一種靜電動力機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型專利涉及演示靜電驅(qū)動的實驗儀器，屬于物理教學實驗儀器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在大學物理課中，靜電是一個重要的內(nèi)容，靜電感應(yīng)的應(yīng)用更是大家關(guān)注的內(nèi)容。多年來，為幫助學生正確理解此概念和應(yīng)用靜電感應(yīng)，配合教學設(shè)置的一些演示實驗，如靜電跳球?qū)嶒?，靜電擺球?qū)嶒?，靜電滾筒實驗，靜電吹風，以及本專利發(fā)明人設(shè)計的垢塊靜電跳球?qū)嶒瀮x等，現(xiàn)有靜電演示裝置雖然在一定程度上解決了一些需要，但缺少對靜電動力演示實驗的進一步開拓創(chuàng)新，作為動力機方面，目前見到的演示動力機主要包括:熱機、電動機、駐波馬達等動力機，這些具有其獨特的優(yōu)勢與局限，缺少有效實現(xiàn)靜電動力機方面的設(shè)計與裝置，如何實現(xiàn)靜電動力機且產(chǎn)生較大的驅(qū)動轉(zhuǎn)輪的力矩，本專利就要解決這個問題。
[0003]參考文獻:
[0004]梁法庫等.一種有趣的石蠟火焰垢塊靜電跳球?qū)嶒炁c分析[J]《大學物理》2015.4
[0005]王飛.靜電動力機[ZL]CN1941594，公布日:2007.04.04
[0006]朱賀，李曉紅.一種感應(yīng)啟電機式靜電擺球[ZL] CN201927254U，公布日2011.08.10
[0007]梁法庫等.一種內(nèi)置石蠟火焰垢塊的靜電跳球?qū)嶒瀮x[ZL] CN103606326A，2014.02.26

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型專利是解決課堂或課下用的靜電動力機，著重通過若干金屬導(dǎo)體板在靜電力驅(qū)動與杠桿原理結(jié)合由運動轉(zhuǎn)換桿來驅(qū)動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動的裝置。
[0009]本實用新型專利技術(shù)方案:一種靜電動力機，主要由電極板、擺動板、高壓靜電電源、轉(zhuǎn)輪、運動轉(zhuǎn)換桿構(gòu)成，其特征是:電極板包括若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板，所述若干偶數(shù)N塊不少于4塊，并兩輛金屬導(dǎo)體平板在同一平面內(nèi)以塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸為對稱軸等分垂直于塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸的圓平面，也就是電極板中相鄰金屬導(dǎo)體平板夾角均為360° /N，電極板垂直并固定于高密度絕緣板上；所述擺動板是由表面光滑材料相同大小相同與電極板所包括若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板數(shù)相同，擺動板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板相鄰金屬導(dǎo)體平板夾角均為360° /N，所述擺動板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板之間彼此絕緣且通過直金屬擺動桿兩輛對稱連接在塑料轉(zhuǎn)盤上固定，并與直金屬擺動桿及塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸在同一垂直于高密度絕緣板的平面內(nèi)；所述電極板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板與擺動板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板交替分布，再用帶絕緣皮的連接導(dǎo)線附于高密度絕緣板表面連接電極板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板，分別與高壓靜電電源兩極端通過雙刀開關(guān)連接實現(xiàn)電極板中相鄰金屬導(dǎo)體平板帶異號電荷；所述塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸穿過塑料轉(zhuǎn)盤的光滑中心孔，塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸垂直固定在高密度絕緣板上，轉(zhuǎn)輪上有光滑的中心孔和轉(zhuǎn)輪運動轉(zhuǎn)換軸，轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸穿過轉(zhuǎn)輪中心孔，轉(zhuǎn)輪繞轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸可以自由轉(zhuǎn)動，所述運動轉(zhuǎn)換桿是兩端帶有光滑金屬環(huán)的直桿，運動轉(zhuǎn)換桿兩端金屬環(huán)分別套在塑料轉(zhuǎn)盤上的擺動軸與轉(zhuǎn)輪運動轉(zhuǎn)換軸上，塑料轉(zhuǎn)盤上的擺動軸、轉(zhuǎn)輪運動轉(zhuǎn)換軸及轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸互相平行；所述轉(zhuǎn)輪運動轉(zhuǎn)換軸及轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸間距由在轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動過程中，擺動板中的若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板分別剛好能接觸電極板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板來確定，演示時候，先將擺動板中的若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板分別剛好能接觸電極板，再啟動電源開關(guān)供電，或者先啟動電源供電再給轉(zhuǎn)輪一個初轉(zhuǎn)速度，轉(zhuǎn)輪就隨之定向轉(zhuǎn)動了。
