CN202816236U - 自感现象演示器 - Google Patents

Abstract

一种自感现象演示器，包括演示通电自感电路和演示断电自感电路、给这两个电路供电的工作电源，演示通电自感电路和演示断电自感电路共用一个电感线圈L和电子延时电流放大电路，电感线圈L和电子延时电流放大电路串联，演示通电自感电路和演示断电自感电路通过切换开关K4切换。本实用新型自感现象明显，且将通电、断开两种演示组合到一个电路，实现了部分电子元件的通用，节约了成本。

Description

自感现象演示器

技术领域

本实用新型涉及一种教学演示器，具体涉及一种自感现象演示器。

背景技术

在高中物理教学讲授通电导体因电流强度发生变化，导体本身就产生感应电动势，这个感应电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，这节课，老师使用的演示仪器效果很不明显，在断电自感现象演示中几乎看不出断电后灯泡闪亮的一下，如果没有实验证明，很难使我们了解通电导线对电流有自感现象存在。

从理论上我们知道，在原教材书中实验图1的装置中，无论用怎样适当的元件，当K1接通时通过D1的电流总要比通过D2的电流较慢的到达最大值（在实验中通过仪器测量能得出这样的结论）。问题在于如果时间相差不大，很难辩认出小灯泡谁先亮谁后亮，而且一般的白炽灯泡本来也不是一有电流通过就达到最大亮度的，因此，要使两个小灯泡能明显的一个先亮一个后亮，就必须使两个小灯泡的电流达到最大值的时间有显著的差别，迟亮0.3S以上，最好迟亮0.8S 左右，视觉才能观察得非常清楚。

      在图2装置的实验中，要使在断电的瞬间小灯泡特别明亮的闪一下，就必须线路接通电后在线圈的磁场中积蓄足够的能量。因而在设计线圈L2时除了考虑电感量大，还要它本身电阻很小，这样才可以使电路接通后L2中的电流强度足够大，此外，所用的小灯泡要采用功率较小的，否则在磁场中积累的能量不足以燃亮它。

      在实验中，选择线圈自感量大的，必然铁芯要大、漆包线线径要粗、匝数要多、内阻要小；灯泡功率要小，电源要用蓄电池（内阻小）。这样，给实验带来笨重、灯泡不太亮、携带不便等困难，且两个实验使用的元件不能互换，尤其是所用的电感线圈L1与L2不能互换，互换效果很不好，因为通过L1的电流强度变化产生的感生电动势阻碍电流通过，其线圈匝数多线径适当可细点，电感量大；而L2线圈磁场储存的能量释放要多，要求其内阻要尽量的小，必然线圈线径要粗且匝数要少些；使用的电源最好也不一样，图1实验使用的蓄电池可串联使用，图2使用的蓄电池最好并联使用，并联电池内阻减小；图1小灯，选用低电压的，图2灯泡选用电压较高的，功率较小，其效果好；如果要把两个实验组合到一块，使用现成的学生电源更难达到实验效果好的目的。

发明内容

    本实用新型的目的在于提供一种自感现象演示器，其解决了背景技术中自感现象不明显的技术问题，且将通电、断开两种演示组合到一个电路，实现了部分电子元件的通用。

   本实用新型的技术解决方案是：

一种自感现象演示器，包括演示通电自感电路和演示断电自感电路、给这两个电路供电的工作电源，其特殊之处在于：所述演示通电自感电路和演示断电自感电路共用一个电感线圈L和电子延时电流放大电路，所述电感线圈L和电子延时电流放大电路串联，所述演示通电自感电路和演示断电自感电路通过切换开关K4切换。

上述演示通电自感电路包括依次串联的开关K1、第二灯泡D2、电子延时电流放大电路、电感线圈L、切换开关K4以及工作电源，并联的固定电阻R、第一灯泡D1以及通电指示灯二极管D4。

上述演示断电自感电路包括依次串联的常开能闭开关K2、常闭开关K3、电子延时电流放大电路、电感线圈L、切换开关K4以及工作电源，并联的第三灯泡D3以及断电指示灯二极管D5。

