模拟人体触电演示器.doc

模拟人体触电演示器罗冠山【专题名称】中学物理教与学【专 题 号】G36【复印期号】2010年10期【原文出处】实验教学与仪器(长沙)2010年6期第4950页【作者简介】罗冠山，湖南省衡南县茶市镇中心学校(421151)。【关 键 词】EEUU初中物理人教版八年级下册第八章第六节生活用电常识中“两种类型的触电”的教学是该节的教学难点。表现在：没有实验演示器材，教师讲课时不能展示触电情景，学生也不能亲历实验去感受，且危险性大，不安全。因此，笔者设计了模拟人体触电演示器，效果较好。该演示器利用多只发光二极管追逐发光，模拟电流在人体内流动的效果来模拟电流在通过人体时的触电情景，形象、直观，深受学生喜欢。一、电路原理设计该演示器由电子电路与人体模型结合而成，利用人体模型接触220V电压演示触电情景，并利用220V电压经变压器变压及整流稳压成6V直流电压供演示电路作电源用；演示电路用十进制计数译码器CD4017作步进器，把Q1Q10端输出脉冲依次分送到发光二极管LED1LED10，实行逻辑顺序控制；LED1LED10发光二极管及R4R13组成发光电路。NE555，R1，R2，C1组成1个振荡频率约为0.5 Hz的低频振荡器，用来给后级电路提供触发脉冲。CD4017，C3，R3组成脉冲计数电路，其中C3，帕为微分电路，迫使CD4017在每次接通电源瞬间自动清零，当A，B端接在220V电源上时，低频振荡器输出的脉冲触发CD4017，并使CD4017的10个输出端按-(11)顺序输出高电平，发光二极管按照从LED1LED10的顺序逐一发光，模拟在各种情况下电流在通过人体各部分流向时的触电情景。KD-9562和R14，R15，R16，三极管2S9014，喇叭组成报警电路，电路原理图如图1所示。图1电路原理图二、模拟演示例举1.安全电压当36V以下的电压加在人体模型上时，电路不能正常工作，二极管不发光，喇叭不报警，表示通过人体的电流很弱，则不会造成触电事故。2.220V电压的家庭电路触电事故情境(1)站在地上的人体接触到火线，人体直接跟火线连通并与大地构成通路，二极管发光，喇叭报警，表示会造成触电事故，如图2所示。(2)站在绝缘体上同时接触2根电线，人体直接跟火线连通并与零线构成通路，220 V的电压加在人体上，二极管发光，喇叭报警，表示会造成触电事故，如图3所示。图2触电事故1图3触电事故图2三、使用说明1.36 V电压模拟演示(1)在人体模型的手上和脚上引出2根电线C、D。(2)在人体模型的手上引出2根电线E、F，此线均直接接在电源变压器A、B上，LED1LED10分别装在人体模型上，当人体模型接触36V以下电压时（电池或低压电源），二极管不发光，喇叭不报警，则表示不会造成触电事故。2.220V电压模拟演示(1)在人体模型的手上和脚上引出2根电线C、D，此线另2个头直接接在电源变压器A、B上。LED1LED10分别装在人体模型上，当演示站在地上的人体接触火线时，人体模型的手和脚跟火线与大地连通构成通路（大地接在零线上），二极管发光，喇叭报警，表示会造成触电事故，如图2所示。(2)在人体模型的手上引出2根电线E、F，此线另2个头直接接在电源变压器A、B上。LED1LED10分别装在人体模型上。站在绝缘体上同时接触2根电线，使人体模型的2只手臂直接跟火线与零线连通并构成通路，220V的电压加在人体上，二极管发光，喇叭报警，表示会造成触电事故，如图3所示。四、制作及演示效果人体触电模拟演示器的所有电子元件在普通电子配件店均能购买到，人体模型可利用三合板自制。该演示器制作简单，只要安装焊接无误，不需