[實(shí)用新型]教學(xué)用磁電現(xiàn)象綜合演示器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420021559.8
• 申請(qǐng)日: 2014-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203931283U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王培森
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 王培森
• 主分類(lèi)號(hào): G09B23/18
• 分類(lèi)號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于一種教學(xué)用磁電現(xiàn)象綜合演示器，是一種教學(xué)器材，用于對(duì)多種磁現(xiàn)象、電現(xiàn)象、和其它物理現(xiàn)象進(jìn)行直觀地演示。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的教學(xué)器材中，對(duì)一些磁電現(xiàn)象的演示，往往沒(méi)有專(zhuān)用的演示器，因此教學(xué)和實(shí)驗(yàn)不夠方便，并且缺乏趣味性。例如，在演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，需先將一個(gè)電流表接到一個(gè)線圈上，然后手持一個(gè)條形磁鐵往返靠近和離開(kāi)線圈，這時(shí)電流表的指針往復(fù)擺動(dòng)，說(shuō)明磁場(chǎng)的變化產(chǎn)生了電流。這樣的演示需要三個(gè)單獨(dú)的零部件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組合，因此不夠方便；再如，機(jī)械能、磁能、電能之間的互相轉(zhuǎn)換，以及能量可以非接觸地通過(guò)“場(chǎng)”來(lái)傳遞，就沒(méi)有相應(yīng)的演示裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種教學(xué)用磁電現(xiàn)象綜合演示器；在此一臺(tái)演示器上，能夠比較方便地演示出多種磁、電、及其它物理現(xiàn)象。如：①磁場(chǎng)的變化能夠感生出電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體上的電動(dòng)勢(shì)進(jìn)而可以形成感生電流；②磁場(chǎng)中的感生電流會(huì)受到力的作用，進(jìn)而使載有感生電流的導(dǎo)體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)；③在大面積或大體積導(dǎo)體中，電流的流動(dòng)路徑是受電動(dòng)勢(shì)分布范圍的影響，而不會(huì)任意流動(dòng)；④機(jī)械能、磁能、電能之間是可以互相轉(zhuǎn)換的；⑤電能可以轉(zhuǎn)換成光能；⑥能量可以非接觸地通過(guò)無(wú)形的“場(chǎng)”來(lái)傳遞，進(jìn)而證明“場(chǎng)”的存在。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：如圖3、圖4所示，主動(dòng)軸(2)上固定有大齒輪(4)和手柄(5)，并且通過(guò)兩個(gè)滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承(3)裝在底座(1)兩個(gè)立板上部(或下部)的水平孔中，也可直接將兩個(gè)立板的孔作為軸承使用；主動(dòng)軸(2)相對(duì)于底座(1)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)；

從動(dòng)軸(6)上固定有小齒輪(7)和由鋁、或銅、或尼龍、或復(fù)合材料構(gòu)成的非導(dǎo)磁材料制作的接頭(8)，并且也通過(guò)另外兩個(gè)滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承(3)裝在底座(1)兩個(gè)立板下部(或上部)的水平孔中，也可直接將兩個(gè)立板的孔作為軸承使用；從動(dòng)軸(6)相對(duì)于底座(1)也可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并且固定其上的小齒輪(7)能夠與固定在主動(dòng)軸(2)上的大齒輪(4)正確嚙合；

在底座(1)兩個(gè)立板的相應(yīng)位置，鉆有小孔，可以用來(lái)潤(rùn)滑主動(dòng)軸(2)和從動(dòng)軸(6)的軸承(3)；

在接頭(8)上，通過(guò)由鋁或銅構(gòu)成的非導(dǎo)磁材料制作的墊圈(10)和螺釘(11)，固定有磁鐵(9)；磁鐵(9)的端面形狀為：圓環(huán)被兩個(gè)相互平行且對(duì)稱(chēng)并平行于圓環(huán)軸線的平面切掉兩塊后所剩部分；磁鐵(9)的磁極位于兩個(gè)圓弧面上；

在底座(1)的豎直孔中，通過(guò)滾動(dòng)軸承(13)，安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)(12)，且其軸線與磁鐵(9)軸線垂直相交；在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)(12)上，通過(guò)墊圈(14)和兩個(gè)沉頭螺釘(16)，可以分別固定兩個(gè)圓形的導(dǎo)體盤(pán)(15)、或絕緣盤(pán)(17)；

固定導(dǎo)體盤(pán)(15)時(shí)，墊圈(14)墊在導(dǎo)體盤(pán)(15)的下面；固定絕緣盤(pán)(17)時(shí)，墊圈(14)壓在絕緣盤(pán)(17)的上面；

導(dǎo)體盤(pán)(15)由鋁或銅構(gòu)成的導(dǎo)電但非導(dǎo)磁的材料制作；

絕緣盤(pán)(17)由既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)磁的材料制作，但是，在其上表面，輻射狀地、且較密集地布置有發(fā)光二極管(18)；在絕緣盤(pán)(17)靠近邊緣及靠近圓心、且對(duì)應(yīng)于發(fā)光二極管(18)管腳的位置，鉆有小孔，使得發(fā)光二極管(18)的管腳可以通過(guò)小孔插到絕緣盤(pán)(17)的下表面去；在絕緣盤(pán)(17)的下表面，發(fā)光二極管(18)所有靠近絕緣盤(pán)(17)邊緣的管腳，都被焊接在一只圓環(huán)狀銅導(dǎo)體(19)上；所有靠近絕緣盤(pán)(17)圓心的管腳，都被焊接在另一只較小的圓環(huán)狀銅導(dǎo)體(20)上；這樣，就使得所有發(fā)光二極管(18)的兩端分別連通，并且也比較牢靠地固定在絕緣盤(pán)(17)的上表面；

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄(5)時(shí)，主動(dòng)軸(2)及大齒輪(4)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并且由于大齒輪(4)與小齒輪(7)的嚙合，通過(guò)從動(dòng)軸(6)和接頭(8)，磁鐵(9)便增速旋轉(zhuǎn)；磁鐵(9)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其兩個(gè)圓弧面靠近導(dǎo)體盤(pán)(15)、或絕緣盤(pán)(17)，但不會(huì)碰擦，二者之間有一定的間隙。

如果轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)12上固定的是導(dǎo)體盤(pán)15，則在磁鐵9旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)體盤(pán)15相應(yīng)部位的磁場(chǎng)就發(fā)生周期性變化，在相應(yīng)部位就形成感生電流；感生電流在磁場(chǎng)中要受到力的作用，于是導(dǎo)體盤(pán)15就隨著磁鐵9的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)也不斷地旋轉(zhuǎn)；這樣就定性地演示了法拉第電磁感應(yīng)定律和安培定律、以及能量可以非接觸地通過(guò)“場(chǎng)”來(lái)傳遞、機(jī)械能和電磁能之間的相互轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象，甚至演示了齒輪傳動(dòng)的變速原理。