專利名稱：?jiǎn)螖[振動(dòng)圖線電火花描跡儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單擺振動(dòng)圖線演示儀，尤其是一種利用電火花的單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在中學(xué)物理課上講單擺振動(dòng)圖線做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般采用老師用一只手固定砂擺球并用手指堵住流砂孔，另一只手將小瓶里的細(xì)砂灌到砂擺里。灌滿后放下小瓶并再去開(kāi)電門，釋放擺球并使一塊長(zhǎng)方形鐵板勻速前進(jìn)，在此同時(shí)放開(kāi)堵在流砂孔上的手指，使砂擺按單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律自由運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，流動(dòng)的細(xì)砂便能在長(zhǎng)方形鐵板上畫出正弦曲線。但是上述儀器存在以下問(wèn)題其一，打開(kāi)電門與手指釋放流砂孔不同步并且造成擺球在釋放初期抖動(dòng)，破壞了單擺振動(dòng)。其二，砂子過(guò)細(xì)會(huì)造成擺球還沒(méi)完成一次全振動(dòng)就已漏完，砂子粗了或有個(gè)別的砂子顆粒大些會(huì)造成流砂斷流而中斷實(shí)驗(yàn)。另外從原理上講，表面上看砂擺擺長(zhǎng)是固定的，但實(shí)際上由于砂子的不斷流失，使得擺球的重心發(fā)生變化，因此可以說(shuō)擺長(zhǎng)是在不斷改變的，從理論上看這個(gè)實(shí)驗(yàn)是不嚴(yán)密的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種擺長(zhǎng)不變，簡(jiǎn)單操作，結(jié)構(gòu)合理的單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀，包括擺球、擺線、時(shí)間軸描跡針、導(dǎo)電紙、高壓發(fā)生器、電機(jī)、雙刀三擲開(kāi)關(guān)、電磁鐵、指示燈，擺球和時(shí)間軸描跡針通過(guò)擺線連接在高壓發(fā)生器的正極上，導(dǎo)電紙連在高壓發(fā)生器的負(fù)極上，高壓發(fā)生器的輸入端連有電機(jī)和雙刀三擲開(kāi)關(guān)；雙刀三擲開(kāi)關(guān)的另一端連有變壓器，變壓器連有橋式整流電路，橋式整流電路連接濾波電容，電容連接在電磁鐵上，通電后，電磁鐵可以吸引擺球。
所述擺線是絕緣導(dǎo)線。
所述的擺球的下端有擺針。
本發(fā)明的有益效果是提供一種擺長(zhǎng)不變，簡(jiǎn)單操作，結(jié)構(gòu)合理的單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀。
圖1是本發(fā)明的單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀的電路示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明如圖1所示，一種單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀，包括擺球1、擺線18、時(shí)間軸描跡針17、導(dǎo)電紙2、高壓發(fā)生器3、電機(jī)4、雙刀三擲開(kāi)關(guān)10、電磁鐵8、指示燈9，擺球1和時(shí)間軸描跡針17通過(guò)擺線18連接在高壓發(fā)生器3的正極上，導(dǎo)電紙2連在高壓發(fā)生器3的負(fù)極上，高壓發(fā)生器3的輸入端連有電機(jī)4和雙刀三擲開(kāi)關(guān)10；雙刀三擲開(kāi)關(guān)10的另一端連有變壓器5，變壓器5連有橋式整流電路6，橋式整流電路6連接濾波電容7，電容7連接在電磁鐵8上，通電后，電磁鐵8可以吸引擺球1。
高壓發(fā)生器3由于各校實(shí)驗(yàn)室都有國(guó)家統(tǒng)一配備的J1210高壓發(fā)生器，所以不再另置備高壓部分。但在使用時(shí)，其輸入電源不要直接插到供電電路上，而是插到本儀器專門為它設(shè)置的插座上。此時(shí)高壓發(fā)生器3開(kāi)關(guān)應(yīng)處在開(kāi)的位置上。輸出電壓選用5至15KV即可。
單擺擺球1有大小兩個(gè)，質(zhì)量、直徑均不同，在下端裝有針尖，利于尖端放電。擺線18用很柔軟且很細(xì)的絕緣導(dǎo)線代替。既是擺線又是導(dǎo)線，它一端與擺球1連結(jié)，另一端和高壓發(fā)生器3的正極連接，其擺長(zhǎng)可任意調(diào)節(jié)。導(dǎo)電紙2，利用它的導(dǎo)電性能，即在放電時(shí)可將碳粉印在紙帶上留下蹤跡。
傳送紙帶裝置由電動(dòng)機(jī)、減速裝置、上下膠輪、導(dǎo)軌、壓板等組成以保證紙帶平直，勻速地前進(jìn)。這樣才能得到標(biāo)準(zhǔn)的單擺振動(dòng)圖線——正弦曲線。
