CN101359433A - 多功能电磁脉冲实验仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多功能电磁脉冲实验仪,它包含两个稳压电源等组成的宽范围可调直流电源、多频率直读且超低频可调的脉冲频率控制器、被脉冲频率控制器调制的高压发生器、高压电表、可活动式实验组件、脉冲开关信号输出插口,在仪器顶部搭建了一个防高压放电外壳的实验平台,在上面安装可活动式实验组件,还有一个可调式电磁铁。它既可以输出恒稳的高压直流电,又可以输出频率和脉宽可调的脉冲高压电,还可以输出脉冲磁场或给其他各类电磁铁提供独立的脉冲开关信号。它可高效、方便地做许多高压静电实验和生物物理、医学等领域的实验,为高校教学和科研提供了一种功能全、使用方便、成本低、很实用的仪器。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁学实验仪器,尤其指一种多功能电磁脉冲实验仪。
背景技术
在大学物理教学过程中,通常要做一些高压静电的实验,以加深学生对理论的理解和记忆。公知的高压静电实验装置通常由一个高压电发生器,将220伏的交流市电转换成恒定的上万伏的高压直流电,再将高压直流电引出,再配合一些配件在高压静电发生器以外的地方进行高压静电的实验。例如辽宁石油化工大学的一项名称为《一种小型静电高压供电与测试装置》的中国专利(专利号03243505.3,授权公告号CN2619407Y),就公开了一种高压静电实验装置。公知的高压静电实验装置有下述一些缺陷:1、功能单一只能做恒稳静电现象的实验;2、由于输出的直流高压是连续恒定的,在做静电实验过程中消耗的电功率比较大,对高压电的功率输出部分及稳压电源的性能有较高的要求;3、输出的直流高压不能大幅度地调节,限制了实验内容或者实验项目的扩展;4、在做实验时以大地为接地线,既不安全又不方便。生物物理学是一门很有发展前景的学科,它有一个重要研究领域就是利用电或磁的物理量作用于生物体组织或生物体,研究其增产、防疫、治疗疾病、育种的高品质改良等方面的数据,这就需要一种电磁脉冲实验仪器,但是目前还没有公知的这种实验仪器。
发明内容
本发明的目的是提供一种既可以恒定直流高压输出,又可以脉冲直流高压输出,并且直流高压的脉冲频率和电压可以大范围地调节和直接读出,带有可活动式实验组件的功能全、成本低的电磁脉冲实验仪。它不仅可以方便地进行众多静电现象的实验,还可以进行生物物理、医学等领域的电或磁脉冲刺激生物体组织或生物体等的科学研究实验。
为了达到上述目的,本发明包含直流电源,高压发生器,脉冲频率控制器,脉冲频率控制器的一个继电器开关通过双掷开关串联在高压振荡电路和高压发生器的功率输出电路之间,高压发生器的输出端固定在防高压放电外壳的绝缘板上并与高压发生器的引出端相连,防高压放电外壳的上表面可安装可活动式实验组件,高压发生器的地线接防高压放电外壳的金属部分。如果在高压侧接高压电显示电压表,还应把高压降压电阻的一端接高压发生器的引出端,另一端与高压电显示电压表串联后接地。
可活动式实验组件之一由两个表面带有绝缘材料的平行金属板构成,接地侧的金属板即接地电极竖直固定在一个可活动金属板上,并且两者电连接;高压侧的金属板即高压电极接高压发生器的输出端子。可活动式实验组件之二由两个可演示静电力的弹性金属板组合而成,其中一个是较薄的弹性磷铜片。可活动式实验组件之三是由接地的金属板和高压尖端放电组件组合而成。可活动式实验组件之四是在两个平行金属板之间安装一个单摆,单摆的支架可拆式安装在可活动金属板上,单摆的支架用伸缩拉杆制作。可活动式实验组件之五为高压电极的表面挂有可演示电力线分布的电力线分布演示版。
