專利名稱：電子流向演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)儀器，特別是一種電子流向演示儀，適用于電化學(xué)教學(xué)。
背景技術(shù)：
在電化學(xué)教學(xué)的原電池實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生通過電子的流動(dòng)方向來判斷原電池的正負(fù)極是很重要的，在教學(xué)中為了讓學(xué)生更直觀的理解原電池原理，往往借助諸如電流計(jì)的指針擺動(dòng)等來進(jìn)行動(dòng)態(tài)描述，該概念的傳統(tǒng)教法是將銅片和鋅片置于稀硫酸中，用導(dǎo)線接于電流計(jì)上，觀察指針的擺動(dòng)，這種教法的缺點(diǎn)是不能直觀、形象地表示電子流向，只表示有電流，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中無法直接觀察到電路中的電子流向，對(duì)原電池原理及有關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)困難較大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可在電化學(xué)教學(xué)中為學(xué)生增加形象理解、提高感性認(rèn)識(shí)的電子流向演示儀。
為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該電子流向演示儀，由盒體、演示板及電池、電路板、開關(guān)K構(gòu)成，演示板固定在盒體的前面板上，在演示板上設(shè)有按設(shè)定順序可依次點(diǎn)亮的一排演示發(fā)光二極管，演示發(fā)光二極管由電路控制，在演示發(fā)光二極管排列的兩側(cè)設(shè)電源接線座，通過演示發(fā)光二極管按順序依次發(fā)亮而形成的流動(dòng)光點(diǎn)表示電子的流向，可看出電子流向總是從原電池的負(fù)極流向正極，以增加直觀效果。所述的一排演示發(fā)光二極管可設(shè)20個(gè)，其排列順序從左至右間隔排列為L(zhǎng)ED1-10，從右至左間隔排列為L(zhǎng)ED11-20，在演示發(fā)光二極管排列的中間設(shè)電流指示燈L，均由電路板上的電路控制；其電路由自動(dòng)識(shí)別控制電路、振蕩電路、十進(jìn)制譯碼電路、顯示電路組成，自動(dòng)識(shí)別控制電路包括集成運(yùn)算放大器IC1a、IC1b、IC1c及電阻R1、R2、R3、R4、R5、R9、R10、可調(diào)電阻W1、二極管D1、三極管BG1、BG2組成，電阻R1、R2給集成運(yùn)算放大器IC1a提供基準(zhǔn)電壓，靜態(tài)時(shí)IC1a的輸出電壓為電源電壓的一半，W1、R5、D1給集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c提供基準(zhǔn)電壓，可調(diào)電阻W1用于調(diào)節(jié)集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c的基準(zhǔn)電壓，建立合適的工作點(diǎn)，二極管D1使集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c的基準(zhǔn)電壓相差0.5伏，二極管D1的設(shè)置可有利于調(diào)節(jié)集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1C同時(shí)輸出低電平，當(dāng)電流指示燈L中沒有電流通過時(shí)，集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c同時(shí)輸出低電平，三極管BG1、BG2截止，演示發(fā)光二極管均不發(fā)光；振蕩電路包括時(shí)基集成塊IC2、電阻R6、R7、可調(diào)電阻W2及電容C2、C3構(gòu)成；十進(jìn)制譯碼電路和顯示電路包括十進(jìn)制記數(shù)譯碼塊IC3及其連接的演示發(fā)光二極管LED組成；IC2的第3腳為十進(jìn)制記數(shù)譯碼塊IC3提供記數(shù)脈沖，可調(diào)電阻W2用于調(diào)節(jié)振蕩頻率，以得到合適的演示發(fā)光二極管依次點(diǎn)亮的光點(diǎn)流動(dòng)速度，當(dāng)電子由a端流向b端時(shí)，IC1a輸出電壓升高，IC1b輸出低電平，IC1c輸出高電平，BG1截止，BG2導(dǎo)通，演示發(fā)光二極管LED11-20按順序依次發(fā)光，形成由右向左流動(dòng)的光點(diǎn)；當(dāng)電子由b端流向a端時(shí)，IC1a輸出電壓降低，IC1b輸出高電平，IC1c輸出低電平，BG1導(dǎo)通，BG2截止，演示發(fā)光二極管LED1-10按順序依次發(fā)光，形成由左向右的流動(dòng)光點(diǎn)；所述的電池可用9伏疊層電池，集成運(yùn)算放大器IC1a、IC1b、IC1c為1/4LM324。