CN209183085U - 磁吸式安培力定量演示仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于教育和演示用具领域，由其涉及一种磁吸式安培力定量演示仪，包括具有调节电流、复位清零、显示安培力和显示所调电流数值功能的磁吸式控制面板、装载在所述磁吸式控制面板下端的变线圈装置和U型磁铁；所述磁吸式控制面板下端安装有拉力传感器，所述拉力传感器下端安装具有连接变线圈装置功能的连接装置，所述变线圈装置包括：固定架和线圈；本实用新型能够简洁、直观的通过控制变量，定性的验证安培力与磁感应强度、磁场的长度、电流和导线长度之间的关系；3.能够直观的验证左手定理与磁场方向和电流方向的关系。
Description
技术领域
本实用新型属于教育和演示用具领域，由其涉及一种磁吸式安培力定量演示仪。
背景技术
学生对于安培力的概念普遍停留在想象层面上，很少通过实验，亲自经历和体验。实验室有关安培力的传统演示器材，即通电方形线圈挂在铁架台上，磁铁靠近，观察线圈摆动，该实验器材简单，不能简洁、直观的通过控制变量，定性的验证安培力与磁感应强度、磁场的长度、电流和导线长度之间的关系，也不能直观的验证左手定理与磁场方向和电流方向的关系，同时，现有的安培力演示装置，装载困难，很难定格空间位置，不利于减少安培力的实验误差。
实用新型内容
本实用新型为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了磁吸式安培力定量演示仪，具体技术方案如下：
一种磁吸式安培力定量演示仪，包括具有调节电流、复位清零、显示安培力数值和显示所调电流数值功能的磁吸式控制面板、装载在所述磁吸式控制面板下端的变线圈装置和U型磁铁；
所述磁吸式控制面板下端安装有拉力传感器，所述拉力传感器下端安装具有连接变线圈装置功能的连接装置；
所述变线圈装置包括：固定架和线圈；所述固定架中间为方形结构，线圈均匀缠绕在方形结构上；
所述U型磁铁开口的两端安装在位于拉力传感器正下方的线圈两侧。
优选地，所述固定架端面设有若干第一线圈连接头，所述若干第一线圈连接头分别与缠绕的不同匝数的线圈相连。
优选地，所述第一线圈连接头有三个，且其分别与线圈在10匝、20匝和30匝的位置相连。
优选地，所述固定架顶端设有电源连接头和第二线圈连接头；所述电源连接头与线圈一端相连，第二线圈连接头独立设置，并通过连接线使第二线圈连接头与第一线圈连接头相连。
优选地，磁吸式控制面板下端设置的所述连接装置为分别与电源连接头和第二线圈连接头相连的安装接头，所述安装接头分别与磁吸式控制面板正负极相连。
优选地，所述磁吸式控制面板背面安装有磁铁。
一种磁吸式安培力定量演示仪的使用方法，
A.通过控制变量，定性的验证安培力与磁感应强度、磁场的长度、电流和导线长度之间的关系；
(1).将磁吸式控制面板吸附在教学用黑板上，所述安装接头分别与电源连接头和第二线圈连接头相连，完成变线圈装置的安装，将所述的第二线圈连接头连接匝数最少的第一线圈连接头，连接直流20V电源、闭合电源开关和断开线圈开关，将电流调至8A，按下复位清零，使磁吸式控制面板显示的安培力为0,然后加上一块U型磁铁，闭合线圈开关，观察磁吸式控制面板所显示的安培力，然后依次将相同规格的U型磁铁分别以一块、两块、三块的数量加入到同一直线段的线圈上用以改变磁场的长度，并分别记录安培力；
(2).更换薄厚不同的U型磁铁来增强感应强度，重复上述步骤(1)的操作；
(3).将电流调至6A、4A、2A,重复上述步骤(1)的操作；
(4).将第二线圈连接头分别接入匝数逐渐递增的第一线圈连接头，重复上述步骤(1)的操作。
B.验证左手定则；
(1)按照步骤A中(1)的方法连接装置，通过转换U型磁铁来改变磁场方向，验证左手定则；
(2)按照步骤A中(1)的方法连接装置，通过更换电源连接头、第二线圈连接头与变线圈装置的连接来改变电流方向，验证左手定则。
本实用新型与现有技术的区别在于：1.本实用新型的演示仪可吸附在黑板上，便于携带，拆装方便；2.能够简洁、直观的通过控制变量，定性的验证安培力与磁感应强度、磁场的长度、电流和导线长度之间的关系；3.能够直观的验证左手定理与磁场方向和电流方向的关系。
附图说明
图1为本实用新型整体示意图；
图2为本实用新型U型磁铁示意图；
图3为本实用新型整体装置侧视图；
图4为本实用新型变线圈装置示意图；
