[發(fā)明專利]內(nèi)阻可調(diào)直流電機(jī)演示教具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410297116.6
• 申請日: 2014-06-28
• 公開（公告）號: CN104143280B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐雨欣;吳若欣;仇松巖
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省興化中學(xué)
• 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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及教學(xué)設(shè)備直流電機(jī)工作原理研究領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)阻可調(diào)直流電機(jī)演示教具。

背景技術(shù)

目前教學(xué)用直流電機(jī)模型功能單一，多數(shù)由固定的定子、轉(zhuǎn)子、電刷、滑環(huán)等組成，接通恒壓源后，即以恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，用于演示直流電機(jī)工作原理；但是，如果要研究直流電機(jī)內(nèi)阻變化、磁場強(qiáng)弱、磁場方向?qū)﹄姍C(jī)轉(zhuǎn)速、工作電流的影響，就比較困難，因?yàn)閺S家出售的直流電動機(jī)模型各個(gè)零部件都是固定不可移動的；也無法測定電源電壓與內(nèi)電壓、機(jī)械電壓的定量關(guān)系，因此需要一種供教學(xué)研究用的直流電機(jī)，解決中學(xué)物理電機(jī)演示教具存在的一些演示功能不足的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為了便于中學(xué)物理電機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，本發(fā)明解決了上述中學(xué)物理電機(jī)演示教具存在的一些演示功能不足的缺陷，能夠演示直流電機(jī)內(nèi)阻變化、磁場強(qiáng)弱、磁場方向?qū)﹄姍C(jī)轉(zhuǎn)速、工作電流的影響，能夠測定電源電壓與內(nèi)電壓、機(jī)械電壓的定量關(guān)系。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種內(nèi)阻可調(diào)直流電機(jī)演示教具，包括底座，線圈A，線圈B，電機(jī)轉(zhuǎn)軸，一對轉(zhuǎn)軸支座，一對銅半環(huán)A，一對銅半環(huán)B，一對電刷A，一對電刷B，一對磁極，一對距離調(diào)節(jié)器，一對彈簧，一對模擬電機(jī)內(nèi)阻接線柱，機(jī)械電壓測定接線柱A,機(jī)械電壓測定接線柱B，一對電源接線柱，電機(jī)內(nèi)阻電壓表，機(jī)械電壓測定電壓表A，機(jī)械電壓測定電壓表B，直流電流表，電源電壓測定電壓表，模擬電機(jī)內(nèi)阻，直流電源；所述底座上安裝了一對轉(zhuǎn)軸支座，一對轉(zhuǎn)軸支座之間連接電機(jī)轉(zhuǎn)軸，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上繞有線圈A和線圈B，所述線圈A的匝數(shù)等于線圈B的匝數(shù)，且線圈A和線圈B的實(shí)質(zhì)是同一組線圈，其電阻率很小，截面較粗，直流電阻可忽略，將此線圈輸入端連接一對銅半環(huán)B，將此線圈的中央剪斷后引出兩根導(dǎo)線，連接一對銅半環(huán)A；所述一對銅半環(huán)A固定于電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，且緊靠電刷A，所述電刷A通過導(dǎo)線連一對模擬電機(jī)內(nèi)阻接線柱；所述一對銅半環(huán)B固定于電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，且緊靠電刷B，所述電刷B通過導(dǎo)線連接一對電源接線柱，所述一對磁極位于線圈的兩側(cè)，磁場方向垂直于電機(jī)轉(zhuǎn)軸，所述一對磁極的N、S極方向可調(diào)，且它們與線圈的距離可通過調(diào)節(jié)一對距離調(diào)節(jié)器改變，所述一對彈簧能使一對磁極定位。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)內(nèi)阻電壓表通過導(dǎo)線連接到一對模擬電機(jī)內(nèi)阻接線柱，所述模擬電機(jī)內(nèi)阻上的電阻可調(diào)，且可插接于一對模擬電機(jī)內(nèi)阻接線柱中；所述直流電流表串聯(lián)在電源接線柱上，用于測定線圈工作電流或模擬電機(jī)內(nèi)阻上的電流；機(jī)械電壓測定電壓表A、機(jī)械電壓測定電壓表B，通過接線柱分別與線圈A和線圈B并聯(lián)，分別測定兩組線圈的機(jī)械電壓；電源電壓測定電壓表與電源接線柱并聯(lián)，測定總電源電壓；電機(jī)內(nèi)阻電壓表與一對模擬電機(jī)內(nèi)阻接線柱并聯(lián)，模擬測定線圈內(nèi)電壓。

進(jìn)一步地，由于本發(fā)明采用雙電刷結(jié)構(gòu)，且兩組線圈的采用特殊的接法連接于雙電刷，因此，當(dāng)一端連接直流電源，必須插上模擬電機(jī)內(nèi)阻，電機(jī)才能轉(zhuǎn)動；一對模擬電機(jī)內(nèi)阻接線柱和一對電源接線柱可雙向互換使用，即直流電源連接模擬電機(jī)內(nèi)阻接線柱，模擬電機(jī)內(nèi)阻連接于一對電源接線柱，演示效果不變。

進(jìn)一步地，所述機(jī)械電壓測定電壓表A、機(jī)械電壓測定電壓表B，通過測定兩組線圈上電壓之和得到機(jī)械電壓，通過測定模擬電機(jī)內(nèi)阻上電壓得到電機(jī)內(nèi)電壓，測定電源電壓并與機(jī)械電壓、電機(jī)內(nèi)電壓之和進(jìn)行比較，可驗(yàn)證能量守恒定律，本裝置能測定兩組線圈機(jī)械電壓，這是以往教具所無法測定的。

本發(fā)明的有益效果是：能夠演示直流電機(jī)內(nèi)阻變化時(shí)、磁場強(qiáng)弱變化、磁場方向改變對電機(jī)轉(zhuǎn)速、工作電流的影響，還可演示磁極對于線圈不對稱時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸對轉(zhuǎn)軸支座的磨損影響；測定電源電壓并與機(jī)械電壓、內(nèi)電壓之和進(jìn)行比較，可驗(yàn)證電機(jī)工作過程符合能量守恒，因此本發(fā)明是一種操作性很強(qiáng)的直流電機(jī)教學(xué)研究演示教具。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的俯視平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的直流電機(jī)原理方框圖；

其中，1-底座，2-線圈A，3-線圈B，4-電機(jī)轉(zhuǎn)軸，5-轉(zhuǎn)軸支座，6-銅半環(huán)A，7-銅半環(huán)B，8-電刷A，9-電刷B，10-磁極，11-距離調(diào)節(jié)器，12-彈簧，13-一對模擬電機(jī)內(nèi)阻接線柱，14-機(jī)械電壓測定接線柱A，15-機(jī)械電壓測定接線柱B，16-電源接線柱16，17-電機(jī)內(nèi)阻電壓表，18-機(jī)械電壓測定電壓表A，19-機(jī)械電壓測定電壓表B，20-直流電流表，23-電源電壓測定電壓表，22-模擬電機(jī)內(nèi)阻，23-直流電源。

具體實(shí)施方式