Наглядное пособие для демонстрации принципа работы одиночного стержневого молниеотвода


 


Владельцы патента RU 2522060:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к области образования и наглядных учебных пособий, в частности к наглядным пособиям для демонстрации принципа работы одиночного стержневого молниеотвода. Модель защищаемого объекта выполнена трехмерной. Модель зоны защиты выполнена в виде полого тонкостенного конуса с вертикальной осью, вдоль которой расположен телескопический стержень, выходящий за пределы конуса. При этом угол при вершине конуса между его осью и боковой поверхностью равен 41-55°. Техническим результатом изобретения является обеспечение демонстрации принципа определения высоты одиночного стержневого молниеотвода. 1 ил.

 

Изобретение относится к области наглядных пособий, в частности к наглядным пособиям для демонстрации принципа определения высоты одиночного стержневого молниеотвода, а также для изучения факторов, влияющих на высоту молниеотвода, и для экспериментального определения высоты молниеотвода методом физического моделирования.

Известно наглядное пособие для демонстрации принципа работы одиночного стержневого молниеотвода, которое представляет собой словесное (вербальное) описание (Политехнический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1977. С. 297). Такое пособие позволяет обучающимся понять назначение молниеотвода, но не позволяет освоить принцип определения высоты молниеотвода.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является наглядное пособие для демонстрации принципа определения высоты одиночного стержневого молниеотвода, включающее модели защищаемого сооружения, молниеотвода и зоны защиты. Причем модели защищаемого сооружения, молниеотвода и зоны защиты выполнены в виде плоской расчетной схемы. (Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. CO 153-34.21.122-2003. Утверждена Приказом Министерства энергетики России от 30 июня 2003 г. №280. П. 3.3.2.1., рис. 3.1.)

Такое пособие в виде плоской расчетной схемы позволяет рассчитать требуемую высоту молниеотвода, но не позволяет наглядно продемонстрировать обучающимся сам принцип определения высоты одиночного стержневого молниеотвода. Это приводит к снижению качества обучения в результате плохой наглядности.

Техническим решением задачи является повышение качества обучения за счет улучшения наглядности принципа определения высоты одиночного стержневого молниеотвода.

Задача достигается тем, что в наглядном пособии для демонстрации принципа определения высоты одиночного стержневого молниеотвода, включающем модели защищаемого сооружения, молниеотвода и зоны защиты, согласно изобретению модель защищаемого объекта выполнена трехмерной, а модель зоны защиты - в виде полого тонкостенного конуса с вертикальной осью, вдоль которой расположен телескопический стержень, выходящий за пределы конуса, при этом угол при вершине конуса между его осью и боковой поверхностью равен 41-55°.

Новизну авторы и заявитель усматривают в том, модель защищаемого объекта выполнена трехмерной, а модель зоны защиты - в виде полого тонкостенного конуса с вертикальной осью, вдоль которой расположен телескопический стержень, выходящий за пределы конуса, при этом угол при вершине конуса между его осью и боковой поверхностью равен 41-55°.

Заявленное решение не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии данного решения критерию "изобретательский уровень".

Данное техническое решение может быть использовано в учебном процессе, при обучении специалистов правилам определения высоты одиночного стержневого молниеотвода с заданным местом его установки для конкретного защищаемого объекта, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена схема предлагаемого наглядного пособия.

Наглядное пособие включает трехмерный макет защищаемого объекта 1 в масштабе µ, расположенный на горизонтальной поверхности 2. На поверхности 2 находится точка 3 установки молниеотвода. Телескопический стержень 4 связан с моделью 5 зоны защиты, которая имеет вид кругового полого тонкостенного конуса с образующей и с вертикальной осью. Причем телескопический стержень связан с конусом в его вершине, а ось стержня совпадает с осью конуса. При надежности защиты 0,9 угол α, при вершине конуса между его осью и образующей, равен 55°. При надежности защиты 0,99 угол α, при вершине конуса между его осью и образующей, равен 45°. При надежности защиты 0,999 угол α, при вершине конуса между его осью и образующей, равен 41°. Работа происходит следующим образом.

