一种可调电动势和内阻的改进型学生电源及方法技术

本发明专利技术公开了一种可调电动势和内阻的改进型学生电源及方法，包括学生电源本体，学生电源本体正面顶端的一侧固定安装有三个指示灯，学生电源本体正面顶端的另一侧固定安装有电压调节旋钮，学生电源本体上固定安装有若干个位于电源开关一侧的接线端子，本发明专利技术传统的伏安法测电源电动势和内阻的实验，计算出电动势和内阻就结束了，不能检验推测值是否准确，通过集成电池、降压模块和可变电阻研发出改进型学生电源，克服了原有的实验缺陷，学生可以直接读出电源电动势，量出电源内阻，形成研究闭环，为误差分析和实验改进提供了依据，既适用于高中物理实验课的教学，也适用于学生自主探究。探究。探究。

【技术实现步骤摘要】
一种可调电动势和内阻的改进型学生电源及方法


[0001]本专利技术涉及学生电源
，具体为一种可调电动势和内阻的改进型学生电源及方法。

技术介绍

[0002]实验室电源分为电池，学生电源两种，电池电量小，不适于大功率、长时间工作，学生电源有经济、环保、功率可大可小的特点，一般用于电解实验，学生电源上的直流输出是广义上的直流既方向不随时间改变的电流，而不是恒定直流既方向和强弱都不随时间而改变的电流，学生电源将市电变为低压交流电后，再经过二极管组成全波桥式整流电路，得到直流输出的是单向脉冲直流，所以实验室除断电等特殊情况外一般选用学生电源。
[0003]闭合电路欧姆定律是高中物理电学核心知识，相比于初中的欧姆定律，电源内阻不能忽略。因此连接负载时端压小于电源电动势，且随负载电阻减小而减小，比例系数由内阻和电动势决定，更加贴近于日常生活，常见的干电池等在使用中都有这个现象，学生在学习闭合电路欧姆定律时，主要实验是伏安法测干电池电源电动势和内阻，主要过程是用伏特表测量干电池端压，安培表测量干路电流，多次改变负载阻值测出系列数据，再绘制U
‑
I图像，将数据拟合成一次函数，与U轴截距就是推测出的电源电动势，与I轴截距就是电动势与内阻比值的大小。
[0004]但是，传统的学生电源存在以下缺点：
[0005]传统实验通过用纸笔记录多组数据并描点绘图，再运用图像求解。数字化的DIS实验通过使用电压传感器和电流传感器连续获取数据并自动拟合，同时自动生成结论，但无论是传统实验还是DIS实验，实验最终都止步于得出推测值，而无法检验这个值与电源实际的电动势和内阻是否一致，因此以往伏安法测电源电动势和内阻实验，学生只是在了解操作步骤和数据采集、处理的方法，并不能完整进行科学实验设计、测量、处理、结论、验证、改进的全过程研究。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种可调电动势和内阻的改进型学生电源及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的传统实验通过用纸笔记录多组数据并描点绘图，再运用图像求解。数字化的DIS实验通过使用电压传感器和电流传感器连续获取数据并自动拟合，同时自动生成结论，但无论是传统实验还是DIS实验，实验最终都止步于得出推测值，而无法检验这个值与电源实际的电动势和内阻是否一致，因此以往伏安法测电源电动势和内阻实验，学生只是在了解操作步骤和数据采集、处理的方法，并不能完整进行科学实验设计、测量、处理、结论、验证、改进的全过程研究的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可调电动势和内阻的改进型学生电源，包括学生电源本体，所述学生电源本体正面顶端的一侧固定安装有三个指示灯，所述学生电源本体正面顶端的另一侧固定安装有电压调节旋钮，所述学生电源本体上固定安
装有位于指示灯下方的电源开关，所述学生电源本体上固定安装有若干个位于电源开关一侧的接线端子，所述学生电源本体上固定安装有位于电压调节旋钮下方的电动势显示屏，所述学生电源本体的两侧均固定安装有散热网，所述学生电源本体内壁的底端安装有清理机构，所述清理机构包括转盘和两个推动杆，所述转盘的两侧均转动连接有推动杆，所述学生电源本体内壁的顶端固定安装有电路安装板，所述电路安装板的顶端从左到右依次固定安装有低压交直流电路、过载保护电路和调节电路，学生可以转动调节旋钮对电动势和内阻进行调整，三个指示灯分别对运作、故障和复位进行状态显示，学生电源本体的电动势数值直观显示在电动势显示屏上。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述低压交直流电路包括低压交直流输入模块和低压交直流输出模块，所述低压交直流输入模块用于低压交直流电源输入，所述低压交直流输出模块用于低压交直流电源输出。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述过载保护电路包括电流过载保护模块、电压过载保护模块、温度实时监测模块和预警模块，所述电流过载保护模块对学生电源本体的电流进行过载保护，所述电压过载保护模块对学生电源本体的电压进行过载保护，所述温度实时监测模块对学生电源本体的温度进行实时监测，所述预警模块进行实时预警。