應(yīng)用本實(shí)用新型時(shí)，可用兩根導(dǎo)線，一端分別與銅片、鋅片連接，另一端分別與接線座連接，閉合開關(guān)K后，然后將銅片、鋅片放入稀硫酸中，便能觀察到電流指示燈L發(fā)光，演示發(fā)光二極管演示時(shí)的流動(dòng)光點(diǎn)由鋅片方向流向銅片方向，即從負(fù)極流向正極。
本實(shí)用新型的有益效果在于與目前應(yīng)用的電化學(xué)教學(xué)中電流演示用具相比，使用方便、工作性能穩(wěn)定可靠，可以形象、直觀的演示電子的流向以及電子流向與電源極性的關(guān)系，提高教學(xué)效果。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)主視示意圖。
圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)后視示意圖。
圖3為本實(shí)用新型電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖1、2、3制作本實(shí)用新型。該電子流向演示儀，由盒體1、演示板2及電池3、電路板4、開關(guān)K7構(gòu)成，演示板2固定在盒體1的前面板上，在演示板2上設(shè)有按設(shè)定順序可依次點(diǎn)亮的一排演示發(fā)光二極管6，演示發(fā)光二極管6由電路控制，在演示發(fā)光二極管6排列的兩側(cè)設(shè)電源接線座5、5′，通過演示發(fā)光二極管6按順序點(diǎn)亮而形成的流動(dòng)光點(diǎn)表示電子的流向，可看出電子流向總是從原電池的負(fù)極流向正極，以增加直觀效果。所述的一排演示發(fā)光二極管6可設(shè)20個(gè)，其排列順序從左至右間隔排列為L(zhǎng)ED1-10，從右至左間隔排列為L(zhǎng)ED11-20，在演示發(fā)光二極管6排列的中間設(shè)電流指示燈L8，均由電路板4上的電路控制；其電路由自動(dòng)控制識(shí)別電路、振蕩電路、十進(jìn)制譯碼電路、顯示電路組成，自動(dòng)識(shí)別控制電路包括集成運(yùn)算放大器IC1a、IC1b、IC1c及電阻R1、R2、R3、R4、R5、R9、R10、可調(diào)電阻W1、二極管D1、三極管BG1、BG2組成，電阻R1、R2給集成運(yùn)算放大器IC1a提供基準(zhǔn)電壓，靜態(tài)時(shí)IC1a的輸出電壓為電源電壓的一半，W1、R5、D1給集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c提供基準(zhǔn)電壓，可調(diào)電阻W1用于調(diào)節(jié)集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c的基準(zhǔn)電壓，建立合適的工作點(diǎn)，二極管D1使集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c的基準(zhǔn)電壓相差0.5伏，二極管D1的設(shè)置可有利于調(diào)節(jié)集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c同時(shí)輸出低電平，當(dāng)電流指示燈L8中沒有電流通過時(shí)，集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c同時(shí)輸出低電平，三極管BG1、BG2截止，演示發(fā)光二極管6均不發(fā)光；振蕩電路包括時(shí)基集成塊IC2、電阻R6、R7、可調(diào)電阻W2、及電容C2、C3構(gòu)成；十進(jìn)制譯碼電路和顯示電路包括十進(jìn)制記數(shù)譯碼塊IC3及其連接的演示發(fā)光二極管LED組成；IC2的第3腳為十進(jìn)制記數(shù)譯碼塊IC3提供記數(shù)脈沖，可調(diào)電阻W2用于