一種防觸電墻壁插座

◎湖南省岳陽市岳陽樓小學 熊天睿 楊子毅 張致遠

我們在看報時看到一則新聞 ：一位母親帶著一歲多的小孩在餐廳就餐，就在她低頭點菜時，小孩的手摸到了插座，當即被電擊傷。這可真是讓人揪心啊！

其實，不僅是嬰幼兒，我們小學生也喜歡東摸西碰。尤其是插座，家長越是叮囑不要觸碰，我們越是好奇。而且，我們也有用電需求，在日常生活中難免會使用插座。既然如此，能不能設計一種避免兒童觸電的安全插座呢？想到這，我們立刻進行了頭腦風暴。

一、確定方案

經過市場調研和科技查新，我們發現市場上已有旋轉式插座，于是，我們決定采用熊天睿的思路，利用磁吸原理，設計一種防觸電墻壁插座。

該裝置由墻壁插座和插頭轉換器組成。墻壁插座包含殼體、金屬導電片、常開型磁控開關、常開型延時繼電器、金屬片等。插頭轉換器包含殼體、金屬導電片、強磁磁鐵等，正面設計圖如圖1。

插座上金屬導電片的通電情況由磁控開關和延時繼電器共同控制，在插頭轉換器未插入時，磁控開關斷開，延時繼電器無輸入信號，金屬導電片不帶電，起到防觸電的效果。當插頭轉換器吸附在插座上時，磁控開關閉合，向延時繼電器輸入信號，電流通過金屬導電片流向插頭。

二、選擇材料

1.我們對鐵質、銅質、鋁質的金屬導電片進行導電性能測試，數據顯示銅質金屬導電片的導電能力最強，于是我們選擇用它來制作插頭、插座的通電連接材料。

2.插頭轉換器內的磁性材料必須具有很強的磁性，我們在網上查找材料，經過反復對比后發現釹鐵硼磁鐵最符合要求。

3.我們用強磁磁鐵接近鐵片、銅片、鋁片、硅鋼片，測試不同材料的磁化情況。結果顯示，銅片、鋁片不會被吸引也不會被磁化，鐵片能被吸附且帶有一定磁性，硅鋼片能被吸附但沒有被磁化。于是，我們選擇將硅鋼片放置在插座中，用它來吸引插頭轉換器內的磁鐵。

三、制作模型

材料準備齊全后，我們請五金加工廠的孫師傅和袁師傅按照設計圖紙和要求，制作了一種防觸電墻壁插座模型。墻壁插座正面如圖2，插頭轉換器正面如圖3，插頭轉換器反面如圖4，插頭轉換器側視圖如圖5。

圖2

圖3

圖4

圖5

四、功能檢測

1.關閉總電源，將墻壁插座接入總電源。打開總電源，用測電筆測試插座的金屬導電片，結果顯示不帶電。

2.將電器插頭接入新型插頭轉換器反面，再將插頭轉換器正面靠近插座，因磁鐵的吸附作用，兩者緊密結合在一起，延時繼電器開始工作，燈泡亮了。如圖6。

圖6

3.移開插頭轉換器，小燈泡瞬間熄滅。再用測電筆測試插座的金屬導電片，結果顯示不帶電。

測試結果證明我們的設計方案是可行的，但模型的外觀設計、加工精度等還有待完善。

五、改進方案

一是為墻壁插座加裝保護罩，提高安全性。二是加入高溫與防漏電控制智能裝置，出現電路短路、過載、漏電時，插座能夠自動斷電，保證用電安全。三是將插頭、插座的外觀設計得更加科學、美觀。

六、心得體會

在反復的設計、修改過程中，我們真正感受到創新并非易事。如果不思考，問題就永遠存在；如果遇到挫折就放棄，那我們永遠也體會不到成功的快樂。對于每一位熱愛創新的青少年來說，掌握科學知識很重要，擁有頑強的毅力和執著的精神同樣重要，我們的才干和能力就是在堅持不懈的實踐中逐步提高的。