадочным отверстием и продольным диаметральным пазовым разрезом.

2. Учебно-наглядное пособие для изучения электрических явлений по п.1, отличающееся тем, что каждый конец электропровода снабжен цилиндрическим пластиковым держателем со сквозным осевым отверстием, в котором закреплен металлический патрубок, с одной стороны которого закреплен электропровод, а с другой – штекер, выполненный бочкообразной формы с продольными прорезями на боковой поверхности, при этом свободный конец штекеров выполнен глухим, а держатели оснащены дополнительным поперечным электрогнездом.

РИСУНКИ