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述调节电路包括电源内阻调整模块和非静电力做功调整模块，所述电源内阻调整模块对学生电源本体的内阻大小进行调整，所述非静电力做功调整模块对学生电源本体非静电力做功大小进行调整。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述转盘的两侧均设有导轨，两个所述导轨的中部均滑动连接有滑行块，两个所述滑行块相对的一侧分别与两个推动杆远离转盘的一侧转动连接，两个所述滑行块的顶端均固定安装有长度板，两个所述长度板相背离的一侧均固定安装有清理软刷，所述转盘的底端固定安装有延伸至外界的手轮，两个所述导轨的底端分别与学生电源本体内壁底端的两侧固定连接，两个所述清理软刷相背离的一侧分别与两个散热网正对的一侧接触连接，学生使用手部转动手轮，手轮带动转盘转动，转盘带动推动杆发生角度偏转，推动杆发生角度偏转的过程中带动滑行块沿着导轨发生滑动，滑行块滑动的过程中带动长度板进行同步运动，长度板上的清理软刷与散热网接触，对散热网拦截的杂质进行清理，保证学生电源本体的正常散热。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述学生电源本体的表面固定安装有两个固定板，两个所述固定板顶端的两侧均开设有固定孔，学生可以使用螺钉穿过固定孔对固定板进行固定，间接的对学生电源本体进行固定。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述学生电源本体顶端的四个边角均固定安装有防滑脚，防滑脚由硅胶材料制成，防滑脚与学生电源本体放置处接触，增加学生电源本体放置的稳定性。
[0014]本专利技术一种可调电动势和内阻的改进型学生电源的使用方法，包括以下步骤：
[0015]步骤一、接线端子连接：将学生电源本体通过接线端子与电源和使用设备连接在一起；
[0016]步骤二、调整内阻阻值和电动势：通过电压调节旋钮改变内阻阻值和电动势；
[0017]步骤三、检测内阻阻值：断电时使用多用电表欧姆档，用两个表笔接触检测螺丝，可读出内阻精确值；
[0018]步骤四、打开电源开关：打开电源开关，学生电源本体启用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1、传统的伏安法测电源电动势和内阻的实验，计算出电动势和内阻就结束了，不能检验推测值是否准确，通过集成电池、降压模块和可变电阻研发出改进型学生电源，克服了原有的实验缺陷，学生可以直接读出电源电动势，量出电源内阻，形成研究闭环，为误差分析和实验改进提供了依据，既适用于高中物理实验课的教学，也适用于学生自主探究；
[0021]2、通过设置清理机构，转盘带动推动杆发生角度偏转，推动杆带动滑行块沿着导轨发生滑动，滑行块滑动的过程中带动长度板上的清理软刷与散热网接触，对散热网拦截的杂质进行清理，保证学生电源本体的正常散热。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的立体图；
[0023]图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调电动势和内阻的改进型学生电源，包括学生电源本体(1)，其特征在于：所述学生电源本体(1)正面顶端的一侧固定安装有三个指示灯(10)，所述学生电源本体(1)正面顶端的另一侧固定安装有电压调节旋钮(8)，所述学生电源本体(1)上固定安装有位于指示灯(10)下方的电源开关(2)，所述学生电源本体(1)上固定安装有若干个位于电源开关(2)一侧的接线端子(4)，所述学生电源本体(1)上固定安装有位于电压调节旋钮(8)下方的电动势显示屏(9)，所述学生电源本体(1)的两侧均固定安装有散热网(5)，所述学生电源本体(1)内壁的底端安装有清理机构(11)，所述清理机构(11)包括转盘(115)和两个推动杆(117)，所述转盘(115)的两侧均转动连接有推动杆(117)，所述学生电源本体(1)内壁的顶端固定安装有电路安装板(12)，所述电路安装板(12)的顶端从左到右依次固定安装有低压交直流电路(13)、过载保护电路(14)和调节电路(15)。2.根据权利要求1所述的一种可调电动势和内阻的改进型学生电源，其特征在于：所述低压交直流电路(13)包括低压交直流输入模块(131)和低压交直流输出模块(132)，所述低压交直流输入模块(131)用于低压交直流电源输入，所述低压交直流输出模块(132)用于低压交直流电源输出。3.根据权利要求1所述的一种可调电动势和内阻的改进型学生电源，其特征在于：所述过载保护电路(14)包括电流过载保护模块(141)、电压过载保护模块(142)、温度实时监测模块(143)和预警模块(144)，所述电流过载保护模块(141)对学生电源本体(1)的电流进行过载保护，所述电压过载保护模块(142)对学生电源本体(1)的电压进行过载保护，所述温度实时监测模块(143)对学生电源本体(1)的温度进行实时监测，所述预警模块(144)进行实时预警。4.根据权利要求1所述的一种可调电动势和内阻的改进型学生电源，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岭，
申请(专利权)人：陈岭，
类型：发明
国别省市：