[0010]本實用新型專利產(chǎn)生的思想，是本專利發(fā)明人在研制內(nèi)置石蠟灰垢靜電跳球?qū)嶒瀮x過程中，看到靜電作用下跳躍的球，就想可否把靜電跳球像內(nèi)燃機氣缸活塞一樣驅(qū)動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，最初試驗結(jié)合靜電跳球和靜電擺球?qū)嶒炗汕蝮w引出轉(zhuǎn)換桿驅(qū)動轉(zhuǎn)輪，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓很高時驅(qū)動力仍然不能驅(qū)動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，而且電壓較高時球體還未移動就在兩極之間放電了，為增大靜電力把跳球改換成導(dǎo)體平板，也是未能實現(xiàn)，驅(qū)動力不足，電極板之間容易先放電，多次試驗未獲得成功，便改用靜電滾筒實驗和靜電吹風的方法試驗，即主要靠增大局部(高壓針尖)場強產(chǎn)生驅(qū)動力，是需要一排高壓針尖且電壓很高尖端場強很大，易與周圍放電，靜電壓在I萬伏附近也未能產(chǎn)生明顯的驅(qū)動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，就想可否在正負電極板間距(極板間靜電壓未達到放電電壓)一定時，用增大電極板與擺動板(光滑金屬平板)面積結(jié)合杠桿原理增大轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動力矩方法，經(jīng)過多次試驗獲得成功。
[0011]本實用新型專利與現(xiàn)有技術(shù)方法顯著不同，有益之處在于:正負電極板間距與電壓一定時擺動板面積越大帶的電荷量也越多，受到靜電作用力也越大，擺動板擺動過程動力強勁接近恒力輸出，因若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板(正負電極板)與擺動板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板均為軸對稱分布在塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸兩側(cè)除了能產(chǎn)生同向驅(qū)動力矩，還能使裝置在任意傾斜角度放置不影響工作，通過擺動桿可以獲得對轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的驅(qū)動力矩增大，由運動轉(zhuǎn)換桿輸出動力更易驅(qū)動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，這種動力機是制造成本低、運行成本低和無污染的，易于制作、結(jié)構(gòu)簡明，效果明顯，在課堂教學中會增加更多的教育功能?？捎脕砣〈蚧パa現(xiàn)有的熱機及電動機(安培力，磁場對電流的作用力)等，是一項很有意義具有開拓前景的工作。
【附圖說明】
[0012]附圖1為本實用新型專利的俯視示意圖
[0013]附圖2為本實用新型專利的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]其中:(1)電極板，⑵擺動板，(3)高壓靜電電源，⑷轉(zhuǎn)輪，(5)高密度絕緣板，
(6)塑料轉(zhuǎn)盤，(6-1)塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸，(7)塑料轉(zhuǎn)盤上的擺動軸，(8)運動轉(zhuǎn)換桿，(9)轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸，(10)轉(zhuǎn)輪運動轉(zhuǎn)換軸，(11)擺動桿，(12)連接導(dǎo)線，(13)正極導(dǎo)體環(huán)，(14)負極導(dǎo)體環(huán)
【具體實施方式】
[0015]以電極板數(shù)N = 6為例作為進一步具體實施說明
[0016]如附圖1與附圖2:—種靜電動力機，主要由電極板(I)、擺動板(2)、高壓靜電電源(3)、轉(zhuǎn)輪(4)、運動轉(zhuǎn)換桿⑶構(gòu)成，其特征是:所述電極板⑴包括金屬導(dǎo)體平板a與金屬導(dǎo)體平板a:、金屬導(dǎo)體平板b與金屬導(dǎo)體平板匕及金屬導(dǎo)體平板g與金屬導(dǎo)體平板gl，所述金屬導(dǎo)體平板a與金屬導(dǎo)體平板、金屬導(dǎo)體平板b與金屬導(dǎo)體平板h及金屬導(dǎo)體平板g與金屬導(dǎo)體平板&分別平行并以塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸(6-1)為對稱軸等分垂直于塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)