CN107424492A - 一种用于物理教学的手摇式发电机模型 - Google Patents

一种用于物理教学的手摇式发电机模型 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于物理教学的手摇式发电机模型，包括底板，所述底板上固定有手摇转动装置和从动转动装置，所述主动转轮与从动转轮通过皮带连接，所述底板上且位于第二转轴两侧设有磁铁固定架，所述磁铁固定架上设有S极磁铁和N极磁铁，所述第二转轴上且位于S极磁铁和N极磁铁间设有线圈，所述第二转轴上且位于线圈和第二转轴支架间设有铜圈，所述底板上且位于铜圈两侧设有电刷，所述电刷上端与铜圈接触，所述底板上且位于电刷一侧设有电流表、灯座和控制盒，所述灯座上设有LED变色灯，所述控制盒上设有扬声器，所述控制盒内设有微型控制器和电池节。本发明的有益效果是，结构简单，实用性强。

Description

一种用于物理教学的手摇式发电机模型
技术领域
本发明涉及物理教学用具技术领域，特别是一种用于物理教学的手摇式发电机模型。
背景技术
在物理教学时，为了使学生更好的理解发电原理，通常需要手摇式发电机现场教学，但现有的适用于教学的手摇发电机在演示过程中不够形象、直观，演示教学的效果不佳，教师不能直观的向学生讲述发电机的原理以及怎么将机械能转换为电能，大大的影响了教学质量跟教学进度，使学生不能很好地学习发电机的工作原理，无法激发起学生强烈的学习兴趣。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种用于物理教学的手摇式发电机模型。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种用于物理教学的手摇式发电机模型，包括底板，所述底板上固定有手摇转动装置，所述手摇转动装置由固定在底板上的主动转轮支架、嵌装在主动转轮支架上端的第一轴承、插装在第一轴承内的第一转轴、与第一转轴另一端固定连接的主动转轮共同构成，所述底板且位于手摇转动装置一侧设有从动转动装置，所述从动转动装置由固定在底板上的从动转轮支架、嵌装在从动转轮支架上端的第二轴承、穿插在第二轴承内的第二转轴、与第二转轴一端固定连接的从动转轮共同构成，所述主动转轮与从动转轮通过皮带连接，所述底板上且位于第二转轴另一端处设有第二转轴支架，所述第二转轴支架上端嵌装有第三轴承，所述第二转轴插装在第三轴承内且由第二转轴支架支撑，所述底板上且位于第二转轴两侧设有磁铁固定架，所述磁铁固定架上设有位于第二转轴一侧的S极磁铁和位于第二转轴另一侧N极磁铁，所述第二转轴上且位于S极磁铁和N极磁铁间设有线圈，所述第二转轴上且位于线圈和第二转轴支架间设有铜圈，所述底板上且位于铜圈两侧设有电刷，所述电刷上端与铜圈接触，所述电刷的下端设有两个接线柱，所述接线柱上接有导线，所述底板上且位于电刷一侧设有电流表、灯座和控制盒，所述导线分别与电流表、灯座和控制盒连接，所述灯座上设有LED变色灯，所述控制盒上设有扬声器，所述控制盒内设有微型控制器和电池节。
所述主动转轮上设有手摇柄。
所述主动转轮直径大于从动转轮直径。
所述电流表、灯座与控制盒串联。
所述微型控制器内预装有控制系统。
所述微型控制器可根据电流表不同的电流数值区间控制LED变色灯变换相应不同的颜色、控制扬声器发出不同的音级。
所述磁铁固定架为拱形结构。
所述S极磁铁和N极磁铁为大小相等的板型磁铁，所述线圈在所述S极磁铁和N极磁铁间活动。
所述主动转轮的轮面上均匀开有若干条形开口。
所述微型控制器与电流表、LED变色灯、扬声器和电池节电性连接。
利用本发明的技术方案制作的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，可以通过手动摇杆产生电流，并通过LED变色灯和扬声器发出的不同的音级对不同摇速产生的不同电流进行反馈，使演示过程更加地形象和直观，激发起学生的学习兴趣。
附图说明
图1是本发明所述一种用于物理教学的手摇式发电机模型的结构示意图；
图2是本发明所述一种用于物理教学的手摇式发电机模型的侧视图；