为了方便地调节高压脉冲频率、降低成本、提高可靠性,将脉冲频率控制器的频率控制端子的一端与波段开关的滑动端相连接,另一端与脉冲频率控制电容的公共连接端相连接。为了宽范围调节直流高压并且使输出频率和高压稳定,将直流电源由第一级直流稳压电源和第二级可调直流稳压电源组合而成,第二级可调直流稳压电源串联在第一级直流稳压电源和高压发生器的功率输出电路之间,并且还把第二级可调直流稳压电源设置成由串联稳压电源和二极管降压电路串联构成,二极管降压电路由多个二极管正向串联后再与开关并联而成,这样可使直流高压电压值进一步调低到180伏以下(增加二极管的正串联数量可进一步降低电压值)。为了实现磁脉冲的实验内容,给电磁铁提供一个脉冲频率可调、脉冲宽度可选的开关信号,脉冲频率控制器的另一个继电器开关的中心端与宽脉冲插口及窄脉冲插口的同名端同时相接,常通触头与常断触头分别接宽脉冲插口及窄脉冲插口,这两个插口与实验仪的电路是完全独立的、电相互隔离的,并且可直接通220V市电,允许通过大电流,这就方便了本仪器与其他大功率电磁铁配合使用。为了进行磁脉冲的实验,还带有一个可调式电磁铁,可调式电磁铁的供电电路与电流插头串联,这样,电流插头插入宽脉冲插口或窄脉冲插口后,就可方便地实现磁场不太强的磁脉冲实验。为了可调出极低频率的脉冲信号且不停振、并且宽范围调节脉冲频率,脉冲频率控制器由电视机的场扫描集成电路和外围电路构成。
由于本发明包含直流电源,高压发生器,脉冲频率控制器的一个继电器开关通过双掷开关串联在高压振荡电路和高压发生器的功率输出电路之间,这就使得高压发生器的输出直流高压变成脉冲式,并且可以选择宽脉冲和窄脉冲,在高压尖端放电等静电实验中降低了耗电功率,使同样高压电功率输出情况下,可以选择更强的尖端放电电弧,尖端放电演示实验效果更好,同时也可延长放电时间,为静电实验提供了一种更好的高压源,也满足了生物物理、医学等领域科研的对可调脉冲式高压电输出要求。将脉冲频率控制器的频率控制端子的一端与波段开关的滑动端相连接,另一端与脉冲频率控制电容的公共连接端相连接,可方便地调节高压脉冲频率、降低成本、提高可靠性,并且可直接读出高压脉冲频率。将直流电源由第一级直流稳压电源和第二级可调直流稳压电源组合而成,第二级可调直流稳压电源串联在第一级直流稳压电源和高压发生器的功率输出电路之间,并且还把第二级可调直流稳压电源的结构设置成由串联稳压电源和带短路开关的二极管降压电路串联构成,这就使得直流高压值可在非常宽的范围内调节并且输出幅度稳定。把脉冲频率控制器的另一个继电器开关的中心端与宽脉冲插口及窄脉冲插口的同名端同时相接,常通触头与常断触头分别接宽脉冲插口及窄脉冲插口,这就给电磁铁提供了一个脉冲频率可调、脉冲宽度可选的开关信号,并且两个插口的各触点与整机电路及外壳电绝缘,允许通过的电压高、电流大,可方便地配合本发明的可调式电磁铁或外配大功率电磁铁进行可调频率脉冲磁场的实验。脉冲频率控制器由场扫描集成电路和外围电路构成的电路设计方式,带来了可调出极低频率的脉冲信号且不停振、并且宽范围调节脉冲频率的优点,很好地适应了高压静电实验和生物物理、医学等实验研究的要求。两个表面带有绝缘塑料的平行金属板电极上的绝缘塑料可最大限度地防止两个高低压电极之间的尖端放电现象,可使两个平行金属板之间的距离很近,显著提高两个平行金属板电极之间的电场强度,为强电场的各类实验提供了条件。由于可调式电磁铁的电磁线圈与电磁铁整流器相接,电磁铁整流器的输入端与电流插头串联后直接接220V市电,省去了降压变压器,提高了电磁转换效率,节电并降低成本和重量。
