CN2775777Y - 一种安培力演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种安培力显示装置，其主要构成是在演示装置箱体上设有支承导电导轨的导轨绝缘支座，在导电导轨的端头接有导电导轨引线，其中间设有永磁磁铁在磁铁移动导板上滑动，并在永磁磁铁上设置有行程开关及行程开关引线，在永磁磁铁中间和导电导轨上还置有一根可动载流导体棒；在演示装置箱体中设有换向控制电路，该换向控制电路接于演示装置箱体控制面板上的电源、起动按钮、电流调节、电流方向和安培力显示。本实用新型创新性在于结构直观鲜明、取材容易、使用方便、电流方向自动调节、控制电路简单，而且安培力的相对大小采用了较先进的数码显示方式，控制方便。尤其适用于中学和大学物理教学实验安培力显示用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物理磁场及安培力的实验演示仪，特别是演示物理学中磁场对载流导体作用和电磁学部分有关安培力的演示装置。
背景技术
现行物理教学所采用的演示装置是一个马蹄形磁铁，电流方向为单方向的，若改变电流方向，需手动换向，一般只能定性地演示磁场对电流作用的现象，既无电流调节，也无安培力显示。已有名称为“一种能定量显示磁场对电流的作用的安培力演示器”的实用新型专利(ZL00248179.0)，它是由固定在平衡板上带有中心抽头和转换开关的通电线圈的一边在可转动的U型磁体中受到安培力与另一侧弹簧的拉力产生一对平衡力矩，将安培力放大，弹簧的另一端通过圆轮将弹簧微小的直线伸长量转换为指针的角度变化量，将力再次放大显示在刻度板上，虽说该实用新型可演示安培力的大小，但机械结构复杂，显示方式落后，直观性也比较差。
发明内容
本实用新型要解决的问题是现有装置中机械结构复杂，实验内容单一，显示方式落后，直观性也比较差的问题，其目的是提供一种结构简单，使用便捷直观的演示磁场对电流作用的安培力演示实验装置。
本实用新型的措施包括永磁磁铁、可动载流导体棒、导电导轨，其主要结构是在演示装置箱体上设有支承导电导轨的导电导轨绝缘支座，在导电导轨的端头连接有导电导轨引线，其中间设置有永磁磁铁在磁铁底座上并可在磁铁移动导板上滑动，在永磁磁铁上还设置有行程开关及行程开关引线，在永磁磁铁的中间和导电导轨上还置有一根可动载流导体棒；在演示装置箱体中设置有换向控制电路，该换向控制电路连接于演示装置箱体控制面板上的电源、起动按纽、电流调节、电流方向和安培力显示器，导电导轨的导电导轨引线连接于换向控制电路的1、2端。
上述演示装置箱体中设有的换向电路控制原理为：220V市电经变压器B变压，桥式整流，再经三端稳压块78XX、79XX形成对地(变压器中心抽头)为“+”、“-”两种直流模式。由起动按纽和行程开关控制直流电源极性；两只LED发光管的亮灭指示电流方向；R5为电流调节电位器，用以调节通电棒中电流的大小。右边接线柱1、2便为连接通电导轨的引出线。
本实用新型由两块磁性永久性磁铁构成，且相对位置可调，即磁感应强度可调。利用该演示仪可直观地演示载流直导体在磁场中的受力情况，验证载流直导体在磁场中受力的方向与磁场和电流方向三者之间的关系。
即
本实用新型既可以演示中学物理中左手定则，又可作为大学普通物理电磁学部分有关安培力的半定量演示装置。
与现有技术相比，本实用新型创新性的优点在于：
1.结构直观鲜明、取材容易、使用方便、能直观演示说明安培力大小与磁感强度、电流强度、导体长度间的正比关系等多种物理现象。
2.电流方向自动调节、控制电路简单。可较长时间地实现往复运动，达到连续演示的效果。
3.磁场具有不均匀对称分布的特点、强弱靠调节磁铁相对位置来实现。
4.电流强度的调节随意，电流方向的显示简明，安培力的相对大小采用了较先进的数码显示方式，控制方便。
5.所有的电源与控制电路均放置在演示仪下方的箱体内，主体突出，直观明了。
附图说明
图1是本实用新型安培力演示装置的结构示意图
图2是本实用新型安培力演示装置的换向控制电路原理图
图中：1：永久磁铁 2：磁铁移动导板 3：磁铁底座 4：可动载流导体棒 5：导电导轨 6：导电导轨引线 7：导电导轨绝缘支座 8：演示装置控制面板 9：行程开关 10：行程开关引线 11：演示装置箱体
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作出进一步的详细说明，本实施例是对本实用新型的详细说明，并不对本实用新型作出任何限制。
图1中，一种安培力演示装置包括永磁磁铁、可动载流导体棒、导电导轨，其主要结构与构成是在演示装置箱体(11)上设有支承导电导轨(5)的导电导轨绝缘支座(7)，在导电导轨(5)的端头连接有导电导轨引线(6)，其中间设置有永磁磁铁(1)在磁铁底座(3)上并可在磁铁移动导板(2)上滑动，在永磁磁铁(1)上还设置有行程开关(9)及行程开关引线(10)，在永磁磁铁(1)的中间和导电导轨(5)上还置有一根可动载流导体棒(4)；在演示装置箱体(11)中设置有换向控制电路，该换向控制电路连接于演示装置箱体(11)控制面板上的电源、起动按纽、电流调节、电流方向和安培力显示，导电导轨(5)的导电导轨引线(6)连接于换向控制电路的1、2端。
图2中：安培力演示装置的换向控制电路原理为将220V市电经变压器B变压，桥式整流，再经三端稳压块78XX、79XX形成对地(变压器中心抽头)为“+”、“-”两种直流模式。由两个小型行程开关SQ1、SQ2通过交流接触器km1、km2控制直流电源极性；两只LED发光管的亮灭指示电流方向；R5为电流调节电位器，用以调节通电棒中电流的大小。右边接线柱1、2便为连接通电导轨的引出线。其中按钮SB是为防止移动棒位于任意位置时便于起动而设置的。
图中电阻R6既是通电棒的限流电阻，其分压又是安培力相对大小的基本标志，故其引出线(3)和(4)直接连接数码显示器。(数码显示器的直流5V电源由变压器B的另一组输出经整流、滤波、稳压后接到显示器电源端，图中未画出)
在演示时，接通电源，按下起动按纽，导轨上的导体棒便受磁场力向某一方向滚动，同时相应的电流方向显示灯亮，安培力显示器显示其相对大小；滚动撞到行程开关时，自动换向，向着相反的方向滚动，同时显示相应的方向与安培力。依次循环往复连续自动演示。调节电流大小或移动磁铁距离，安培力显示的大小相应变化。关断电源，演示停止。
Claims (1)
1.一种安培力演示装置，包括永磁磁铁、可动载流导体棒、导电导轨，其特征是在演示装置箱体(11)上设有支承导电导轨(5)的导电导轨绝缘支座(7)，在导电导轨(5)的端头连接有导电导轨引线(6)，其中间设置有永磁磁铁(1)在磁铁底座(3)上并可在磁铁移动导板(2)上滑动，在永磁磁铁(1)上还设置有行程开关(9)及行程开关引线(10)，在永磁磁铁(1)的中间和导电导轨(5)上还置有一根可动载流导体棒(4)；在演示装置箱体(11)中设置有换向控制电路，该换向控制电路连接于演示装置箱体(11)控制面板上的电源、起动按纽、电流调节、电流方向和安培力显示，导电导轨(5)的导电导轨引线(6)连接于换向控制电路的1、2端。
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