專(zhuān)利名稱(chēng)：電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是由磁鐵、線圈組成的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn) 裝置。
背景技術(shù)：
電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方
面，它的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)上和技術(shù)上都具有劃時(shí)代的意義。法拉第經(jīng)過(guò)十年的精心實(shí)驗(yàn)研究，于 1831年第一次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
的大小與穿過(guò)回路的磁通量的變化率成正比。1834年，楞次提出了判斷感應(yīng)電流方向的方法
閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場(chǎng)來(lái)阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化， 這個(gè)結(jié)論叫做楞次定律。如何采用便捷的方法和簡(jiǎn)單的裝置獲得并記錄電磁感應(yīng)過(guò)程的全部 信息供人們分析研究， 一直是科技工作者探索和追求的目標(biāo)。
利用中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局所提供的專(zhuān)利檢索系統(tǒng)對(duì)該類(lèi)發(fā)明進(jìn)行全面
檢索，獲得專(zhuān)利文獻(xiàn)如下
1. 電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置(公開(kāi)號(hào)CN2033530
公開(kāi)日1989.03.01)，該實(shí)用新型把原來(lái) 的用手動(dòng)切割磁力線，改變成重力作用切割磁力線，并用雙軌道、滾棒和電表組成閉合電路， 把永磁鐵改成電磁鐵。該裝置只能看到電表指針的擺動(dòng)，無(wú)法驗(yàn)證電磁感應(yīng)現(xiàn)象所涉及的各 物理量之間的量化關(guān)系。
2. —種新型電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)器具(公開(kāi)號(hào)CN253587
公開(kāi)日2003.02.12),它主要包 括一個(gè)與電動(dòng)機(jī)相連的機(jī)座一個(gè)與所述機(jī)座相連可轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓盤(pán)，還有一個(gè)與所述機(jī)座相 連的轉(zhuǎn)動(dòng)支架，在所述的轉(zhuǎn)動(dòng)支架上安裝有上、下磁鐵。該實(shí)用新型驗(yàn)證的是電磁阻尼作用。
3. 電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置(公開(kāi)號(hào)CN268601
公開(kāi)日2005. 03. 16)，該實(shí)用新型由U型 磁鐵、線圈、支架、底板、電流表構(gòu)成。移動(dòng)支架、線圈切割磁力線，電流表顯示電流。仍 無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定電磁感應(yīng)現(xiàn)象之間的量化關(guān)系。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以獲得并記錄電磁感應(yīng)過(guò)程的全部信息供人 們分析研究的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
圓柱形永久磁鐵在重力作用下穿過(guò)固定在專(zhuān)用支架上且直立的導(dǎo)管自由下落至磁鐵吸附 墊；固定在導(dǎo)管外的兩個(gè)多抽頭感應(yīng)線圈把圓柱形永久磁鐵經(jīng)過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的全 部變化過(guò)程傳給數(shù)字存儲(chǔ)示波器的兩個(gè)通道供其顯示并儲(chǔ)存。
本實(shí)用新型所使用的專(zhuān)用支架是中空結(jié)構(gòu)，可以保證圓柱形永久磁鐵穿過(guò)基座下落至地 面；三個(gè)地腳螺絲用于調(diào)節(jié)導(dǎo)管的垂直；固定導(dǎo)管的套管外面采用焊接方法加裝兩個(gè)緊固圈， 緊固圈上面設(shè)有緊固螺絲和圓柱形橡膠墊。
本實(shí)用新型所使用的多抽頭感應(yīng)線圈，采用了單根漆包線在骨架的線槽內(nèi)纏繞并在相等
匝數(shù)處抽頭的繞制方法，各抽頭通過(guò)骨架上的穿線槽繞到接線盤(pán)的下面焊接在探針上。接線 盤(pán)的上表面噴涂或印制線圈符號(hào)和數(shù)字，與骨架采用熱熔膠膠合或螺絲固定的方法合為一體。 為了可以上下拉動(dòng)多抽頭感應(yīng)線圈，骨架還配有圓柱形橡膠墊和摩擦力調(diào)節(jié)螺絲。