由于本发明将仪器顶部设计成防高压放电外壳,高压电的地线接防高压放电外壳,并在上面放置一个活动金属板,相关实验组件的接地端都为可拆式安装在其上,再加上在高压电极侧的实验组件也是可拆的,就使得实验平台搭建在仪器的顶部成为可能,实验安全方便节省实验用面积,并且可很方便地任意调节实验组件的高压部分和低压部分之间的距离,实现了本仪器的多功能化和实验的方便性,并且节约成本。输出高压电即可恒定不变,也可脉冲式输出,频率脉宽都可调,也为各类用高压电的实验或研究乃至生产领域提供了一种很好的仪器。
附图说明
图1是本发明的电路原理图;
图2是本发明的整体机械结构图;
图3是发明的可活动式实验组件的高压尖端放电组件结构图;
图4是本发明的可调式电磁铁结构图。
具体实施方式
在图1中,220伏交流市电接输入端U1,再通过电源开关K1送入电源变压器B1进行降压,从次级线圈输出端输出的电压U2为19V并且送到第一级直流稳压电源。第一级直流稳压电源首先由四个整流二极管D1、D2、D3、D4组成的桥式整流器整流成直流电,再送到由复合调整三极管T1、T2和取样放大三极管T3等外围元件构成的串联式稳压电路,最后的稳压输出12-15伏左右,并且直接提供给脉冲频率控制器、高压振荡电路以及第二级可调直流稳压电源。第二级可调直流稳压电源由复合调整三极管T5、T4和取样放大三极管T6等外围元件构成,为了得到更低的输出电压,还在其输出端串联有带短路开关K2的二极管降压电路。二极管降压电路可以由一路或者多路正向串联的二极管构成,本实施例为降低成本用的二极管D9、D10、D11、D12、D13、D14全为1N4007,因其额定电流小(1A)所以要两路并联使用,如果用大功率二极管只用一路就可。当把短路开关K2接通以后二极管降压电路不起作用。
三极管T7和外围元件构成变形间歇振荡器,为高压振荡电路提供一个振荡信号,可调电感L5可调节振荡频率。变形间歇振荡器的振荡信号经三极管T8放大后送入变压器B2,经过变压器B2的次级送到继电器J小上的开关JX的中心端上,另两个接点分别与宽脉冲、窄脉冲控制开关K3的两个外侧接点相连,开关K3的中心端接高压功率输出管T9的基极,高压功率输出管T9与外围元件组成高压发生器的功率输出电路,其中二极管D15为保护T9的,L4为防向外辐射电磁波的电感线圈,L3、C37分别为形成功率输出电流的大电感和电容,C36为逆程电容,D16为阻尼二极管,高压变压器B3可将通过其初级绕组的电压大幅度升高,经过高压整流硅堆D18整流后可达到直流最高电压1.7万伏。电容C38和二极管D17组成自举升压电路,可将T9的工作电压提高到27-30多伏。高压振荡电路和高压发生器的功率输出电路构成高压发生器。高压降压电阻R18和指针式电表头串联组成高压电显示电压表KV,也可用数字电表代替,数字表虽然读数直观,但电压脉冲显示不如机械表反应灵敏和直观。高压发生器的高压产生原理与电视机行输出电路是相似的,故不在此详述。
集成电路IC和外围元件构成脉冲频率控制器。其中波段开关K6和接在其固定端的11个电容构成频率控制电路,微调电阻W5可在一定范围内连续调节脉冲频率控制器的振荡频率。微调电阻W3、W4可调节脉冲频率控制器的输出电压幅值。集成电路IC的输出脉冲信号由其1脚输出(从右到左为其1-10脚)的,经过耦合电容C18送到形成脉冲频率控制器的功率输出电流的电感L2上,再与“脉冲、恒定”开关K4串联后与“电脉冲、磁脉冲”拨动开关K5的中心接点相接,K5的两侧接点分别接两个继电器的电磁线圈J小和J大,最后通过保险丝电阻R17接电源正极。用于产生磁脉冲开关信号的继电器J大为功率比较大的,其开关的中心端与宽脉冲插口及窄脉冲插口的同名端同时相接,常通触头与常断触头分别接宽脉冲插口及窄脉冲插口的另两个非地端接点,这就给电磁铁提供了一个脉冲频率可调、脉冲宽度可选的开关信号,并且两个插口的各触点与整机电路及外壳电绝缘。脉冲频率控制器的脉冲信号产生基本原理与电视机的场扫描电路相似,故不在此详述。电阻R19和发光二极管D19构成电源指示电路。
