Способ сборки электрической цепи
ELECTRIC CIRCUIT ASSEMBLY METHOD

Изобретение относится к средствам обучения и может использоваться при индивидуальном и групповом обучении сборке цепей с электрическими и электронными компонентами, а также для проведения лабораторных работ и демонстрационных опытов по электротехнике. В частности, нашел применение на уроках физики в общеобразовательных и высших учебных заведениях, курсах по электродинамике, уроках радиоэлектроники в радиотехнических кружках, в кружках технического творчества, в конструировании и сборке радиоэлектронных схем в домашних условиях.
Аналогом заявленного изобретения является учебное устройство по электротехнике, которое содержит магнитную демонстрационную доску, набор плат прямоугольной формы, выполненных из неэлектропроводного материала, на которых закреплены элементы электрической цепи. Часть плат образуют измерительные модули и несут измерительные элементы, такие как вольтметры и амперметры. Одна из плат образует модуль для подключения источника тока, и еще одна из плат - модуль с зажимами. Остальные платы являются носителями для других различных элементов цепи, в том числе выключателя, переключателя, резисторов, лампы, конденсаторов, диода, светодиода и т.д. Устройство также содержит набор соединительных проводов, цифровые блоки индикации, сетевые адаптеры и модуль для подключения катушки индуктивности. Платы имеют магниты на тыльной поверхности и на боковых поверхностях. На лицевых поверхностях плат установлены клеммы для подсоединения соединительных проводов. В платах выполнены полости, открытые со стороны тыльной поверхности, внутри каждой из которых установлен соответствующий элемент электрической цепи (патент на изобретение РФ №2239872, дата публикации 10.11.2004 г.).
Недостатками выявленного аналога является:
а) падение напряжения в проводниках и контактах до 0,4 B, что в низковольтных цепях особенно нежелательно (большая погрешность в измерениях) в связи с тем, что соединение элементов в действующую схему производится при помощи проводников и разъемов;
б) большие затраты времени на монтаж и демонтаж цепи, более 20 секунд.
Другим наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является набор элементов для сборки электрических цепей, содержащий усилительные компоненты, электропроводные удлинители, встроенные в комбинаторные блоки и условно изображенные на их лицевой стороне электрические и пассивные электронные компоненты, связанные в стыкуемых блоках с электропроводными соединительными узлами на боковых гранях, причем часть этих блоков имеет на противоположных гранях соединительные узлы разноименного типа, например выступ и углубление, усилительные компоненты встроены в комбинаторные блоки, идентичные стыкуемым по габаритам и расположению электропроводных соединительных узлов на боковых гранях (патент на изобретение РФ№2101773, дата публикации 10.01.1998 г.).
Недостатком выявленного прототипа являются большие затраты времени на монтаж и демонтаж цепи - более 20 секунд.
Технический результат заявленного изобретения заключается в устранении вышеуказанных недостатков: в отсутствии падения напряжения в цепи, простоте монтажа и демонтажа цепи с сокращением времени на осуществление вышеуказанных мероприятий до 4-20 секунд.
Достигаемый технический результат заявленного изобретения заключается в способе сборки электрической цепи, характеризующемся тем, что на монтажную плату наклеены неодимовые магниты, являющиеся контактными площадками, на которые устанавливают контакты радиоэлементов, выполненные из стальной проволоки.
Сущность изобретения поясняется схемами.
Фиг. 1 - подробная схема заявленного способа сборки электрической цепи на примере последовательного соединения потребителей.
Фиг. 2 - подробная схема заявленного способа сборки электрической цепи на примере параллельного соединения потребителей.
Фиг. 3 - подробная схема заявленного способа сборки электрической цепи на примере смешанного соединения.
На монтажной плате (фиг. 1) (4) наклеены неодимовые магниты (6), которые являются контактными площадками для соединения радиоэлементов между собой в действующие схемы. Достаточно положить источник питания (3) на два соседних неодимовых магнита (6), последовательно с источником питания (3) уложить проводник (5), источник света (2), последовательно с ним подсоединить источник света (2). Таким образом, получается электрическая цепь, в которой потребители (2) соединены между собой последовательно.
При параллельном соединении потребители, источники света (2), соединены между собой параллельно. Вольтметр (7), подключенный параллельно потребителям, измеряет напряжение. Амперметр (1), включенный последовательно источникам света, измеряет силу тока в цепи при параллельном соединении.
На монтажной плате (4) (фиг. 3) наклеены неодимовые магниты (6), которые являются контактными площадками для соединения радиоэлементов между собой в действующие схемы. Достаточно положить источник питания (3) на два соседних неодимовых магнита (6), последовательно с источником питания (3) уложить амперметр (1), проводник(5), источник света (2). Это первая цепь. Вторая цепь состоит из двух последовательно соединенных источников света (2) и резистора (8). Вольтметр (7) измеряет напряжение на участке цепи, амперметр(1) измеряет силу тока в цепи смешанного соединения.
На монтажной плате (4) размером 140×190 мм, изготовленной из оргстекла или поликарбоната, наклеены неодимовые магниты (6) размером 10×3 в количестве 10 шт. Неодимовые магниты являются соединительными контактами, при помощи которых все элементы принципиальных электрических схем соединяются между собой в действующую конструкцию. Чтобы собрать электрическую цепь, достаточно требуемый радиоэлемент уложить по схеме на соответствующие контактные площадки, состоящие из неодимовых магнитов. Контакты радиоэлементов изготовлены из стальной проволоки и поэтому притягиваются к магнитным площадкам. Не требуются зажимы, разъемы, соединители, так как магниты надежно удерживают все элементы электрической цепи.
В заявленном техническом решении неодимовые магниты используются как проводники электрического тока и электрические контакты.
Собранная электрическая цепь работает благодаря тому, что неодимовые магниты одновременно являются токопроводящими площадками и в то же время удерживают радиоэлементы. Для монтажа и демонтажа схем требуется 4-20 секунд в зависимости от сложности собираемой электрической цепи (примеры указаны выше). Для сборки самой простой цепи требуется 4 секунды. Для более сложных схем до 20 секунд. Каждый элемент схемы укладывается на два соседних неодимовых магнита. Простейшая схема - это квадрат, состоящий из 4-х радиоэлементов, на углах которого - неодимовые магниты, являющиеся и токопроводящими проводниками, и в то же время элементами, соединяющими между собой радиоэлементы электрической цепи. Демонтаж осуществляется в обратной последовательности.
Таким образом, проведенные испытания заявленного к патентованию способа подтверждают достижения поставленного технического результата, заключающегося в отсутствии падения напряжения в цепи, в простоте монтажа и демонтажа цепи с сокращением времени на осуществление вышеуказанных мероприятий до 4-20 секунд.
Анализ совокупности всех существенных признаков предложенного изобретения доказывает, что исключение хотя бы одного из них приводит к невозможности полного обеспечения достигаемого технического результата.
Анализ уровня техники показывает, что неизвестен такой способ, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного технического решения, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне.
Вышеперечисленное доказывает также соответствие заявленного способа критерию изобретательский уровень.
При осуществлении изобретения действительно реализуется наличие предложенного объекта, что свидетельствует о промышленной применимости.