CN202615681U - 一种多种物体磁悬浮原理演示仪 - Google Patents
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Abstract
一种多种物体磁悬浮原理演示仪，包括底座，与底座通过支架连接的上平台，上平台与底座位于之间的同侧，上平台面向底座方向设置有空心线圈，线圈的外侧壁上设置有霍尔元件OH3503；底座内设置有依次连接的工作电源、二极管、电容器、稳压器、电压比较器以及三极管，三极管的集电极与空心线圈连接；上平台与底座设有演示物，演示物固连有永久磁铁。本实用新型可演示磁悬浮地球仪、磁悬浮飞机、小娃娃在空中飘浮等多种物体，灵活多样，其结构简单，使用方便，教学演示效果佳；另外有几个部分利用废弃材料制成，节约了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁悬浮原理演示仪，具体涉及一种多种物体磁悬浮原理演示仪。
技术背景
在中学物理教学中，利用电磁铁磁性的可控性实现将物体悬浮在空中，令人惊喜，激发学生学习兴趣，激发学生探寻其中的奥秘心情，是一种常见的教学模式。然而，目前的磁悬浮原理演示器演示悬浮物体（固定模式）单一，没有灵活性，且效果不佳，不能达到预期的教学目的。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种多种物体磁悬浮原理演示仪，其弥补了背景技术的不足，可演示磁悬浮地球仪、磁悬浮飞机、小娃娃在空中飘浮等（只要重量合适物体就可以选，粘贴上合适的永久磁铁就可以悬浮演示），灵活多样，其结构简单，使用方便，教学演示效果佳。
本实用新型的技术解决方案是：
一种多种物体磁悬浮原理演示仪，包括底座，与底座通过支架连接的上平台，所述上平台与底座位于之间的同侧，其特殊之处在于：所述上平台面向底座方向设置有空心线圈，所述线圈的的外侧壁上设置有霍尔元件OH3503；所述底座内设置有依次连接的工作电源、二极管、电容器、稳压器、电压比较器以及三极管，所述三极管的集电极与空心线圈连接；所述上平台与底座设有演示物，所述演示物固连有永久磁铁。
上述演示物包括等重的磁悬浮地球仪、磁悬浮飞机以及小娃娃。
上述工作电源为50W电源，变压器为输出17v电压的变压器，电容器为4700UF电解电容器，通过稳压器调节供给三极管、线圈电压为12V，通过稳压器调节供给霍尔元件OH3503、电压比较器电压为5V。
上述空心线圈是用0.43的漆包线在直径20mm长40mm的骨架上绕800圈制成。
上述永久磁铁为直径20mm、厚5mm的圆形磁体。
本实用新型的优点在于：可演示磁悬浮地球仪、磁悬浮飞机、小娃娃在空中飘浮等多种物体，灵活多样，其结构简单，使用方便，教学演示效果佳；另外有几个部分利用废弃材料制成，节约了成本。
附图说明
图1为本实用新型结构原理图；
图2为本实用新型控制电路连接示意图。
具体实施方式
多种物体磁悬浮原理演示仪分机械部分和控制部分。
参见图1：机械部分包括底座（用损坏的电暖气改制做成）、支架、上平台（使用硬壁能弯曲的工作台灯做成）以及演示物。
参见图2：控制部分包括：工作电源（变压器、二极管、电容器、稳压器）、
传感器（霍尔元件）、运放集成块（电压比较器），功率放大（三极管）、空心线圈。
本实用新型的制作过程：用0.43的漆包线在直径20mm长40mm的骨架上绕800圈成空心线圈，把霍尔元件OH3503固定在空心线圈的的外侧壁上，永久磁铁选用直径20mm、厚5mm的圆形磁体，把选用的永久磁铁粘贴在悬浮的演示物上，把空心线圈固定在上平台的中央位置，工作电源采用50W，输出电压为17v变压器，二极管全波整流，4700UF电解电容进行滤波，通过12V稳压给功放电路（三极管放大开关）和线圈供电，5V稳压给霍尔元件OH3503、运放集成块（电压比较器）供电。把电源和制作的运放及三极管放大部分元件安置于底座内。
工作原理：该实用新型利用电磁铁磁性的可控性和永久磁性间的相互作用，实现将物体悬浮在空中的功能。当空心线圈通入直流电时，其产生的磁场极性上边为N极下边为S极。被悬浮的物体上面粘贴的永磁体也有磁场当上面为N极下面为S极时，把悬浮物（磁体在上面）水平向上慢慢靠近空心线圈底部，它们就有相互的吸引力（异性相吸），被悬浮的物体逐渐向上靠近空心线圈，处于空心线圈侧边的霍尔元件OH3503由于感应到磁场慢慢增加而输出的电压随着升高，当悬浮物靠近空心线圈一定距离时，霍尔元件OH3503输出的高电压使运放比较器LM358输出低电压三极管功放开关不工作空心线圈断电，空心线圈的磁场消失被悬浮物下落，霍尔元件OH3503因感应的磁场减弱而输出的电压随着降低，当霍尔元件OH3503输出的低电压使运放比较器LM358输出高电压三极管功放开关工作空心线圈通电，空心线圈有产生磁场，有向上吸引悬浮物，这样可以往复的工作。由于LM358电压比较器的分辨率特别高，它的正负输入端只要稍有差异输出端就会是高电压或低电压使空心线圈通电和断电，结果就形成悬浮物在某一高度即上不去也下不来，只能悬浮在空中的特殊现象。
Claims (5)
1.一种多种物体磁悬浮原理演示仪，包括底座，与底座通过支架连接的上平台，所述上平台与底座位于之间的同侧，其特征在于：所述上平台面向底座方向设置有空心线圈，所述线圈的的外侧壁上设置有霍尔元件OH3503；所述底座内设置有依次连接的工作电源、二极管、电容器、稳压器、电压比较器以及三极管，所述三极管的集电极与空心线圈连接；所述上平台与底座设有演示物，所述演示物固连有永久磁铁。
2.根据权利要求1所述多种物体磁悬浮原理演示仪，其特征在于：所述演示物包括等重的磁悬浮地球仪、磁悬浮飞机以及小娃娃。
3.根据权利要求1或2所述多种物体磁悬浮原理演示仪，其特征在于：所述工作电源为50W电源，变压器为输出17v电压的变压器，电容器为4700UF电解电容器，通过稳压器调节供给三极管、线圈电压为12V，通过稳压器调节供给霍尔元件OH3503、电压比较器电压为5V。
4.根据权利要求3所述多种物体磁悬浮原理演示仪，其特征在于：所述空心线圈是用0.43的漆包线在直径20mm长40mm的骨架上绕800圈制成。
5.根据权利要求4所述多种物体磁悬浮原理演示仪，其特征在于：所述永久磁铁为直径20mm、厚5mm的圆形磁体。
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2012
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