整机的电路工作过程如下:
第一级直流稳压电源输出的稳压直流电给高压振荡电路、脉冲频率控制器、第二级可调直流稳压电源提供稳定的直流工作电压,以保证工作频率稳定、输出电压稳定。脉冲频率控制器产生低频脉冲信号。此时如果把“脉冲/恒定”控制开关K4接通并且“宽脉冲/窄脉冲”控制开关K3、“电脉冲/磁脉冲”控制开关K5全拨向左方,则脉冲频率控制信号通过一个继电器(可用小继电器,因其触点不需要大电流就可)的线圈J小,使其触点开关JX的中心端自动交替接其左右触点,当接到右触点,使高压振荡电路与高压发生器的功率输出电路的信号通路断开,停止高压输出,接左触点时信号接通有高压输出。这就形成了脉冲高压输出。实验证明,如果JX的左触点为常通触点的话,最终输出宽脉冲。如果把K3拨向右侧,则只有JX跳向右触点时才通路,但此时输出窄脉冲。如果把K4断开,则无脉冲信号加到任何一个继电器,输出的高压电场或磁场为非脉冲式。如果把K5拨向右侧,另一个继电器(用大继电器,因要求可通过磁脉冲的大电流)J大的线圈通电其触点JD的中心端自动交替接其左右触点,分别从宽脉冲插口CK1及窄脉冲插口CK2输出开关控制信号,去控制各类电磁铁实现磁脉冲。由于这两个插口在电路上与其他电路完全隔离(并且与外壳也电隔离,因用的是大绝缘骨架的插口),当电流插头2(见图2和图4)插入插口后,故可直接通过电流插口与各类电磁铁的供电电路串联,去控制各类电磁铁实现磁脉冲而不必考虑损坏仪器、漏电等事故,将其串联在电磁铁的高低压电路侧都可以,应用广泛、使用方便。
脉冲高压输出电压的调节是靠调电位器W2来实现的。当需要调出高压时,还应同时把开关K2接通;当需要调出几百伏以下的低压时,还要同时断开K2。实验证明,这种双稳压电源串联电路并配合降压二极管降压的电路结构,可把高压输出调节范围扩展到几百到几万伏。
旋动波段开关K6,可选择11个低频脉冲频率,并且频率数值直接读出,不必再配频率计(实验证明,普通频率计很难测量1HZ以下的脉冲信号的频率),简化了电路,降低了成本,方便了使用。当然,频率数值的设置也可通过改变各个电容数值或调节W5变成其他范围的频率。
整体机械结构图及原理如下:
在图2中,由于机壳是金属的,高压发生器的引出端OUT(见图1)接带一个小夹子的高压发生器的输出端19以及高压降压电阻R18的一端,另一端与高压电显示电压表KV串联后接地。这些高压端部位极易对机壳放电,因此本实施例将金属外壳的顶部左侧开了一个方洞,在方洞上的铁壳边缘固定一个绝缘板20(实验表明用DVD光盘大塑盒就行),就构成了防高压放电外壳3(或者说是带大面积高压绝缘板的机壳的上盖)。把高压发生器的输出端19(它与图1的OUT相通的)从其中央穿出,把高压降压电阻R18安装在绝缘板20上(实验表明,按如图2所示的位置平放入DVD光盘大塑盒内,可更好地解决对外壳放电问题),就很好的解决了上述难题。同时高压电的地线接防高压放电外壳3的金属部分,使得实验平台搭建在仪器的顶部成为可能,实验安全方便、节省实验用面积。防高压放电外壳3的左半部分不应有绝缘漆,可电镀或用铝或不锈钢材料制造。在上面放置一块稍厚(2-3毫米)点的可活动金属板21,其下部也不应有绝缘漆,以保证它与防高压放电外壳3的金属部分良好的点接触,它是作为可方便移动的小接地平台。其上面可拆式固定有可演示静电力的弹性金属板4、单摆支架5、平行金属板电极的接地电极9的支脚17(两者是相互电连接的),为达到可拆式固定的方式,可以把小铁片焊在可活动金属板21的相应部位,小铁片上钻几个小孔就可用螺丝固定相应组件了。单摆支架5可用拉杆天线制作,这样就可以任意伸缩改变单摆的摆长,适应不同的实验要求。