При определении высоты одиночного стержневого молниеотвода, который должен быть установлен в точке 3 и при этом обеспечить защиту объекта 1, находящегося на поверхности 2, с надежностью 0,9 необходимо выполнить следующую последовательность действий. Телескопический стержень 4 устанавливается на максимальную длину. Основание стержня 4 помещается в точку 3 установки молниеотвода на горизонтальной поверхности 2. Конус 5 опускается вручную вниз, уменьшая длину телескопического стержня 4, до тех пор, пока конус 5 коснется модели 1 защищаемого объекта в любой точке. Измеряем h0 длину участка телескопического стержня от его основания (точка 3) до вершины конуса. Затем устанавливаем участок телескопического стержня 4, который находится над вершиной конуса 5, на длину h1, которая рассчитывается по формуле:

h1=0,12·h0 (1)

Формула (1) получена в результате ряда математических преобразований из данных таблицы 3.4 и рис.3.1 Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. СО 153-34.21.122-2003. Утверждена Приказом Министерства энергетики России от 30 июня 2003 г. №280. П. 3.3.2.1).

Высота молниеотвода h в масштабе µ определяется как сумма h0 и h1:

h=h1+h0. (2)

Высота молниеотвода Н в натуральных единицах, установленного в заданной точке 3, который обеспечивает защиту объекта с надежностью 0,9, определяется с учетом масштаба µ:

Н=h·µ. (3)

Высота молниеотвода, обеспечивающая защиту объекта с надежностью 0,99, определяется аналогично описанному выше для надежности защиты 0,9, за исключением того, что используется конус углом α - 45° при вершине между осью конуса и его образующей, a h1 определяется по выражению

h1=0,25·h0. (4)

Высота молниеотвода, обеспечивающая защиту объекта с надежностью 0,999, определяется аналогично описанному выше для надежности защиты 0,9, за исключением того, что используется конус с углом α=41° при вершине между осью конуса и его образующей, a h1 определяется по выражению

h1=0,43·h0. (5)

Таким образом, наглядное пособие позволяет наглядно продемонстрировать обучающимся принцип определения высоты одиночного стержневого молниеотвода, обеспечивающего необходимую надежность защиты от 0,9 до 0,999. Обучающиеся видят отличие формы конусов защиты при разной надежности защиты, видят, что высота молниеотвода определяется по условию касания конусом защиты защищаемого объекта. Обучающиеся видят и понимают, почему высота молниеотвода различна при различной надежности защиты. Это приводит к повышению качества обучения за счет улучшения наглядности принципа определения высоты одиночного стержневого молниеотвода.

Наглядное пособие для демонстрации принципа определения высоты одиночного стержневого молниеотвода, включающее модели защищаемого сооружения, молниеотвода и зоны защиты, отличающееся тем, что модель защищаемого объекта выполнена трехмерной, а модель зоны защиты - в виде полого тонкостенного конуса с вертикальной осью, вдоль которой расположен телескопический стержень, выходящий за пределы конуса, при этом угол при вершине конуса между его осью и боковой поверхностью равен 41-55°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к учебным приборам по физике. Малые листы электропроводящей бумаги создают сопротивления R/2, R, 2R и уложены на планшете.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по физике. На противоположных сторонах прямоугольного листа электропроводящей бумаги (ЭПБ) установлены два электрода прямоугольной формы.

Изобретение относится к области исследования электростатических полей в различных средах и условиях, преимущественно в области жидких углеводородных горючих в условиях их естественной конвекции.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Лист электропроводящей бумаги уложен на планшет.

Изобретение относится к учебным приборам по физике. Учебный прибор имеет штатив, немаркированный магнит, компас, подставку для магнитов, вольтметр, амперметр, миллиамперметр, источник питания учебный ВУ-4.

Изобретение относится к лабораторным приборам по разделу физики "Магнетизм". Сердечник выполнен составным из двух автономных элементов, каждый из которых выполнен в виде металлической пластины с закрепленным на ней вертикальным стержнем.

Изобретение относится к комплекту оборудования по курсу физики «Электромагнитные явления». Устройство содержит корпус, съемную крышку, маркированный и немаркированный магнит, компас, установочный столик, источник питания, набор соединительных проводов, прямоугольные платы, на каждой из которых закреплены либо выключатель, либо лампочка, либо постоянный резистор, либо переменный резистор, либо катушка, либо проволочные резисторы на каркасе, штатив.

