專利名稱：遠(yuǎn)距離輸送電能的演示實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)距離輸送電能的實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及的是2003年第 l版，2005年4月第7次印刷的，經(jīng)全國中學(xué)教材審定委員會(huì)2002年審査通過 的，由人民教育出版社、人民教育出版社物理室編著的，人民教育出版社出版 的全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書《必修加選修》第二冊(cè)，課本第224—227頁的第 十七章《交變電流》中"電能的輸送" 一節(jié)的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
教材中所編排的圖中所示是一幅摸擬圖，而現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置是通過兩對(duì)輸 電線路上用電器(小燈泡)亮暗對(duì)比進(jìn)行的，且在每對(duì)普通導(dǎo)線上接了一只4.7 歐姆的電阻，實(shí)驗(yàn)效果雖然明顯的，但這與教學(xué)要求相比存在著明顯的不足之處。
1. 原有實(shí)驗(yàn)裝置分兩組進(jìn)行，且在每對(duì)普通導(dǎo)線上都加了一只4.7Q的電阻， 缺乏輸電線路上電阻隨距離變化的真實(shí)感。
2. 原有的實(shí)驗(yàn)裝置雖然比較好地解決了為什么要進(jìn)行高壓輸送的目的，但 沒有說明高壓輸送有哪些危害，以及到達(dá)用戶后為什么還要進(jìn)行降壓以及所降 的電壓與用戶的匹配。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的問題是通過實(shí)驗(yàn)演示能夠使學(xué)生明確1、遠(yuǎn)距離輸 電線路上的電阻是怎樣變化的；2、為什么要高JK輸電3、高壓輸電后，到了 用戶為什么還要降壓，以及如何降壓；4、高壓輸電的危險(xiǎn)性。
1、本實(shí)用新型要解決的問題是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種遠(yuǎn)距離輸送電能的演示實(shí) 驗(yàn)裝置，包括底板，置于底板上的電線桿，電線桿上有兩根導(dǎo)電線，兩根導(dǎo)電 線的兩端分別連接著置于底板上的兩變壓器，其中與電源連接的為升壓變壓器， 與輸出端連接的為降壓變壓器，所述兩根導(dǎo)電線為電阻線，有一帶導(dǎo)電線的小燈炮通過導(dǎo)電線橫跨懸掛于所述的兩根電阻線上并且與所述兩根電阻線裸接，
而且所述帶導(dǎo)電線的小燈炮與所述兩根電阻線裸接處可在所述電阻線上平移滑動(dòng)。
由于采用了上述方案1、利用橫跨懸掛于所述的兩根電阻線上的帶導(dǎo)電線
的小燈炮亮度變化來說明輸電線路上的電阻變化；2、由于兩根電阻線上的電阻
較大，電能不能遠(yuǎn)距離輸送，所以必須采取其他辦法——即高壓輸送；3、禾IJ用
橫跨懸掛午所述的兩根電阻線上的帶導(dǎo)電線的小燈炮的燒壞來說明高壓輸電的
危險(xiǎn)性；4、利用橫跨懸掛于所述的兩根電阻線上的帶導(dǎo)電線的小燈炮的燒壞來
說明高壓輸電為什么要降壓，以及與用戶用電器的匹配。
由于采用了上述技術(shù)方案，在同一組輸電線路上做實(shí)驗(yàn)，不但節(jié)簡材料，
更具有真實(shí)性。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明-


圖1為教材中所編排的一種遠(yuǎn)距離輸送電能的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)距離輸送電能的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。 圖中1、降壓變壓器2、導(dǎo)電線或電阻線3、升壓變壓器4、帶導(dǎo)電
線的小燈炮
具體實(shí)施方式
在
圖1中，原來的電能遠(yuǎn)距離輸電的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，用一組變壓， 一組 不變壓兩組實(shí)驗(yàn)裝置，在每組實(shí)驗(yàn)裝置的其中一根導(dǎo)電線2上加了 4.7Q電阻后， 通過對(duì)比方式來說明為什么要進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電的。但與教材中教學(xué)要求上存在 明顯的不足之處。
