[實用新型]雙通電線圈磁場分布演示裝置

有效

• 申請號: 201220049403.1
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN202473039U
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 趙慈;李寶河;陳曉白;張勇;黃踐;胡洪文;李秋爽
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 葛強;鄔玥

技術領域

本實用新型一般涉及物理教學儀器領域。更具體地說，本實用新型涉及一種雙通電線圈磁場分布演示裝置，特別是一種亥姆霍茲線圈磁場空間分布演示裝置。

背景技術

隨著教學改革的不斷深化，實驗教學作為現代教育體系中的重要組成部分，由于其具有直觀、互動等特點，因此在實際教學中越來越受到重視。在現有的實驗教學中特別是在聲、光、電、磁、波的特性演示過程中，由于其本身物理特性的原因，故多采用對其顯著的物理特性進行演示。

對用于分析雙通電線圈磁場的儀器而言，目前公知的實驗儀器主要是亥姆霍茲線圈磁場測量儀。圖1示出了現有技術的亥姆霍茲線圈磁場測量儀的結構示意圖。如圖1所示，這種亥姆霍茲線圈磁場測量儀主要包括以共軸方式配對架設的雙環形線圈3，兩線圈的圓心距離d恰好與線圈的半徑R相等(即兩線圈中心空間處的磁場分布得到最佳的均勻度)，且線圈內通以大小、方向相同的兩束電流；穿過線圈1中心放置的支架2、霍爾元件10以及測量儀(如特斯拉計)11。霍爾元件10可以沿著線圈中心軸線平移，以感測中心軸線上一定范圍內的磁場大小并將感測結果傳輸至測量儀11進行處理和顯示。

但是，現有技術的這種測量儀具有的缺陷是，它只能測量線圈中心軸線上一定范圍內的磁場大小，其演示范圍局限且效果不明顯，不能直觀地演示該線圈磁場在較大空間范圍內的分布情況。因此，有必要提供一種能夠以更為直觀的方式將雙通電線圈的磁場分布展示出來的儀器。

實用新型內容

針對現有技術中的上述問題，本實用新型提出了一種雙通電線圈磁場分布演示裝置。該裝置包括：豎向平行排列并相互間隔開的第一線圈及第二線圈，用于在獲得供電后在線圈之間以及周圍產生磁場；載物臺；支腿，其用于支撐載物臺并使載物臺與第一和第二線圈所在的平面橫向相交并延伸；以及布置在所述載物臺上的多個磁場特性顯示裝置。

通過采用上述結構，使得該演示裝置能演示線圈磁場在較大空間范圍內的分布情況(不局限在線圈中心軸線上)，有利于更加直觀地顯現線圈之間和周圍的磁場分布。

根據本實用新型的一個實施例所述，磁場特性顯示裝置為用于顯示磁場方向特性的平面小磁針或球形立體小磁針。利用多個小磁針的N極或S極的指示，可以直觀地顯現出線圈之間和周圍的磁力線的分布。

在本實用新型的一個實施例中，載物臺上開設有多道平行于所述第一和第二線圈軸心連線并相互間隔開的凹槽，而磁場特性顯示裝置則安置在所述凹槽中，并可沿所述凹槽移動。這樣就可以在載物臺相對于水平面傾斜的情況下，仍能夠以符合物理規律的方式顯示出磁場的分布，而不會導致磁針從載物臺上滑落。因此可以在更大的空間范圍內演示磁場分布。

在本實用新型的一個實施例中，凹槽的間距設置成，在兩線圈之間，從中心朝向線圈的邊緣，凹槽的間距是逐漸減小的；而在線圈之外，凹槽的間距是向外逐漸增大的。由于這樣的間距排布符合物理規律，因此可更加直觀地顯現出磁場的分布。

在本實用新型的一個實施例中，第一和第二線圈為兩個結構、大小完全相同的環形線圈，所述兩線圈以共軸方式配對架設，且兩線圈的圓心距離與線圈的半徑相等。這種設置可以使本實用新型特別好地應用于亥姆霍茲線圈磁場分布的演示。

在本實用新型的一個實施例中，該演示裝置還包括設置在支腿上的用于調整載物臺水平度的調整裝置。這樣可以使載物臺傾斜，從而在更大范圍內演示出磁場的分布。

在本實用新型的一個實施例中，載物臺上設有水平儀，并且載物臺通過調整裝置和所述水平儀，設置成位于包含所述兩線圈的軸心的水平面內。這樣就可以專門演示穿過線圈中心的水平面內的磁場的分布。

根據本實用新型所述，磁場特性顯示裝置也可以是用于為特斯拉計提供傳感信號的霍爾元件。這樣就可以大范圍地定量地顯示出線圈之間和周圍的磁場分布。

附圖說明

以下將結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。在以下的附圖中：

圖1是現有技術中的亥姆霍茲線圈磁場測量儀的結構示意圖；

圖2是根據本實用新型一個實施例所述的雙通電線圈磁場分布演示裝置的側視結構示意圖；

圖3是根據本實用新型一個實施例所述的雙通電線圈磁場分布演示裝置的立體結構示意圖，其中線圈底座未示出；

圖4是根據本實用新型另一個實施例所述的雙通電線圈磁場分布演示裝置的立體結構示意圖，其中線圈底座未示出；

圖5是本實用新型另一個實施例所述的雙通電線圈磁場分布演示裝置的載物臺的俯視示意圖。

具體實施方式