CN2349623Y

CN2349623Y - 电流磁效应演示仪

Info

Publication number: CN2349623Y
Application number: CN 98207668
Authority: CN
Inventors: 朱卫国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 1999-11-17
Anticipated expiration: 2008-07-30

Abstract

本实用新型公开了一种电流磁效应演示仪,它包括带有透明面的罩体、刻度板、指针和带有面板的底座,以及电磁铁、罩体罩于刻度板上,刻度板为罩体的后壁,指针通过置于刻度板下部的轴与刻度板相连,指针下部置衔铁,在衔铁一侧与指针垂直的位置上置电磁铁,电磁铁的线圈骨架开孔于罩体上,电磁铁与接线柱和调节件电连接。它可辅以演示电流仪,小磁针。它直观、明显、可见度大,演示范围宽,结构简单,操作方便,可显著提高教学效果。

Description

电流磁效应演示仪

本实用新型涉及一种物理教学仪器，特别是一种电流的磁效应演示仪。

电流的磁场是一种客观、摸不着但又客观存在的特殊物质形态，只有以直观形象的物理实验展示电流磁场的客观存在，才能使学生能直观形象地观察、理解和掌握这一“客体”的存在及其受相关条件变化的影响。在传统的教学中，为演示电流的磁效应情况，往往采用把线圈(电磁铁)、开关与电源相连接，线圈附近放置小磁针，通电后观察小磁针的变化的实验进行教学演示，这种实验方法和连接装置，现象不明显，可视范围小，操作繁杂，实验演示内容少，学生难以对电流的磁效应有一个明显的直观、形象、全面的了解。

本实用新型的目的就是要提供一种使电流的磁效应现象直观，可见度大，演示内容多，教学效果显著的电流磁效应演示仪。

本实用新型是这样完成的：

它包括带有透明面的罩体、刻度板、指针和带有面板的底座，以及电磁铁、罩体罩于刻度板上，刻度板为罩体的后壁，指针通过置于刻度板下部的轴与刻度板相连，指针下部置衔铁，在衔铁一侧与指针垂直的位置上置电磁铁，电磁铁的线圈骨架开孔于罩体上，电磁铁与接线柱和调节件电连接。调节件：开关、可变电阻器可置于底座内，其调节钮可在面板上；调节件：开关、可变电阻也可作为配套实验仪器连于罩体和底座以外。

本实用新型的优点是：演示现象通过指针放大显示的设计，直观，明显，可见度大。本实用新型可定性地演示电流的磁场与磁铁的有无，线圈的绕向，电流强度及万向关系等，演示范围广，内容多，由于其结构筒单，集多种功能于一体，操作简便，本装置使学生兴趣浓厚，学习气氛热烈，教学效果可显著提高。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的另一种形或的结构示意图。

图3为本实用新型实验电路图。

图4为本实用新型的线圈接线图。

参照图1、图2、图4:1、罩体、2、刻度板，3、指针，4、轴，5、衔铁，6、底座，7、面板、8、可变电阻器，9、接线柱，10、开关，11、小磁铁，12、铁芯，13、电磁铁，14、演示电流表，15、线圈绕组。

参照图1、图3，该演示仪，它由带透明面的罩体，也可以说是透明的窗式箱状体，或全透明或正面透明的其它型状的壳状体，后壁为刻度板2，刻度表置于刻度板的上部，指针3通过置于刻度板下部的轴4与刻度板相连，指针下部置衔铁5以保持指针的平衡，在衔铁一侧与指针垂直的位置上置电磁铁13，电磁铁为线圈式多抽头。同一骨架组成的电磁铁，电磁铁线圈绕组15(图4)为N1、N2、N3三个线圈，N2、N3为串连顺时针绕组，始末端连接依次为B.C.D,N1为逆时针绕组，始末端接线依次为B、A。电磁铁的线圈骨架开孔于罩体或者说箱体上。电磁铁铁芯为活动或者说为可移动式铁芯，电磁铁与面板上的接线柱9和底座6内的调节件电连接，调节件可包括开关10，可变电阻器8。可变电阻器可为滑动变阻器或其它可变电阻，其调控钮在面板上。本实用新型还可包括配套实验仪器，它们可以是演示电流表14、演示小磁铁11，演示小磁铁置于铁芯外侧，开关演示电流表、电磁铁、可变电阻器串联连接。

参照图2、图3，本实用新型也可是这样一种型式：在罩体或箱体下部作为面板置接线柱，罩体下部可视为底座，调节件；开关、可变电阻器，可连于底座外作为配套实验仪器，其电路原理如图3。

参照图1、图2、图3、图4，本实用新型的具体性能参数情况，实验原理，内容及操作方法如下：

一、性能参数说明：

1、线圈绕组： 1/2N1=N2=N3

2、直流电阻 1/2R1=R2=R3=1.5欧姆(三个线圈的直流电阻)。

3、额定工作电流I=1安培

4、N2、N3为串连顺时针绕组，始末端接线柱依次为B、C、D，N1为逆时针绕组，始末端接线柱依次为B、A。B为公共接线柱。

5、配套实验仪器，电源电压为直流6伏，演示电流表0-1安培量程，滑动变阻器为50欧2安培，演示小磁针、开关、导线等(图2)。图1为内置变阻器、开关的型式。

6、铁芯距磁性指针的衔铁的距离取10-15mm之间，视其实验效果而定，电磁铁铁芯为可移动式，可随意调整。

二、实验原理、内容及操作方法

1、实验原理：电流的周围存在磁场。实验电路图如(图3)，线圈接线(图4)，该演示仪可定性研究电流的磁场与铁芯的有无，线圈的绕向，电流强度及方向关系的演示实验。

2、实验内容及操作方法

(1)演示电磁铁有无磁性与线圈中有无电流的关系，电路图如(图3、图4)所示。线圈N1的两接线柱B、A分别接电路中E、F两点。电流表选用0-1安培量程，开关S置于断开状态，滑动变阻器(50Ω)置于最大值位置。当S断开时，电流表无示数，磁性针无偏转，小磁针不动；当S闭合时，调整滑动变阻器使电流表的示数为0.3安培左右，磁性指针偏转一角度。同时，小磁针也发生偏转。实验现象表明：电磁铁线圈中有电流时，电磁铁有磁性，无电流时元磁性。

