[實用新型]多方位自感現象演示儀

無效

• 申請號: 200620051314.5
• 申請日: 2006-06-09
• 公開（公告）號: CN200990161Y
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 韋明理
• 申請（專利權）人: 河池學院
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于物理電磁學教學儀器，是演示自感現象的一種專用實驗設備。

背景技術

自感現象演示實驗一直是物理教師們關注的而又難以滿意解決的問題，很多有關人員都為此而花了大量的時間做了很多的研究工作，但至今為止仍沒有看到有比較理想的這方面的儀器問世。關于自感實驗演示裝置，國內有關雜志刊登過許多這方面的文章。中國專利CN87207333、00243185、90200694分別介紹了各自的研究成果，它們都各有特點，與目前高中物理教材引用的作為演示自感現象的兩個其本電路相比都有了不同程度的進步，但都有共同的地方就是都離不開上述兩個基本電路的陰影，在電路結構上沒有形成演示自感現象的獨立體電路體系，都依賴用電阻支路和電感支路在通電瞬間所反映的不同現象作比較間接地來說明自感現象的存在。在實驗操作中我們是需要用電感電路和電阻電路作比較的，但我們認為在自感現象電路自成體系的的前提下進行這種比較效果會更好些，更能直觀反映自感現象的本來面目，使學生對自感現象更容易理解。

本實用新型的目的是提供一種能克服現有技術的不足、電路結構簡單、容易制作、操作簡便，實驗演示明顯、直觀，能滿足教學需要的自感現象演示儀器。

發明內容

本實用新型是由電感線圈L、負載(小燈泡)C、檢流器G、蜂鳴器Y₁、Y₂、穩壓二極管D、發光二極管LED₁、LED₂、比較電阻R₁、微調電阻器R₂及開關K等元件構成，如圖一所示。原理是這樣：當電路接通的瞬間由于電感線圈L的自感作用，穩壓二極管D與電感線圈L的連接點A上的電位與電源電位U₁相等穩壓二極管D立即被擊穿導通，則有電流從檢流器G的正端流向負端檢流器指針向順時針方向偏轉一定刻度，同時使與通電自感電流方向相同的發光二極管LED₁閃光、使蜂鳴器Y₁發出“嘟——”的響聲，接著成曲線逐漸往下降落如圖二所示趨于穩定狀態，通過短暫時間t后電位降到小于二極管D的穩壓值時，D恢復正常、檢流器G指針回到0，顯示了通電時自感電流的向方，最后達到穩定狀態U₂，穩壓二極管D的額定穩壓值V_穩就選定在稍比A點穩定值U₂略高一點，以在該點電位穩定后恰好不擊穿穩壓二極管D為好。當開關K在斷開的瞬間，也由于自感電動勢的作用，則有電流從G的負端流向正端指針由0迅速向逆時針方向偏轉一定刻度，同時使與斷電自感電流方向相同的發光管LED₂閃光、使蜂鳴器Y₂發出“嘟——”的響聲，后隨自感電流的逐漸減小穩壓管D恢復正常G指針回到0，顯示了斷電時自感電流的方向。

為了說明電感電路和電阻電路的不同本電路特設了比較電阻R₁，演示時把插頭從與電感線圈聯接的插孔拔出插在與電阻聯接的插孔中然后重復以上操作就可以看到兩個電路有著本質上的區別。

本實用新型的優點是：實驗演示明顯、直觀、在一個電路上一開、一關就能分別演示通、斷電兩種自感現象。通過儀器不但能觀察兩個自感電流的方向還能觀察這兩個電流的變化狀態及整個變化過程。實驗連續性好使學生容易理解。用J0401演示電表(280mm×280mm)作課堂演示，大大滿足教學上的需要。在實驗演示過程中能使學生從閃光、聲音、電表指針的擺動及擺動方向等多方位感知到自感現象的存在。帶趣味性，能不同程度地激發學生的學習興趣。特別值得一提的是它特別適合某些有五官缺陷的殘疾學生使用。

本儀器對電感線圈各種參數要求不高，只要滿足L/R≥0.03、電感量0.5H以上即可使用，在要求不高的情況下也可用20W～40W的感式鎮流器代替。

附圖說明

圖一、為本實用新型電路原理圖。

圖二、為通電瞬間連接點A的電壓變化過程示意圖。

具體實施方式

實例：本實用新型所用的電感線圈是用線徑Φ0.68的漆包線在22cm×3.5cm的鐵芯上繞1000圈制作成，檢流器G為J0401演示電表，為演示需要稍加改動即去掉并聯電阻另串上一只3K～5K的電位器作調節幅度使用，小燈泡C為6.3V/0.15A，穩壓管D穩壓值為5V，比較電阻R₁為50Ω/3W可調式，發光二極管LED一只為紅光另一只藍光，蜂鳴器Y兩只聲音頻率不同(能聽得出有區別)，K為一般的紐子開關。

以上元件只要按照電路原理圖一連接安裝好基本上不需要大的調整即可使用，但值得注意的問題是在電源U₁的選擇上一定要適合穩壓管D穩壓值V_穩的參數否則效果不好。還有是微調電阻R₂要調在適當的位置上使檢流器G指針的擺動幅度和發光管的光亮度、蜂鳴器的聲音大小使之相互兼顧。演示時，只需把開關K拔動，一開、一關即可實現以上所說的各種演示效果。