为了使单摆能承受比较大的力,单摆支架5与水平杆7之间还应加一个三脚支架6,单摆小球11用极化分子或可被极化分子或金属材料制作,摆线10要用伸缩小的细线,为了精确确定摆角或静止位置,可仿照普通的单摆制一个小型标尺(它和其支架要用绝缘材料制造),并固定在另一个可独立移动的小铁板平台上(方法与前述相似)。防高压放电外壳的上表面可安装其他可活动式实验组件并且尽可能整合在同一块可活动金属板上。平行金属板电极的高压电极13通过导线15与高压发生器的输出端19相连,塑料盒12通过高压侧支脚14固定在底座16上,底座16也是绝缘材料制成的。底座16通过螺丝18可拆式固定在绝缘板20上。平行金属板电极的接地电极9同样也放入一个相同尺寸的塑料盒8中,也粘在内侧。平行金属板电极以及弹性金属板4都可以用很薄的磷铜片制作。实验中,为了获得很强的电场,常要把接地电极9靠近高压电极13,两电极之间很易发生放电现象,但通过实验证明,接地电极9和高压电极13上的塑料盒的存在显著消除了该弊端,使两极距离很近场强很高也不发生高压放电,为强电场实验提供了条件,同时也避免了高压电极13与人体的接触,安全性提高。也可以直接把绝缘材料制在高压电极13的正反两面及侧面上,厚度2-3毫米,而接地电极9则可不带绝缘材料。为了演示平行板电容内部的电力线走向,可另找一块绝缘板,在上面上均匀分布地粘上一些尼龙细线,绝缘板上带个挂钩,就构成电力线分布演示板,将该板挂到高压电极13上的内侧,选择非脉冲高压输出,则这些尼龙细线将形成水平线,从而形象地演示了该情况下电力线的分布情况。
图3所示的是高压尖端放电组件,尖端放电针22通过紧固件24固定在绝缘底座23上,并且与高压引入线25相连,绝缘底座23的地部有两个小孔26,并与绝缘板20上固定的螺丝18相吻合插入。
图4所示的是本实施例的可调式电磁铁结构图,电源插头27可直接接220市电,如果此时电流插头2已经插入图1、图2所示的宽脉冲插口CK1或窄脉冲插口CK2,并且任一个插口正处于接通状态,则电磁铁整流器28把220交流市电直接整流成直流电压,送入电磁铁线圈29,从而在铁芯30中产生磁场,可调铁芯33置于厚钢板制成的夹板32的上部(前后各有一片),拧松紧固件34可调节可调铁芯33的左右位置,从而使得由可调铁芯33的左端面与铁芯30右侧上端内侧形成的磁场强度可调。由于此情况下电磁铁线圈29通入的是直流电,其感抗为零,因此比普通变压器的线径要细、圈数要多,设计的通过电流一定要小于电磁铁线圈29的漆包线能承受的额定电流。由于是直流磁场,几乎没有涡流损耗,可直接用整块的软磁铁材料制作铁芯,用硅钢片也可。铁芯紧固螺丝31有紧固夹板32和铁芯的作用。可调式电磁铁可安装在一个独立的机壳内,铁芯的上半部分最好露出机壳或制个可随时打开的上盖,以方便进行磁场调节和实验。磁场强度可用普通特斯拉计测量。电磁铁整流器28也可用其他类型的整流器。
本实施例的机械工作过程是这样的:按图2画的状态,且高压选择非脉冲模式,则可做单摆小球11在电场中受力的运动规律研究实验,也可借此研究电场或电压参数,也即用力学的方法测量电学量,可作综合电学、力学知识的综合性实验,有利于培养学生能力;如果把单摆拆下,在两平行板电极之间放入生物组织或生物整体或肢体,选择不同的高压值及脉冲频率和脉冲宽度,可做生物物理、医学的电场刺激研究实验;如果把可活动金属板21水平转180度,则此时弹性金属板4正对着高压电极13,选择高压电脉冲频率1HZ左右,可看到弹性金属板4间歇地对着高压电极13摆动,可演示电场力的存在,选不同的高压脉冲频率摆动频率也随之而变;如果把底座16从绝缘板20上拆下,换上图3所示的高压尖端放电组件,可看到尖端放电针22对弹性金属板4放电弧,由于可选择1HZ以下的低频高压脉冲,使平均功耗大为降低,可允许长时间观看尖端放电现象并允许强电弧,提高了演示效果。