在圖2中，按圖2所示安裝好實(shí)驗(yàn)器材，用6.3V帶導(dǎo)電線的小燈炮4直接 接在交流6V電源上，觀看帶導(dǎo)電線的小燈炮4正常發(fā)光時(shí)的亮度；先斷開電阻線2與降壓變壓器1的連接，然后把交流6V的電源直接接在升壓變壓器3的輸 出端，把帶導(dǎo)電線的小燈炮4的兩根硬導(dǎo)電線橫跨在電阻線2上，并盡量靠近 電源一端，發(fā)現(xiàn)帶導(dǎo)電線的小燈炮4還能正常發(fā)光，當(dāng)帶導(dǎo)電線的小燈炮4緩 慢遠(yuǎn)離電源一端時(shí)，帶導(dǎo)電線的小燈炮4亮度慢慢變暗，直至不亮。這說明遠(yuǎn) 距離輸電線路上的電阻隨著距離增大而增大，如果不采取其它辦法，遠(yuǎn)距離電 能的輸送就不可能實(shí)現(xiàn)，通過理論分析，任何輸電線路都有電阻，在電能輸送 過程中，就有電能量的損失，設(shè)輸電電流為I，輸電線的電阻為R，則線路上的 電功率的損失為AP = /2i -(1)，這一部分電能轉(zhuǎn)換為熱能而損耗掉。從(1)式看， 要減少線路中的電能損失，有兩種辦法， 一是減少電阻，根據(jù)電阻定律，必須 加大導(dǎo)線的橫截面積，這就要多消耗金屬材料，輸電線太重，該辦法不理想。 二是減少電流I，因?yàn)閾p耗與12成正比，只要我們用升壓變壓器3，提高電壓減 少電流，就可達(dá)到電能的遠(yuǎn)距離輸送減少線路的電功率損耗的目的。
在圖2中，按圖2所示安裝好實(shí)驗(yàn)器材，把交流6V的電壓接入升壓變壓器 3的輸入端，發(fā)現(xiàn)橫跨在電阻線2上的帶導(dǎo)電線的小燈炮4發(fā)出耀眼的光后燒壞， 這說明高壓對(duì)人，對(duì)用電器的危害性，同時(shí)也說明，要達(dá)到和滿足日常生活中 的用電設(shè)備，高壓電到了用戶后還必須進(jìn)行降壓。
在圖2中，按圖2所示安裝好實(shí)驗(yàn)器材，把交流6V的電壓接入升壓變壓器 3的輸入端，這時(shí)，設(shè)定通過降壓變壓器1有三個(gè)不同輸出端，且分別輸出的電 壓為3V、 6V、 12V，當(dāng)帶導(dǎo)電線的小燈炮4與3V端連接時(shí)，小燈泡發(fā)出暗淡 的光；接6V端時(shí)，小燈泡發(fā)出正常的光；接12V時(shí)小燈泡發(fā)現(xiàn)耀眼的光并燒 壞。這說明升、降變壓器的匹配重要性，特別是降變壓器還應(yīng)根據(jù)用戶的需要 輸出各種不同的電壓，以滿足不同用戶的需求。
另外，需要說明的是，對(duì)于本行業(yè)所屬技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型的一種 遠(yuǎn)距離輸送電能的實(shí)驗(yàn)裝置還可以有許多等效變化，如輸入、輸出電源電壓的 變化，電阻絲的各種變化，橫跨在電阻絲上的小燈泡的不同選擇等等，這些等 效變化均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的一種遠(yuǎn)距離輸送電能的實(shí)驗(yàn)裝的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1、一種遠(yuǎn)距離輸送電能的演示實(shí)驗(yàn)裝置，包括底板，置于底板上的電線桿，電線桿上有兩根導(dǎo)電線，兩根導(dǎo)電線的兩端分別連接著置于底板上的兩變壓器，其中與電源連接的為升壓變壓器，與輸出端連接的為降壓變壓器，其特征是所述兩根導(dǎo)電線為電阻線，有一帶導(dǎo)電線的小燈炮通過導(dǎo)電線橫跨懸掛于所述的兩根電阻線上并且與所述兩根電阻線裸接，而且所述帶導(dǎo)電線的小燈炮與所述兩根電阻線裸接處可在所述電阻線上平移滑動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及物理學(xué)上的一種遠(yuǎn)距離輸送電能的演示實(shí)驗(yàn)裝置，包括底板，置于底板上的電線桿，電線桿上有兩根導(dǎo)電線，兩根導(dǎo)電線的兩端分別連接著置于底板上的升壓變壓器和降壓變壓器，所述兩根導(dǎo)電線為電阻線，有一帶導(dǎo)電線的小燈炮通過導(dǎo)電線橫跨懸掛于所述的兩根電阻線上，并且與所述兩根電阻線裸接，而且所述帶導(dǎo)電線的小燈炮與所述兩根電阻線裸接處可在所述電阻線上平移滑動(dòng)。由于采用了上述方案，利用橫跨懸掛于所述的兩根電阻線上的帶導(dǎo)電線的小燈炮亮度變化來說明輸電線路上的電阻變化、高壓輸電的危險(xiǎn)性、高壓輸電為什么要降壓，以及與用戶用電器的匹配。由于采用了上述技術(shù)方案，在同一組輸電線路上做實(shí)驗(yàn)，不但節(jié)簡材料，更具有真實(shí)性。
文檔編號(hào)G09B23/00GK201331866SQ200920112600
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者趙紹興 申請(qǐng)人:趙紹興