图中，1、底板；2、主动转轮支架；3、第一轴承；4、第一转轴；5、主动转轮；6、从动转轮支架；7、第二轴承；8、第二转轴；9、从动转轮；10、皮带；11、第二转轴支架；12、第三轴承；13、磁铁固定架；14、S极磁铁；15、N极磁铁；16、线圈；17、铜圈；18、电刷；19、接线柱；20、导线；21、电流表；22、灯座；23、控制盒；24、LED变色灯；25、扬声器；26、微型控制器；27、电池节；28、手摇柄；29、条形开口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1所示，一种用于物理教学的手摇式发电机模型，包括底板1，所述底板1上固定有手摇转动装置，所述手摇转动装置由固定在底板1上的主动转轮支架2、嵌装在主动转轮支架2上端的第一轴承3、插装在第一轴承3内的第一转轴4、与第一转轴4另一端固定连接的主动转轮5共同构成，所述底板1且位于手摇转动装置一侧设有从动转动装置，所述从动转动装置由固定在底板1上的从动转轮支架6、嵌装在从动转轮支架6上端的第二轴承7、穿插在第二轴承7内的第二转轴8、与第二转轴8一端固定连接的从动转轮9共同构成，所述主动转轮5与从动转轮9通过皮带10连接，所述底板1上且位于第二转轴8另一端处设有第二转轴支架11，所述第二转轴支架11上端嵌装有第三轴承12，所述第二转轴8插装在第三轴承12内且由第二转轴支架11支撑，所述底板1上且位于第二转轴8两侧设有磁铁固定架13，所述磁铁固定架13上设有位于第二转轴8一侧的S极磁铁14和位于第二转轴8另一侧N极磁铁15，所述第二转轴8上且位于S极磁铁14和N极磁铁15间设有线圈16，所述第二转轴8上且位于线圈16和第二转轴支架11间设有铜圈17，所述底板1上且位于铜圈17两侧设有电刷18，所述电刷18上端与铜圈17接触，所述电刷18的下端设有两个接线柱19，所述接线柱19上接有导线20，所述底板1上且位于电刷18一侧设有电流表21、灯座22和控制盒23，所述导线20分别与电流表21、灯座22和控制盒23连接，所述灯座22上设有LED变色灯24，所述控制盒23上设有扬声器25，所述控制盒23内设有微型控制器26和电池节27；所述主动转轮5上设有手摇柄28；所述主动转轮5直径大于从动转轮9直径；所述电流表21、灯座22与控制盒23串联；所述微型控制器26内预装有控制系统；所述微型控制器26可根据电流表21不同的电流数值区间控制LED变色灯24变换相应不同的颜色、控制扬声器25发出不同的音级；所述磁铁固定架13为拱形结构；所述S极磁铁14和N极磁铁15为大小相等的板型磁铁，所述线圈16在所述S极磁铁14和N极磁铁15间活动；所述主动转轮5的轮面上均匀开有若干条形开口29；所述微型控制器26与电流表21、LED变色灯24、扬声器25和电池节27电性连接。
本实施方案的特点为，底板上固定有手摇转动装置和从动转动装置，主动转轮与从动转轮通过皮带连接，底板上且位于第二转轴另一端处设有第二转轴支架，第二转轴支架上端嵌装有第三轴承，第二转轴插装在第三轴承内且由第二转轴支架支撑，底板上且位于第二转轴两侧设有磁铁固定架，磁铁固定架上设有位于第二转轴一侧的S极磁铁和位于第二转轴另一侧N极磁铁，第二转轴上且位于S极磁铁和N极磁铁间设有线圈，第二转轴上且位于线圈和第二转轴支架间设有铜圈，底板上且位于铜圈两侧设有电刷，电刷上端与铜圈接触，电刷的下端设有两个接线柱，接线柱上接有导线，底板上且位于电刷一侧设有电流表、灯座和控制盒，导线分别与电流表、灯座和控制盒连接，灯座上设有LED变色灯，控制盒上设有扬声器，控制盒内设有微型控制器和电池节，微型控制器与电流表、LED变色灯、扬声器和电池节电性连接，微型控制器可根据电流表不同的电流数值区间控制LED变色灯变换相应不同的颜色、控制扬声器发出不同的音级。利用本发明的技术方案制作的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，可以通过手动摇杆产生电流，并通过LED变色灯和扬声器发出的不同的音级对不同摇速产生的不同电流进行反馈，使演示过程更加地形象和直观，激发起学生的学习兴趣。