本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可以在量化研究法拉第電磁感應(yīng)定律 和楞次定律的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重力、磁力等物理量的測(cè)量。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 圖l是本實(shí)用新型電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置專(zhuān)用支架的結(jié)構(gòu)示意圖3是本實(shí)用新型電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置多抽頭感應(yīng)線圈結(jié)構(gòu)示意圖4是圖3所示多抽頭感應(yīng)線圈骨架示意圖5是圖3所示多抽頭感應(yīng)線圈接線盤(pán)示意圖。
具體實(shí)施方式
在


圖1所示的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置中，圓柱形永久磁鐵1在重力作用下穿過(guò)固定在專(zhuān)
用支架4上且直立的導(dǎo)管3自由下落至磁鐵吸附墊5。設(shè)置在導(dǎo)管3外的兩個(gè)多抽頭感應(yīng)線 圈2把圓柱形永久磁鐵1經(jīng)過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的全部變化過(guò)程傳給數(shù)字存儲(chǔ)示波器6 的兩個(gè)通道供其顯示并儲(chǔ)存。導(dǎo)管3根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不同選用玻璃管、銅管、鋁管或不銹鋼 管，導(dǎo)管3的外徑為15毫米，內(nèi)徑為12毫米，長(zhǎng)度為1一1.5米，便于不同高度的人操作。 圓柱形永久磁鐵1的直徑為10毫米，長(zhǎng)度為10 — 20毫米，太長(zhǎng)會(huì)使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正負(fù)交替處 產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間零信號(hào)。專(zhuān)用支架4下面放置的磁鐵吸附墊5由橡膠和鐵板粘合而成，其作用是 使圓柱形永久磁鐵1實(shí)現(xiàn)"軟著陸"。
圖2是本實(shí)用新型電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置專(zhuān)用支架的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型所使用的 專(zhuān)用支架4是中空結(jié)構(gòu)，可以保證圓柱形永久磁鐵1穿過(guò)基座12下落至地面。基座12采用 銅質(zhì)或鋁質(zhì)材料澆注而成，套管7采用和基座12—樣的材料，便于焊接。套管7的內(nèi)徑略大 于導(dǎo)管3的外徑，以便于更換導(dǎo)管3。三個(gè)地腳螺絲9用于調(diào)節(jié)導(dǎo)管3的垂直。在套管7上 預(yù)先加工兩個(gè)孔，其直徑大于緊固圈8的螺絲孔，兩部件套裝后使兩孔同心，采用焊接方法 組合。緊固圈8上面設(shè)有緊固螺絲10和圓柱形橡膠墊11，以免緊固壓力過(guò)大而損壞插入的 導(dǎo)管3。
圖3是本實(shí)用新型電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置多抽頭感應(yīng)線圈結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型所使 用的多抽頭感應(yīng)線圈2采用了單根漆包線13在骨架16的線槽20內(nèi)纏繞并在相等匝數(shù)處抽頭 的繞制方法，實(shí)驗(yàn)證明每隔10匝抽頭效果較好，既可以在數(shù)字存儲(chǔ)示波器6上獲得理想波形, 又不會(huì)使總匝數(shù)過(guò)多。線槽20越窄，漆包線13越細(xì)，測(cè)量結(jié)果越精確，但是對(duì)工藝要求也 越高，所以線槽20的寬度在1一2毫米之間，漆包線13的直徑在0. 1-0.2毫米之間，可以保 證每10匝剛好布滿(mǎn)一層，便于在邊緣處抽頭。各抽頭通過(guò)骨架16上的穿線槽21繞到接線盤(pán) 15的下面焊接在探針14上，此方法可以保護(hù)極細(xì)的漆包線13不易在頻繁的使用中被拉斷。 接線盤(pán)15與骨架16釆用熱熔膠17膠合或螺絲固定的方法合為一體，骨架16預(yù)留了膠合槽
22，熱熔膠17灌入膠合槽22和穿線槽21后，可以保證接線盤(pán)15不松動(dòng)。為了可以上下移 動(dòng)多抽頭感應(yīng)線圈2，骨架16還開(kāi)有三個(gè)螺絲孔，可根據(jù)摩擦力的需求配備圓柱形橡膠墊19 和摩擦力調(diào)節(jié)螺絲18。本實(shí)用新型為了清楚地說(shuō)明該裝置的使用方法，采用了兩個(gè)多抽頭感 應(yīng)線圈2，對(duì)于采用單個(gè)或多個(gè)多抽頭感應(yīng)線圈2的裝置均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
圖4是圖3所示多抽頭感應(yīng)線圈骨架示意圖。骨架16可以采用有機(jī)玻璃或塑料經(jīng)車(chē)床加 工而成，骨架16內(nèi)徑略大于導(dǎo)管3的外徑。骨架16上的穿線槽21可以采用刀口寬度為2毫 米的平口或半圓口鑿子加工。