图5为本实用新型电路原理图；
图6为本实用新型磁吸式控制面板；
图7为本实用新型线圈缠绕示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
一种磁吸式安培力定量演示仪，包括具有调节电流、复位清零、显示安培力数值和显示所调电流数值功能的磁吸式控制面板1、装载在所述磁吸式控制面板下端的变线圈装置2和U型磁铁3；所述U型磁铁3包括固定在钢架3-3上的N极3-1和S极3-2；
所述磁吸式控制面板下端安装有拉力传感器4，所述拉力传感器4下端安装具有连接变线圈装置功能的连接装置；所述连接装置为分别与电源连接头5和第二线圈连接头6相连的安装接头7，所述安装接头7分别与磁吸式控制面板正负极相连，所述磁吸式控制面板背面安装有磁铁8；所述磁吸式控制面板通过接线口21接入DC24V电源；
作为优选的实施例，所述磁吸式控制面板设有线圈电流指示灯9、显示器开关10和线圈开关11；
所述磁吸式控制面板1的电路原理为：直流电源的正极接定值电阻12，定值电阻12连通电流表13，而电流表13直接接入到正极端的安装接头7-1，直流电源的负极接可调电阻14，可调电阻14连接负极端的安装接头7-2，在调节电流时，可通过旋转电流调节旋钮15来控制可调电阻14，从而调节电流，调节的电流通过磁吸式控制面板上的显示器16显示；安装接头的上部安装拉力传感器4，通过磁吸式控制面板上的复位清零17，来调节拉力传感器4，使拉力传感器4在测量时归零从而保证了测量的精度，所述测得的拉力通过磁吸式控制面板上的显示器22上显示；
所述变线圈装置包括：固定架18和线圈19；所述固定架顶端设有电源连接头5和第二线圈连接头6；所述电源连接头5与线圈19一端相连，第二线圈连接头6独立设置，并通过连接线使第二线圈连接头6与第一线圈连接头20相连，所述固定架中间为方形结构，线圈均匀缠绕在方形结构上；所述固定架端面设有若干第一线圈连接头20，所述若干第一线圈连接头分别与缠绕的不同匝数的线圈相连，所述第一线圈连接头20有三个，且其分别与线圈在10匝、20匝和30匝的位置相连。
所述U型磁铁开口的两端安装在位于拉力传感器正下方的线圈两侧。
一种磁吸式安培力定量演示仪的使用方法，A.通过控制变量，定性的验证安培力与磁感应强度、磁场的长度、电流和导线长度之间的关系；
(1).将磁吸式控制面板吸附在教学用黑板上，所述安装接头分别与电源连接头和第二线圈连接头相连，完成变线圈装置的安装，将所述的第二线圈连接头连接匝数最少的第一线圈连接头，连接直流20V电源、闭合电源开关和断开线圈开关，将电流调至8A，按下复位清零，使磁吸式控制面板显示的安培力为0,然后加上一块U型磁铁，闭合线圈开关，观察磁吸式控制面板所显示的安培力，然后依次将相同规格的U型磁铁分别以一块、两块、三块的数量加入到同一直线段的线圈上用以改变磁场的长度，并分别记录安培力；
(2).更换薄厚不同的U型磁铁来增强感应强度，重复上述步骤(1)的操作；
(3).将电流调至6A、4A、2A,重复上述步骤(1)的操作；
(4).将第二线圈连接头分别接入匝数逐渐递增的第一线圈连接头，重复上述步骤(1)的操作。
B.验证左手定则；
(1)按照步骤A中(1)的方法连接装置，通过转换U型磁铁来改变磁场方向，验证左手定则；
(2)按照步骤A中(1)的方法连接装置，通过更换电源连接头、第二线圈连接头与变线圈装置的连接来改变电流方向，验证左手定则。
所需注意的事项：
1.线圈长时间通电时，电阻和仪器底板会必热，应及时关闭电源。请注意线圈电源指示灯，灯亮指示线圈在通电。
2.为便于研究原理和散热，四周未封闭请注意保护内部结构。
3.强磁吸力较大，注意缓冲。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种磁吸式安培力定量演示仪，其特征在于，包括具有调节电流、复位清零、显示安培力数值和显示所调电流数值功能的磁吸式控制面板、装载在所述磁吸式控制面板下端的变线圈装置和U型磁铁；
所述磁吸式控制面板下端安装有拉力传感器，所述拉力传感器下端安装具有连接变线圈装置功能的连接装置；
所述变线圈装置包括：固定架和线圈；所述固定架中间为方形结构，线圈均匀缠绕在方形结构上；
所述U型磁铁开口的两端安装在位于拉力传感器正下方的线圈两侧。
2.根据权利要求1所述的磁吸式安培力定量演示仪，其特征在于，所述固定架端面设有若干第一线圈连接头，所述若干第一线圈连接头分别与缠绕的不同匝数的线圈相连。