(2)演示电磁铁产生磁性强弱与线圈中的电流强度的关系：

上述电路不变，将开关S闭合，调整滑动变阻器度R由a向b滑动过程中，电流表的示数不断增大，同时磁性指针偏转角度也不断增大。实验现象表明：电磁铁产生的磁性强弱与通过线圈中电流强度成正比。

(3)演示电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数的关系：

在如(图3、图4)所示的电路中EF两点分别依次连接N2(BC)，N2+N3(B、D)通过调整滑动变阻器R，保持两次线圈中的电流强度不变。对应两次磁性指针偏转角度依次增大。实验现象表明：电磁铁磁性强弱与单位长度线圈的匝数成正比。

(4)演示电磁铁磁性强弱与有无铁芯的关系

原电路不变，将N1(B、A)接入电路的E、F两点。该实验需保持线圈匝数不变，电流强度不变，只需观察通电线圈中有或无铁芯时，磁性指针偏转角度不同。由于电磁铁的铁芯可移动。该实验内容易完成，实验现象表明：通电线圈中有铁芯时磁性显示较强，无铁芯时磁性显较弱。

(5)演示电磁铁产生磁场的方向与电流的方向关系

上述实验电路不变，将电流表指针先调到中间位置，闭合开关S，使电流表的示数在(0.1-0.3A)范围内。注意观察电流表指针的偏转方向及小磁针N极静止时的指向，然后将电源的正、负极对调一下，使电流表的指针与上次偏转方向相反方向偏转，此时小磁针的N极静止时的指向也与上相反。实验现象表明：电磁铁产生的磁场方向与线圈中电流方向有关。同时也验证了右手定则(二)。

(6)演示电磁铁产生磁场方向与线圈的线向的关系。

在(图3)所示的电路E、F两点，先将N2、N3串联(顺时针绕组)B、D接入电路的E、F两点，闭合开关S1观察电流表指针的偏转方向与小磁针静止时N极的指向，再将N1(逆时针绕组)B、A接入电路的E、F两点，闭合开关S、观察电流表指针偏转方向(同上次相同)，小磁针静止时N极的指向同上次相反。实验现象表明：电磁铁产生的磁场方向与线圈的线向有关。同时也验证了右手定则(二)。

(7)实验验证双线并绕的线圈，电磁铁的合磁场为零，在(图3)所示的电路E、F两点，将线圈B、D(此时用导线连接A与D)接入E、F两点，闭合开关S，观察电流表指针发生偏转，但此时磁性指针与小磁针均无偏转。实验证明：双线并绕的线圈中，合场强为零。

上述几个演示实验，都是只改变一个物量，观察相应量的变化情况，其余各量均保持不变。

本实施方式在结构上包括带有透明面的罩体1，刻度板2、指针3和带有面板7的底座6，以及电磁铁13。罩体1罩于刻度板2上，刻度板2为罩体1的后壁，指针3通过置于刻度板下部的轴4与刻度板相连，指针下部置衔铁5，在衔铁一侧与指针垂直的位置上置电磁铁13，电磁铁的线圈骨架开孔于罩体上，电磁铁与接线柱和调节件电连接。

Claims

1、一种电流磁效应演示仪，它包括带有透明面的罩体(1)、刻度板(2)、指针(3)和带有面板(7)的底座(6)，以及电磁铁(13)，其特征在于：罩体(1)罩于刻度板(2)上，刻度板(2)为罩体(1)的后壁，指针(3)通过置于刻度板下部的轴(4)与刻度板相连，指针下部置衔铁(5)，在衔铁一侧与指针垂直的位置上置电磁铁(13)，电磁铁的线圈骨架开孔于罩体上，电磁铁与接线柱和调节件电连接。

2、根据权利要求1所述电流磁效应演示仪，其特征在于：在面板上和底座内可置包括开关(10)，可变电阻器(8)的调节件，它们与电磁铁电连接。

3、根据权利要求1所述电流磁效应演示仪，其特征在于：开关、可变电阻器，可连于底座外。

4、根据权利要求1所述电流磁效应演示仪，其特征在于：电磁铁为多抽头，同一骨架线圈组成的电磁铁。

5、根据权利要求4所述电流磁效应演示仪，其特征在于：线圈绕组(15)为N1、N2、N3三个线圈，N2、N3为串连顺时针绕组，始末端接线依次为B、C、D,N1为逆时针绕组，始末端接线依次为B、A。

6、根据权利要求1所述电流磁效应演示仪，其特征在于：电磁铁铁芯为可移动式铁芯。

7、根据权利要求1或2或3或4或5或6所述电流磁效应演示仪，其特征在于：它还包括配套实验仪器，其配套实验仪器为演示电流表(14)、演示小磁铁(11)，演示小磁铁置于铁芯外侧，开关演示电流表、电磁铁、可变电阻器串联连接。