如果把电流插头2插入宽脉冲插口CK1或窄脉冲插口CK2(见图1、图2),则可调电磁铁的恒磁场就变成脉冲磁场,其频率、脉宽、强度都可以方便地调节。如果把电流插头的两根接线与其他各类电磁铁的供电线路串联,同样可达到上述效果。
如果把高压电极13上的塑料盒12去掉(也可单独再做一个不带塑料盒的类似结构的高压电极,但此时应用较厚的金属板以防止平放时变形,其上侧和侧面最好带绝缘层,或者干脆把高压电极13右侧的绝缘塑料改成可拆装式的),并整体向左侧倒下,并在它和机壳上表面之间放一个绝缘透明支架(高压电极13右侧的绝缘塑料改成可拆装式的结构可不用支架了,此时只要将高压电极的可拆塑料层拆下,把不带绝缘层侧向下放就可以),使高压电极13和机壳上表面之间平行并靠近,上下形成的孔隙间放进一些很薄的小铝片(铝箔最好),选择非脉冲高压电场模式,可发现小铝片上下不停的在运动(因小铝片在底部带的是负电荷,被高压电极吸引上去后在高压电极上又带上了正电荷,又被吸下来,如此反复不停地上下往复运动),就可以演示电荷的传递和吸引现象。
本发明还可以作为高压电压表使用,见图2,此时只要关闭电源开关K1,把高压发生器的输出端19夹上一根导线作为高压测量电压表的正极,另一根导线的一端压在可活动金属板21与防高压放电外壳3之间作为负极就可。因此时的高压整流硅堆D18反相截止(见图1),不影响测量。
本实施例的元件参数如下:
电源变压器B1用次级电压18-23伏、功率50W左右的。变压器B2可用电视机用的同类变压器即可。高压变压器B3可用电视机的行输出变压器代替。三极管T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9型号分别为3DD303、3DG12、3D66、3DD15、3DD15、C9013、3DG6A、3DG12A、DD03C。二极管D1、D2、D3、D4、D6、D7、D8、D9、D11、D12、D13、D14全用1N4007。稳压二极管D5用2CW14。二极管D15、D16、D17分别为2AP4S、2CN3E、2CN4D,电磁铁整流器28的4个二极管全用1N4007(也可用额定电流更大的,视电磁铁电流而定)。高压整流硅堆D18要用耐压18KV以上的。电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16、R17、R19的阻值分别为2.7、0.2、0.5、1、1、0.5、0.5、0,5、27、4.7、8.2、0.27、4.3、0.027、0.18、0.0006、2KΩ。可变电阻R12阻值为100K的,高压降压电阻R18阻值为500-1000MΩ且长体的。电位器W1、W2、W3、W4、W5的阻值分别为1、4.7、4.7、47、47KΩ。电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35、C36、C37、C38的电容值分别为0.01、0.01、0.01、0.01、4700、1、47、1000、470、100、100、220、4.7、0.01、47、0.047、10、2200、0.1、470、220、100、33、22、14.7、10、4.7、3.3、2.2、1、220、4.7、0.015、0.082、0.1、0.022、2.5、220μf。两个继电器都是用6V工作电压的,其中小继电器J小和大继电器J大的触点开关JX、JD的额定电流分别为3、10A。电源开关K1用大拨动开关,其他开关都用小拨动开关就可。波段开关K6可用普通单层或双层11位波段开关。高压电显示电压表KV可用满偏电流50-100微安的表头,其显示电压值应为电流值乘以高压降压电阻R18的阻值,可直接把高压刻度标到表的刻度盘上以方便读数。电流插头2、宽脉冲插口CK1及窄脉冲插口CK2可用市售双声道大话筒插头和插口代替,但插口的骨架必须是绝缘的。为了仪器的保护,可在电源变压器B1的输入端再串联一个0.75A的保险丝。可调电感L5可用电视机行扫描同类电感。电感L2、L3可用电视机的行场偏转线圈代替。电感线圈L1、L4用直径1.3毫米的铜漆包线绕在直径6毫米的圆棒上10匝后脱胎而成。