電磁鐵8為了安全及小巧，所以采用由變壓器5，橋式整流6及濾波的電容7組成的低壓直流電路供電。
時(shí)間軸描跡針17固定的放電針，可在單擺描跡同時(shí)在紙帶中軸線上描出時(shí)間軸。
控制部分包括電源開(kāi)關(guān)及指示燈9，用一雙刀三擲開(kāi)關(guān)10使其吸合、釋放單擺球1，使開(kāi)啟高壓發(fā)生器3及電動(dòng)機(jī)4能同步工作。這樣操作者在把紙帶放置好后只要用一只手控制開(kāi)關(guān)就能輕而易舉的得到理想的效果。
如果取下單擺球換上磁阻尼擺即可演示阻尼圖線。
下面具體敘述操作過(guò)程放置紙帶，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，指示燈亮。將雙刀三擲開(kāi)關(guān)10從零位扳至吸位12、14，將單擺球1從鉤上取下吸在電磁鐵8上。將雙刀三擲開(kāi)關(guān)10扳回零位15、16，此時(shí)電磁鐵8釋放擺球1，擺球1開(kāi)始擺動(dòng)，待擺球1運(yùn)動(dòng)正常時(shí)再將開(kāi)關(guān)扳至動(dòng)位11、13，此時(shí)開(kāi)始傳送紙帶，同時(shí)高壓發(fā)生器3開(kāi)始工作，單擺的擺球1與導(dǎo)電紙2之間放電，紙帶上被描出正弦曲線。當(dāng)紙帶全部通過(guò)描跡區(qū)后立即把開(kāi)關(guān)10扳至零位15、16，整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成。
做阻尼振動(dòng)圖線時(shí)，將擺線接頭從擺球上擰下接在阻尼擺上，將小磁鐵放在旁邊調(diào)好距離，然后重復(fù)上述過(guò)程，即可得到阻尼振動(dòng)圖線。
本發(fā)明的單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀主要用來(lái)講解演示單擺振動(dòng)的規(guī)律，例如單擺振動(dòng)的周期與擺球的質(zhì)量及擺幅無(wú)關(guān)，只與擺長(zhǎng)及重力加速度有關(guān)。描出單擺振動(dòng)圖線，它是一條標(biāo)準(zhǔn)的正弦曲線，在圖線上可以得到單擺的振動(dòng)周期，把它和擺長(zhǎng)(單擺支架上有相應(yīng)擺長(zhǎng)的刻度)代入公式就可以測(cè)得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。本發(fā)明的儀器附帶可以演示磁阻尼現(xiàn)象并可畫出阻尼振動(dòng)圖線，并可從圖線上進(jìn)一步驗(yàn)證單擺的振動(dòng)周期與擺幅無(wú)關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀，其特征是該單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀包括擺球(1)、擺線(18)、時(shí)間軸描跡針(17)、導(dǎo)電紙(2)、高壓發(fā)生器(3)、電機(jī)(4)、雙刀三擲開(kāi)關(guān)(10)、電磁鐵(8)、指示燈(9)，擺球(1)和時(shí)間軸描跡針(17)通過(guò)擺線(18)連接在高壓發(fā)生器(3)的正極上，導(dǎo)電紙(2)連在高壓發(fā)生器(3)的負(fù)極上，高壓發(fā)生器(3)的輸入端連有電機(jī)(4)和雙刀三擲開(kāi)關(guān)(10)；雙刀三擲開(kāi)關(guān)(10)的另一端連有變壓器(5)，變壓器(5)連有橋式整流電路(6)，橋式整流電路(6)連接濾波電容(7)，電容(7)連接在電磁鐵(8)上，通電后，電磁鐵(8)可以吸引擺球(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀，其特征是擺線(18)是絕緣導(dǎo)線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀，其特征是所述的擺球(1)的下端有擺針。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀，包括擺球、擺線、時(shí)間軸描跡針、導(dǎo)電紙、高壓發(fā)生器、電機(jī)、雙刀三擲開(kāi)關(guān)、電磁鐵、指示燈，擺球和時(shí)間軸描跡針通過(guò)擺線連接在高壓發(fā)生器的正極上，導(dǎo)電紙連在高壓發(fā)生器的負(fù)極上，高壓發(fā)生器的輸入端連有電機(jī)和雙刀三擲開(kāi)關(guān)；雙刀三擲開(kāi)關(guān)的另一端連有變壓器，變壓器連有橋式整流電路，橋式整流電路連接濾波電容，電容連接在電磁鐵上，通電后，電磁鐵可以吸引擺球。本發(fā)明提供了一種擺長(zhǎng)不變，簡(jiǎn)單操作，結(jié)構(gòu)合理的單擺振動(dòng)圖線電火花描跡儀。
文檔編號(hào)G09B23/00GK1503204SQ021531
公開(kāi)日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月26日
發(fā)明者汲朝光, 劉陽(yáng), 封琢 申請(qǐng)人:封琢, 封 琢