3.根据权利要求2所述的磁吸式安培力定量演示仪，其特征在于，所述第一线圈连接头有三个，且其分别与线圈在10匝、20匝和30匝的位置相连。
4.根据权利要求2所述的磁吸式安培力定量演示仪，其特征在于，所述固定架顶端设有电源连接头和第二线圈连接头；所述电源连接头与线圈一端相连，第二线圈连接头独立设置，并通过连接线使第二线圈连接头与第一线圈连接头相连。
5.根据权利要求4所述的磁吸式安培力定量演示仪，其特征在于，磁吸式控制面板下端设置的所述连接装置为分别与电源连接头和第二线圈连接头相连的安装接头，所述安装接头分别与磁吸式控制面板正负极相连。
6.根据权利要求1所述的磁吸式安培力定量演示仪，其特征在于，所述磁吸式控制面板背面安装有磁铁。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201821448784.4U CN209183085U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 磁吸式安培力定量演示仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821448784.4U CN209183085U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 磁吸式安培力定量演示仪 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN209183085U true CN209183085U (zh) | 2019-07-30 |
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ID=67359440
Family Applications (1)
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| CN201821448784.4U Active CN209183085U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 磁吸式安培力定量演示仪 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN209183085U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109036047A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-12-18 | 天津中德应用技术大学 | 磁吸式安培力定量演示仪 |
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2018
- 2018-09-05 CN CN201821448784.4U patent/CN209183085U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109036047A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-12-18 | 天津中德应用技术大学 | 磁吸式安培力定量演示仪 |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221212 Address after: Room 301-22KJ74, Zone 2, Management Center, No. 1, Xinhui Road, Haihe Education Park, Jinnan District, Tianjin, 300350 Patentee after: Tianjin Yingruisi Technology Co.,Ltd. Address before: 300354 Building 2, Xinhao Plaza, Xinzhuang Town, Jinnan District, Tianjin 2009-8 Patentee before: Tianjin fast Bird Education Technology Co.,Ltd. |