上述第一/第二/第三灯泡D1/D2/D3选用6V5W小灯泡。

上述固定电阻R选用固定电阻R10W6.2欧姆的电阻。

 上述工作电源为220V交流工作电源。

本实用新型自感现象明显，且将通电、断开两种演示组合到一个电路，实现了部分电子元件的通用，节约了成本。

附图说明

图1为背景技术中通电自感现象电路图；

图2为背景技术中断开自感现象电路图；

图3为本实用新型电路图。

具体实施方式

制作思路及方法

通过自已反复实验，把电感线圈产生电动势的电场能量通过电子元件-----电容器、晶体三极管等组成一定线路放大后显示出来,其效果非常显著，达到了演示的目的。图3所示自已新设计的通电断电自感现象演示器的工作示意图，把两个实验组合在一块木版上，共用一个电感线圈L(自绕,带铁性芯、体积不大，线径粗细要求不严，绕制细心一点不要短路和开路就可以。)用一个开关切换（K4），体积小、用材少，第一/第二/第三灯泡D1/D2/D3选用普通的6V5W小灯泡，功率较大，亮度好，不易损坏，电阻选用固定电阻R10W6.2欧姆，（旧彩电电源常用的元件）不用调节，其电子元件放在电感线圈低部，不影响整个线路连接。演示器把其工作电源组装在一块，用时插上220V交流电即可使用。 

     工作过程：如图3所示，

1、演示通电自感现象，工作电源到切换开关K4（拨到演示通电自感现象方向位置，通电自感现象的通电指示灯二极管D4点亮）到第一灯泡D1到固定电阻R到控制演示通电自感现象的开关K1回到到工作电源，工作电源到电感线圈L到电子延时电流放大器到第二灯泡D2到到固定电阻R组成回路。

2、演示断电自感现象，工作电源到切换开关K4（拨到演示断电自感现象方向位置，断电自感现象的断电指示灯二极管D5点亮）到第三灯泡D3到控制演示断电自感现象的常闭开关K3到控制演示断电自感现象的常开能闭开关K2回到工作电源，同时工作电源到电感线圈L到电子延时电流放大器到小灯泡D3组成回路。

本实用新型的特点：在演示通电自感现象时，迟亮的第二灯泡D2比第一灯泡D1可推后亮0.8秒.效果特别明显；在演示断电自感现象时关掉电源时,第三灯炮D3明显的闪亮一下,其亮度是原来亮度的3倍之多,效果显著。

使用方法

演示时可把仪器平放在桌子上,在课堂上最好立放在讲桌上;插上220V50HZ的交流电,此时总电源指示灯亮，表示演示器工作电源接通，把面板上的切换开关K4拨向左边可演示可做通电自感现象演示用，此时通电自感现象的通电指示灯二极管D4点亮，打开仪器面板左边电源开关K1，第一灯泡D1先亮，第二灯泡D2退后0.8S亮。 再把切换开关K4拨向右边演示断电自感现象，此时断电自感现象的断电指示灯二极管D5点亮，按一下常开能闭开关K2按钮（仪器面板右边中）第三灯泡D3点亮，再按常闭开关K3按钮（仪器面板最右边）第三灯泡D3小灯泡亮度增强后熄灭。

Claims (6)

1.一种自感现象演示器，包括演示通电自感电路和演示断电自感电路、给这两个电路供电的工作电源，其特征在于：所述演示通电自感电路和演示断电自感电路共用一个电感线圈L和电子延时电流放大电路，所述电感线圈L和电子延时电流放大电路串联，所述演示通电自感电路和演示断电自感电路通过切换开关K4切换。

2.根据权利要求1所述自感现象演示器，其特征在于：所述演示通电自感电路包括依次串联的开关K1、第二灯泡D2、电子延时电流放大电路、电感线圈L、切换开关K4以及工作电源，并联的固定电阻R、第一灯泡D1以及通电指示灯二极管D4。

3.根据权利要求1所述自感现象演示器，其特征在于：所述演示断电自感电路包括依次串联的常开能闭开关K2、常闭开关K3、电子延时电流放大电路、电感线圈L、切换开关K4以及工作电源，并联的第三灯泡D3以及断电指示灯二极管D5。

4.根据权利要求1～3任一所述自感现象演示器，其特征在于：所述第一/第二/第三灯泡D1/D2/D3选用6V5W小灯泡。

5.根据权利要求4所述自感现象演示器，其特征在于：所述固定电阻R选用固定电阻R10W6.2欧姆的电阻。

6.根据权利要求4所述自感现象演示器，其特征在于：所述工作电源为220V交流工作电源。

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