本发明可以做许多变化,例如:为了提高高压到2-5万伏以上,可提高电源电路及后继相应电路的工作电压,电源可用开关电源,相应元器件也应更换成规格更高的;如果要求高压输出的电流很小而电压很高,则可以在高压变压器B3(见图1)后面增加多倍压升压电路,倍压整流二极管要用耐压足够的硅堆,升压电容也可多个等值的串联使用以提高耐压,为了防止对机壳放电,多倍压升压电路也要放在一个高绝缘塑料盒内并安装在绝缘板20(见图2)的内侧,但由于升压电容的存在使得只可输出恒定或频率不高的高压脉冲;高压电显示电压表的电流信号也可取自高压变压器B3的一个独立低压绕组再整流后而得到,此时省去了高压降压电阻R18,但这种方式显示的高压不够准确,也失去了测机外高压的功能;相关的电路做一些相应变化后,继电器也可用晶闸管代替;振荡器的电路类型也可变化;也可再增加频率计,但此时为了实现频率微调,可把脉冲频率控制器的频率控制电位器(例如W5)安装在仪器面板上,以方便频率微调;高压显示电压表也可换成数字电压表;在单摆组件中也可再增加各类传感器等部分组件等等。但是这些变化使有的性能有所降低,有的成本大幅度提高。
Claims (10)
1、一种多功能电磁脉冲实验仪,包含直流电源,高压发生器,其特征在于脉冲频率控制器的一个继电器开关通过双掷开关串联在高压振荡电路和高压发生器的功率输出电路之间,高压发生器的输出端固定在防高压放电外壳的绝缘板上并与高压发生器的引出端相连,防高压放电外壳的上表面安装有可活动式实验组件,高压发生器的地线接防高压放电外壳的金属部分。
2、按权利要求1所述的多功能电磁脉冲实验仪,其特征在于可活动式实验组件由两个表面带有绝缘材料的平行金属板电极构成,平行金属板电极的接地电极竖直固定和电连接在一个可活动金属板上,高压电极接高压发生器的输出端子。
3、按权利要求1所述的多功能电磁脉冲实验仪,其特征在于可活动式实验组件由两个可演示静电力的弹性金属板组合而成。
4、按权利要求1所述的多功能电磁脉冲实验仪,其特征在于可活动式实验组件是由金属板和高压尖端放电组件组合而成。
5、按权利要求1所述的多功能电磁脉冲实验仪,其特征在于可活动式实验组件是由两个平行金属板和一个可拆式单摆组合而成,单摆的支架可拆式安装在可活动金属板上,单摆的支架用伸缩拉杆制作。
6、按权利要求1所述的多功能电磁脉冲实验仪,其特征在于脉冲频率控制器的频率控制端子的一端与波段开关的滑动端相连,另一端与脉冲频率控制电容的公共连接端相连。
7、按权利要求1所述的多功能电磁脉冲实验仪,其特征在于直流电源由第一级直流稳压电源和第二级可调直流稳压电源组合而成,第二级可调直流稳压电源串联在第一级直流稳压电源和高压发生器的功率输出电路之间。
8、按权利要求1所述的多功能电磁脉冲实验仪,其特征在于脉冲频率控制器的另一个继电器开关的中心端与宽脉冲插口及窄脉冲插口的同名端同时相接,常通触头与常断触头分别接宽脉冲插口及窄脉冲插口。
9、按权利要求1所述的多功能电磁脉冲实验仪,其特征在于还带有一个可调式电磁铁,可调式电磁铁的电磁线圈与电磁铁整流器相接,电磁铁整流器的输入端与电流插头串联后直接与220V市电相接。
10、按权利要求1所述的多功能电磁脉冲实验仪,其特征在于脉冲频率控制器由场扫描集成电路和外围电路构成。
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