圖5是圖3所示多抽頭感應(yīng)線圈接線盤(pán)示意圖。該接線盤(pán)15由覆銅板制成且為圓環(huán)形狀， 其下表面八個(gè)面積較大的獨(dú)立導(dǎo)電區(qū)域(見(jiàn)(a)圖)，分別連接多抽頭感應(yīng)線圈2的各個(gè)抽 頭，同時(shí)起著固定探針14的作用。接線盤(pán)15的上表面噴涂或印制線圈符號(hào)和數(shù)字(見(jiàn)(b) 圖)。數(shù)字存儲(chǔ)示波器6信號(hào)線末端鱷魚(yú)夾夾在探針14上，所以探針14要有一定的硬度和直 徑，可采用成品接插件內(nèi)的插針替代。
權(quán)利要求1.一種電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，它包括磁鐵和線圈，其特征在于所述磁鐵是圓柱形永久磁鐵(1)，而所述線圈是多抽頭感應(yīng)線圈(2)；圓柱形永久磁鐵(1)在重力作用下穿過(guò)固定在專(zhuān)用支架(4)上且直立的導(dǎo)管(3)自由下落至磁鐵吸附墊(5)；設(shè)置在導(dǎo)管外且可以上下移動(dòng)的兩個(gè)多抽頭感應(yīng)線圈(2)把圓柱形永久磁鐵(1)經(jīng)過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的全部變化過(guò)程傳給數(shù)字存儲(chǔ)示波器(6)的兩個(gè)通道供其顯示并儲(chǔ)存。
2. 按照權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述專(zhuān)用支架(4)采 用中空結(jié)構(gòu)，使圓柱形永久磁鐵(1)可以穿過(guò)基座(12)下落至地面；三個(gè)地腳螺絲(9)用于調(diào)節(jié)導(dǎo)管(3)的垂直；固定導(dǎo)管(3)的套管(7)外面加裝兩個(gè)緊固圈(8)，緊固圈(8) 上面設(shè)有緊固螺絲(10)和圓柱形橡膠墊(11)。
3. 按照權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述多抽頭感應(yīng)線圈(2)由骨架(16)、漆包線(13)、接線盤(pán)(15)、探針(14)、圓柱形橡膠墊(19)和摩擦力調(diào)節(jié) 螺絲(18)組成。
4. 按照權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述圓柱形永久磁鐵(l)的直徑為10毫米，長(zhǎng)度為10—20毫米。
5. 按照權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述導(dǎo)管(3)的外徑 為15毫米，內(nèi)徑為12毫米，長(zhǎng)度為1一1.5米。
6. 按照權(quán)利要求1或3所述的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述多抽頭感應(yīng)線圈(2)使用的骨架(16)之線槽(20)的寬度在1一2毫米之間。
7. 按照權(quán)利要求1或3所述的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述多抽頭感應(yīng)線 圈(2)使用的漆包線(13)的直徑在O. 1-0.2毫米之間。
8. 按照權(quán)利要求1或3所述的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述多抽頭感應(yīng)線 圈(2)的各抽頭之間的間隔匝數(shù)為10匝。
9. 按照權(quán)利要求1或3所述的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述多抽頭感應(yīng)線 圈(2)使用的接線盤(pán)(15)是圓環(huán)形狀，上表面噴涂或印制線圈符號(hào)和數(shù)字。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可以獲得并記錄電磁感應(yīng)過(guò)程的全部信息供人們分析研究的電磁感應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置使用的圓柱形永久磁鐵(1)在重力作用下穿過(guò)固定在專(zhuān)用支架(4)上且直立的導(dǎo)管(3)自由下落至磁鐵吸附墊(5)；設(shè)置在導(dǎo)管外且可以上下移動(dòng)的兩個(gè)多抽頭感應(yīng)線圈(2)把圓柱形永久磁鐵(1)經(jīng)過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的全部變化過(guò)程傳給數(shù)字存儲(chǔ)示波器(6)的兩個(gè)通道供其顯示并儲(chǔ)存。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，在量化研究法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)重力、磁力等物理量的測(cè)量。
文檔編號(hào)G09B23/18GK201057574SQ20062017316
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者張愛(ài)軍 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)