Изобретение относится к области электронных обучающих устройств. Стенд для изучения гибридных электронных устройств содержит: блок логических элементов, блок триггеров, счетчик, дешифратор двоичного кода в позиционный, регистр, аналого-цифровой преобразователь, первый блок индикации, второй блок индикации, блок ввода-вывода, блок компараторов, блок переключателей, аналоговый сумматор, набор диодов, набор резисторов, набор конденсаторов, блок управления, регулятор напряжения, генератор.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме в высших и средних специальных учебных заведениях по курсу физики для изучения и углубления знаний физических законов и явлений.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений. Прямоугольный лист электропроводящей бумаги (ЭПБ) с вырезом по форме съемного проводника уложен на прямоугольном планшете. На противоположных сторонах прямоугольного листа ЭПБ установлены параллельно проводящие шины. Ползунок подвижной линейки снабжен вертикальным отверстием для установки зонда и риской для отсчета положения зонда на подвижной линейке. Зонд вставлен в вертикальное отверстие и касается нижним концом прямоугольного листа ЭПБ. На ползунке перпендикулярно подвижной линейке одним концом закреплена рейка. На съемный проводник насажено съемное кольцо из диэлектрика с разметкой и уложено на прямоугольном листе ЭПБ. Выводы многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) соединены с вводами персонального компьютера, а вторые вводы каждого канала его соединены с минусовой клеммой источника постоянного тока. Потенциометры и зонд соединены с каналами АЦП. Техническим результатом изобретения является автоматизация выполнения лабораторной работы и ускорение процесса исследования. 6 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. На противоположных сторонах подвижной муфты первыми концами шарнирно соединены две тяги. Концы двух подвижных стержней с грузами шарнирно соединены с концами горизонтального стержня. Середины подвижных стержней с грузами шарнирно соединены со вторыми концами тяг. Отрицательная клемма источника постоянного тока через тумблер соединена с отрицательной клеммой электродвигателя. Общий контакт первой платы переключателя соединен с положительной клеммой электродвигателя. Подвижные контакты первой платы соединены с первыми выводами соответствующих резисторов первой группы N резисторов. Общий контакт второй платы соединен с положительной клеммой источника постоянного тока. Подвижные контакты второй платы соединены с первыми выводами соответствующих резисторов второй группы N резисторов. На одном из концов горизонтального стержня установлена контактная пара. На первом конце подвижного стержня с грузом напротив контактной пары установлен размыкающий стержень. На валу установки неподвижно закреплены два токоприемника. Подвижные контактные кольца токоприемников соединены с контактной парой. Шарообразная рукоятка подвижно соединена с трубкой, неподвижно закрепленной на подвижной муфте. Технический результат изобретения заключается в расширении области исследований. 4 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений. Датчик Холла расположен рядом с криостатом так, чтобы магнитные силовые линии, выходящие из торца катушки индуктивности, входили в плоскость, в которой расположены токовые выводы T-T и выводы напряжения X-X датчика Холла. Токовые выводы T-T через первый реостат соединены с клеммами источника постоянного тока, а выводы напряжения X-X соединены с вводами вольтметра. Вводы счетчика времени соединены с клеммами источника постоянного тока. Общий контакт переключателя на три положения соединен через второй реостат со вторым вводом катушки индуктивности. Контакт первого положения переключателя на три положения - свободный, а контакты второго и третьего положений его соединены соответственно с отрицательной и положительной клеммами источника постоянного тока. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений. 5 ил.

Изобретение относится к области измерительной и учебной техники и может быть использовано для изучения явлений электромагнетизма. По периметру диэлектрического диска впрессованы металлические шарики, диаметр которых равен толщине диска. Диск расположен на изолированном основании. Металлический зонд размещен на изолированном штативе с возможностью касания с каждым шариком при повороте диска, выполнен в виде заостренной иглы и соединен через вольтметр и реостат с источником питания. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания распределенного заряда с контролируемой величиной заряда. 2 н.п. ф-лы, 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к обучающим приспособлениям для демонстрации электромагнитных явлений. На одном конце плоского стержня закреплена катушка-моток, а на другом выполнено подвесное отверстие для подвеса стержня и магнит. Концы намоточного провода соединены с удлиняющими проводами. Свободные концы удлиняющих проводов снабжены штекерами. Катушка-моток снабжена охватывающим ее корпусом, снабженным диаметрально расположенными полуосями, каждая из которых соединена с одним из концов обмотки катушки. Каждая полуось вставлена в отверстие, выполненное в концевой зоне одной из ступеней соответствующего ступенчатого кронштейна. Другая ступень каждого кронштейна снабжена концевым прямоугольным хвостовиком, посредством которого кронштейны элементами крепления закреплены с разных сторон к боковым поверхностям стержня. Удлиняющие провода соединены с элементами крепления. На стержне выполнено центральное отверстие, равноудаленное как от центра полуосей, так и от центра подвесного отверстия, выполненного на конце стержня. Стержень снабжен вырезами с зацепами для укладки удлиняющих проводов. Нижний обрез ступенчатых кронштейнов и нижний обрез стержня находятся в одной горизонтальной плоскости. Техническим результатом изобретения является расширение демонстрируемых экспериментов для исследования явления электромагнитной индукции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к учебным пособиям по физике. Стержень с грузом установлен с возможностью совершать колебательные движения в вертикальной плоскости. Вал соединен с помощью стержня с грузом, и на него насажены колеса, которые имеют возможность совершать колебательные движения в горизонтальной плоскости. На направляющих закреплены ограничители колебания колес. Изобретение обеспечивает возможность моделирования сложного колебательного движения системы. 3 ил.