在本实施方案中，通过手摇柄摇动主动转轮，主动转轮通过皮带带动从动转轮和第二转轴转动，第二转轴上的线圈在S极磁铁和N极磁铁形成的磁场中旋转，切割磁感线产生电流，电流通过铜圈传到电刷，并由导线传到电流表，电流表将电流信号传递到微型控制器，微型控制器接收电流信号，并根据电流的大小区间发出不同的控制信号，控制LED变色灯发出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫这七多种不同颜色的灯光，控制扬声器发出Do、Re、Mi、Fa、Sol、La、Si这7种不同的音级，根据不同摇速可以产生不同大小的电流，不同的电流各对应不同的七种灯色和音级。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于物理教学的手摇式发电机模型，包括底板（1），其特征在于，所述底板（1）上固定有手摇转动装置，所述手摇转动装置由固定在底板（1）上的主动转轮支架（2）、嵌装在主动转轮支架（2）上端的第一轴承（3）、插装在第一轴承（3）内的第一转轴（4）、与第一转轴（4）另一端固定连接的主动转轮（5）共同构成，所述底板（1）且位于手摇转动装置一侧设有从动转动装置，所述从动转动装置由固定在底板（1）上的从动转轮支架（6）、嵌装在从动转轮支架（6）上端的第二轴承（7）、穿插在第二轴承（7）内的第二转轴（8）、与第二转轴（8）一端固定连接的从动转轮（9）共同构成，所述主动转轮（5）与从动转轮（9）通过皮带（10）连接，所述底板（1）上且位于第二转轴（8）另一端处设有第二转轴支架（11），所述第二转轴支架（11）上端嵌装有第三轴承（12），所述第二转轴（8）插装在第三轴承（12）内且由第二转轴支架（11）支撑，所述底板（1）上且位于第二转轴（8）两侧设有磁铁固定架（13），所述磁铁固定架（13）上设有位于第二转轴（8）一侧的S极磁铁（14）和位于第二转轴（8）另一侧N极磁铁（15），所述第二转轴（8）上且位于S极磁铁（14）和N极磁铁（15）间设有线圈（16），所述第二转轴（8）上且位于线圈（16）和第二转轴支架（11）间设有铜圈（17），所述底板（1）上且位于铜圈（17）两侧设有电刷（18），所述电刷（18）上端与铜圈（17）接触，所述电刷（18）的下端设有两个接线柱（19），所述接线柱（19）上接有导线（20），所述底板（1）上且位于电刷（18）一侧设有电流表（21）、灯座（22）和控制盒（23），所述导线（20）分别与电流表（21）、灯座（22）和控制盒（23）连接，所述灯座（22）上设有LED变色灯（24），所述控制盒（23）上设有扬声器（25），所述控制盒（23）内设有微型控制器（26）和电池节（27）。
2.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，其特征在于，所述主动转轮（5）上设有手摇柄（28）。
3.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，其特征在于，所述主动转轮（5）直径大于从动转轮（9）直径。
4.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，其特征在于，所述电流表（21）、灯座（22）与控制盒（23）串联。
5.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，其特征在于，所述微型控制器（26）内预装有控制系统。
6.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，其特征在于，所述微型控制器（26）可根据电流表（21）不同的电流数值区间控制LED变色灯（24）变换相应不同的颜色、控制扬声器（25）发出不同的音级。
7.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，其特征在于，所述磁铁固定架（13）为拱形结构。
8.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，其特征在于，所述S极磁铁（14）和N极磁铁（15）为大小相等的板型磁铁，所述线圈（16）在所述S极磁铁（14）和N极磁铁（15）间活动。
9.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，其特征在于，所述主动转轮（5）的轮面上均匀开有若干条形开口（29）。
10.根据权利要求1所述的一种用于物理教学的手摇式发电机模型，其特征在于，所述微型控制器（26）与电流表（21）、LED变色灯（24）、扬声器（25）和电池节（27）电性连接。
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