電動機演示模型的製作方法

2023-05-24 12:34:41 3

電動機演示模型的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種電動機演示模型，包括底座、轉子、轉子支架、磁鐵和磁鐵支座，底座上固定有四個呈四邊形布置的導杆支座和兩個手柄座，兩個手柄座對稱布置，導杆支座上固定有兩個相互平行的導杆，兩導杆共同承擔兩個磁鐵底座，兩磁鐵底座對稱布置，兩磁鐵底座可沿導杆滑動，兩磁鐵支座上各固定一個磁鐵，兩磁鐵磁極相對，兩磁鐵的相背面上各鉸接一個剛性連杆，剛性連杆與手柄鉸接，手柄鉸接在手柄座上；轉子位於兩磁鐵之間，轉子內固定有軸，軸鉸接在轉子支架上，轉子支架固定在底座上。本發明的電動機演示模型結構簡單，不僅可以演示電流對通電導體受力的影響，還可以演示磁場強度對通電導體受力大小的影響，更具直觀性和操作性。
【專利說明】電動機演示模型
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種教學模型，具體是一種用來演示電動機原理的電動機演示模型。技術背景
[0002]電動機是把電能轉換為機械能的設備，是利用通電導體在磁場中受力的作用原理，通電線圈兩個端線同時有相反方向的電流，使整個線圈產生繞軸的扭力，使線圈轉動。
[0003]直流電動機由於其使用範圍的普遍性，也成為了中學物理教學方面重點內容。但目前市面上的電動機的演示模型，磁場方向和強度都是固定的，只能用來演示磁場強度固定的情況下的電動情況，不能用來演示磁場強度變化對通電導體所受安培力的影響。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種電動機演示模型，該模型不僅可以演示電流對通電導體受力的影響，還可以演示磁場強度對通電導體受力的影響。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種電動機演示模型，包括底座、轉子、轉子支架、磁鐵和磁鐵支座，所述底座上固定有四個導杆支座和兩個手柄座，四個導杆支座呈四邊形布置，兩個手柄座對稱布置，導杆支座上固定有兩個導杆，兩導杆相互平行，兩導杆共同承擔兩個磁鐵底座，兩磁鐵底座對稱布直，兩磁鐵底座可沿導杆滑動，兩磁鐵支座上各固定一個磁鐵，兩磁鐵磁極相對，兩磁鐵的相背面上各鉸接一個剛性連杆，剛性連杆與手柄鉸接，手柄絞接在手柄座上；
轉子位於兩磁鐵之間，轉子內固定有軸，軸鉸接在轉子支架上，軸上還固定有扇葉，扇葉位於轉子支架外側，轉子支架固定在底座上。
[0006]所述轉子為市售產品，轉子內含通電線圈，通電線圈兩端連接兩個電刷，電刷接外電源。
[0007]本發明的工作原理是:通過向上抬起手柄，手柄推動兩磁鐵沿導杆相向滑動，兩磁鐵間距離縮小，產生一定強度的磁場，在轉子(通電線圈)內通電，根據安培定理，通電線圈在磁場中產生安培力，帶動軸一起旋轉，通過扇葉的旋轉可以觀察到這一現象。
[0008]移動磁鐵到另一距離，在線圈中通入相同電流，觀察扇葉的旋轉速度發生的變化，根據公式F=BILsin Θ (其中F為安培力，B為磁場強度、I為電流大小、L為線圈長度、Θ為磁場與線圈的夾角)，驗證安培力大小與磁場強度呈正比。
[0009]本發明的電動機演示模型結構簡單，不僅可以演示電流對通電導體受力的影響，還可以演示磁場強度對通電導體受力大小的影響，更具直觀性和操作性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發明電動機演示模型的磁鐵分開時的結構示意圖。
[0011]圖2為圖1的俯視圖。[0012]圖3為本發明電動機演示模型的磁鐵合併時的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0014]電動機演示模型，包括底座9、轉子2、轉子支架3、第一磁鐵la、第二磁鐵Ib和第一磁鐵支座I Ia和第二磁鐵支座11b，所述底座9上固定有倒T形的第一導杆支座8a、第二導杆支座Sb、第三導杆支座Sc、第四導杆支座8d、第一手柄座12a和第二手柄座12b，第一導杆支座8a、第二導杆支座8b、第三導杆支座8c和第四導杆支座8d呈四邊形布置,第一手柄座12a位於第一導杆支座8a和第二導杆支座Sb之間，第二手柄座12b位於第三導杆支座8c和第四導杆支座8d之間，第一導杆支座8a和第三導杆支座8c之間固定有第一導杆IOa,第二導杆支座8b和第四導杆支座8d之間固定有第二導杆IOb,第一導杆IOa與第二導杆IOb相互平行,第一導杆IOa和第二導杆IOb共同承載兩個可沿第一導杆IOa和第二導杆IOb滑動的磁鐵支座I la、11b，磁鐵支座Ila和磁鐵支座Ilb相互對稱，磁鐵支座Ila上固定有第一磁鐵la，磁鐵支座Ilb上固定有第二磁鐵lb，第一磁鐵Ia與第二磁鐵Ib磁極相對；第一手柄座12a上鉸接一個第一手柄7a，第一手柄7a與第一剛性連杆6a鉸接，第一剛性連杆6a與第一磁鐵Ia鉸接；第二手柄座12b上鉸接一個第二手柄7b，第二手柄7b與第二剛性連杆6b鉸接，第二剛性連杆6b與第二磁鐵Ib鉸接；第一磁鐵Ia與第二磁鐵Ib之間有轉子2，轉子2為市售產品，轉子2內置線圈，線圈兩端連接兩個電刷，電刷與外電源連接。轉子2中間固定有軸5，軸5兩端鉸接在轉子支架3上，轉子支架3固定在底座9上，軸5 —端還固定有扇葉4,扇葉4位於轉子支架3外側。
[0015]演示時，轉子2內的線圈通電，抬起或壓下第一手柄7a和第二手柄7b，第一手柄7a和第二手柄7b帶動第一磁鐵Ia和第二磁鐵Ib靠近或遠離,轉子2受到安培力的作用帶動軸5轉動，觀察扇葉4的旋轉情況，從而看出扇葉4隨磁場強度變化的旋轉速度。
[0016]以上所述僅是本發明的【具體實施方式】，應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明的技術方案進行若干變形或者等同替換，這些也應視為屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.電動機演示模型，包括底座、轉子、轉子支架、磁鐵和磁鐵支座，其特徵在於:所述底座上固定有四個導杆支座和兩個手柄座，四個導杆支座呈四邊形布置,兩個手柄座對稱布置，導杆支座上固定有兩個導杆，兩導杆相互平行，兩導杆共同承擔兩個磁鐵底座，兩磁鐵底座對稱布置，兩磁鐵底座可沿導杆滑動，兩磁鐵支座上各固定一個磁鐵，兩磁鐵磁極相對，兩磁鐵的相背面上各鉸接一個剛性連杆，剛性連杆與手柄鉸接，手柄鉸接在手柄座上；轉子位於兩磁鐵之間，轉子內固定有軸，軸鉸接在轉子支架上，轉子支架固定在底座上。
2.如權利要求1所述的電動機演示模型，其特徵在於:所述軸上還固定有扇葉，扇葉位於轉子支架外側。
【文檔編號】G09B23/18GK103927916SQ201410173730
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】井大喜, 李仁為, 翁成美, 宋偉強 申請人:蚌埠市創新科普產品工程研究中心有限公司