Изобретение относится к электродинамике и и может быть использовано для экспериментальной проверки эффекта возбуждения вихревого электрического поля при движении магнитного поля, создаваемого движением постоянного магнита. Технический результат состоит в обеспечении возможности проверки возбуждения униполярной индукции. Мостовая схема для проверки возбуждения униполярной индукции содержит соленоид, внутри которого движется намагниченный ферромагнетик, образующий вихревое электрическое поле вдоль траектории его движения. Схема содержит ферромагнитный тороид, четыре одинаковых катушки из проводника, включенные последовательно между собой и образующие мостовую схему, к одной диагонали которой подключен регулируемый источник постоянного тока, а другая диагональ мостовой схемы подключена к усилителю постоянного тока. Ферромагнитный тороид приводится во вращательное движение синхронным двигателем через прижимной ролик. Электропитание синхронного двигателя подается от многофазного генератора переменного тока с регулируемой частотой колебаний. Управление регулируемым источником постоянного тока и многофазным генератором по частоте переменного тока, а также измерение величин тока и частоты колебаний осуществляется с помощью компьютера. 3 ил.

Изобретение относится к стендам для лабораторных работ, применяемым при обучении студентов, изучающих дисциплину «Электротехнология». Автоматизированный тепловой пункт (устройство преобразования электрической энергии в тепловую), содержит параллельно соединенные между собой тэновый, электродный и вихревой подогреватели воды, отопительный прибор, бойлер со змеевиком, насос, термодатчики, щит управления, расходомер, систему трубопроводов, при этом в него введены электромагнитные клапаны, программируемый контроллер для управления и регулирования режимами нагрева, бойлер выполнен сообщающимся с атмосферой для осуществления процесса тепломассообмена, сборка всех элементов выполнена с использованием резьбовых соединений предусматривающее возможность введения в процесс новых элементов. Это позволяет уменьшить габариты устройства, а также упростить его обслуживание. 5 ил.

Изобретение относится к области образования и наглядных учебных пособий, в частности, к наглядным пособиям для демонстрации принципа работы одиночного тросового молниеотвода. Для повышения качества обучения за счет улучшения наглядности принципа работы и определения высоты одиночного тросового молниеотвода модель молниеотвода включает две вертикальные телескопические оси одинаковой высоты, вершины которых связаны горизонтальной нитью, а модель зоны защиты содержит две плоские грани и два полуконуса, вертикальные оси которых совпадают с осями телескопических стержней и находятся на расстоянии S друг от друга, а плоскости граней являются общими касательными к полуконусам и пересекаются по горизонтальной прямой, проходящей через вершины конусов. 1 ил.

Изобретение относится к физике магнитного поля, создаваемого магнитными системами, полюсы которых взаимно перемещаются. Технический результат состоит в исследовании распределения угловых скоростей вращающегося магнитного поля в различных сечениях магнитного зазора при взаимном перемещении магнитных полюсов относительно друг друга. Устройство для исследования вращательного движения магнитного поля при взаимном перемещении магнитных полюсов, в частности при их взаимном вращении с разной угловой скоростью и в различных направлениях без изменения расстояния между этими полюсами, состоит из пары тороидов, намагниченных на их плоских гранях и ориентированных друг к другу соосно с противоположными магнитными полюсами, которые механически связаны с двумя синхронными реверсируемыми двигателями с подключенными к ним двумя перестраиваемыми по частоте генераторами переменного тока. Одна или несколько прямоугольных рамок из тонкого проводника помещены в магнитный зазор между магнитными полюсами одной из сторон прямоугольной рамки так, что проводники этой стороны ортогональны вектору магнитной индукции в магнитном зазоре, а также ортогональны вектору угловой скорости взаимно вращающихся намагниченных тороидов. Выводы рамок включены последовательно к регистрирующему возникающую э.д.с. в этих частях проводников рамок измерительному прибору, например вольтметру постоянного тока. 4 ил.
Наверх