調(diào)節(jié)振蕩頻率，以得到合適的演示發(fā)光二極管依次點(diǎn)亮的光點(diǎn)流動(dòng)速度，當(dāng)電子由a端流向b端時(shí)，IC1a輸出電壓升高，IC1b輸出低電平，IC1c輸出高電平，BG1截止，BG2導(dǎo)通，演示發(fā)光二極管LED11-20按順序依次發(fā)光，形成由右向左流動(dòng)的光點(diǎn)；當(dāng)電子由b端流向a端時(shí)，IC1a輸出電壓降低，IC1b輸出高電平，IC1c輸出低電平，BG1導(dǎo)通，BG2截止，演示發(fā)光二極管LED1-10按順序依次發(fā)光，形成由左向右的流動(dòng)光點(diǎn)；所述的電池3可用9伏疊層電池，集成運(yùn)算放大器IC1a、IC1b、IC1c為1/4LM324。
權(quán)利要求1.一種電子流向演示儀，由盒體(1)、演示板(2)及電池(3)、電路板(4)、開關(guān)K(7)構(gòu)成，演示板(2)固定在盒體(1)的前面板上，其特征在于在演示板(2)上設(shè)有按設(shè)定順序可依次點(diǎn)亮的一排演示發(fā)光二極管(6)，演示發(fā)光二極管(6)由電路控制，在演示發(fā)光二極管(6)排列的兩側(cè)設(shè)電源接線座(5、5′)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子流向演示儀，其特征在于所述的一排演示發(fā)光二極管(6)可設(shè)20個(gè)，其排列順序從左至右間隔排列為L(zhǎng)ED1-10，從右至左間隔排列為L(zhǎng)ED11-20，在演示發(fā)光二極管(6)排列的中間設(shè)電流指示燈L(8)，均由電路板(4)上的電路控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子流向演示儀，其特征在于其電路由自動(dòng)識(shí)別控制電路、振蕩電路、十進(jìn)制譯碼電路、顯示電路組成，自動(dòng)識(shí)別控制電路包括集成運(yùn)算放大器IC1a、IC1b、IC1c及電阻R1、R2、R3、R4、R5、R9、R10、可調(diào)電阻W1、二極管D1、三極管BG1、BG2組成，電阻R1、R2給集成運(yùn)算放大器IC1a提供基準(zhǔn)電壓，W1、R5、D1給集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c提供基準(zhǔn)電壓，二極管D1使集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c的基準(zhǔn)電壓相差0.5伏，當(dāng)電流指示燈L(8)中沒有電流通過時(shí)，集成運(yùn)算放大器IC1b、IC1c同時(shí)輸出低電平，三極管BG1、BG2截止，演示發(fā)光二極管(6)均不發(fā)光；當(dāng)電子由a端流向b端時(shí)，IC1a輸出電壓升高，IC1b輸出低電平，IC1c輸出高電平，BG1截止，BG2導(dǎo)通，流向演示發(fā)光二極管LED11-20按順序依次發(fā)光，形成由右向左流動(dòng)的光點(diǎn)，當(dāng)電子由b端流向a端時(shí)，IC1a輸出電壓降低，IC1b輸出高電平，IC1c輸出低電平，BG1導(dǎo)通，BG2截止，流向演示發(fā)光二極管LED1-10按順序依次發(fā)光。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電子流向演示儀，由盒體1、演示板2及電池3、電路板4、開關(guān)K7構(gòu)成，演示板2固定在盒體1的前面板上，在演示板2上設(shè)有按設(shè)定順序可依次點(diǎn)亮的一排演示發(fā)光二極管6，演示發(fā)光二極管6由電路控制，在演示發(fā)光二極管6排列的兩側(cè)設(shè)電源接線座5、5′。該電子流向演示儀，使用方便、工作性能穩(wěn)定可靠，可以形象、直觀的演示電子的流向以及電子流向與電源極性的關(guān)系，提高教學(xué)效果，可廣泛用于電化學(xué)教學(xué)。
文檔編號(hào)G09B23/00GK2598070SQ0321482
公開日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月23日
發(fā)明者魏光峰, 楊善迎, 鄭文紅, 呂效波, 鄧中國(guó), 張萬正 申請(qǐng)人:萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能玩具研究所