多用自感演示實驗儀的製作方法
2023-06-05 19:13:51 1
專利名稱:多用自感演示實驗儀的製作方法
本實用新型屬於自感演示實驗裝置的新設計。
自感教學被認為是物理教學的難點，特別是現在通用的自感教學實驗裝置電路複雜，設有突出自感情況下電流的變化特點及過程，無法對自感電動勢的大小進行定性討論，通、斷路自感演示分為兩種裝置進行。
本實用新型的目的是克服 現行通用自感演示實驗儀的缺陷，採用LR迴路及大型演示電錶，直接顯示實驗中電流或電壓變化的特點和過程，在同一臺裝置上，同時進行通、斷路自感實驗。
本實用新型為一組合式實驗裝置。所用元器件，均製成插接件形式，在儀器上，備有多個插座，元器件可以通過插座，在適當的位置接入。根據不同的教學目的要求，可以通過變換元器件組合，以滿足教學的需要。該儀器使用的元器件主要有電感線圈、電阻、電錶、發光二極體、小燈泡、開關和電源。本實用新型採用LR電路作為演示自感現象、建立自感概念的基本電路。採用電流表、電壓表直接顯示LR迴路暫態過程中電流的變化特點和過程，定性 地討論自感電動勢最大值與外接電阻的關係。本實用新型採用如下設計，電感線圈、電流表、電源組成通路迴路；電感線圈、電流表、電壓表、可變電阻器組成斷路自感迴路。為了定性地反映通、斷路自感電流的大小和方向，本儀器中發光二極體和一小燈泡並聯連接後，再與電感線圈、另一小燈泡並聯，發光二極體與電源反向連接。當電源接通時，電感線圈中積蓄電能，兩小燈泡發亮，當斷開電源時，小燈泡和發光二極體同時閃亮後熄滅，立即拔去與發光二極體並聯的小燈泡、發光二極體重新閃亮。這就反映出斷電後自感電流的方向，並說明自感電流是逐漸減少的。
本實用新型設計的特殊開關，具有3個接頭，它是由三片導電片構成三個接頭的開關，或者由二片彈性導電片，一導電按鈕構成的三個接頭的開關。0.1.2.是本儀器特殊開關的3個接頭，0.位的一端與電感線圈相連接，1.位的一端與電源相連接。開關結構為0.1.位各接一彈性導電片，且0.位導電片置於1.位導電片的下方，2.位為一導電按鈕，通常情況下，0.1.兩塊導電片是部分重疊的，當按鈕2.壓迫0.位導電片時，0.2.間導通，0.1.間斷開形成自感電路；另一種為0.1.2.位都為一導電片，0.位導電片可在1.2.兩導電片上來回滑動，1.2.間是斷開的，0.位導電片的長度應與1.2.間兩塊導電片的間距的長度為宜，這樣在接通0.2.的同時，保證0.1.已經斷開。這樣設計的開關，可以達到通斷同步的效果，保證實驗的進行。
本實用新型與現有技術相比，有如下特點1.採用LR電路作為演示自感現象、建立自感概念，電路簡單直接、突出本質。
2.運用大型通用演示電流表直接顯示LR迴路暫態過程電流變化過程的特徵。
3.通用、多用、組合性強。
按照不同層次的教學要求，可通過變換元器件的插接件，完成相應的自感實驗。此外，還可進行其它一些電磁學實驗，如交流電對電感、電容的作用；電容器充、放電；電磁振蕩；其變換電路也簡便易行。
圖1、是本實用新型的結構示意圖。
0、1、2是特殊開關的3個接點，0，2同時兼作電路中的插座；3，4，5，6，7，8都是儀器上的插座，通過插座，可以插入不同的元器件。
在本實驗裝置中，0.1.2.間是一特殊開關，2.3.間為一電阻或導線，3.4.間可插接可變電阻，電壓表或小燈泡或導線，5.6.間可插接一小燈泡或導線，6.7.間可插接一電流表或導線，7.8.間插接電感線圈，根據實驗需要，0.4.間可以插接一發光二極體。電感線圈可選擇滿足L／R＞1條件的帶抽頭的線圈，電流表採用JDB6型演示電流表，電壓表採用JDB1型演示萬用表，電源為二節1.5伏乾電池，發光二極體選用FG3型，小燈泡採用2.5V／0.3A的手電筒電珠；可變電阻採用B×D(0.3A／2KΩ)滑線變阻器，演示操作方法與一般自感實驗方法相同。
實例1為了比較電阻與電感特性的不同，可以將圖1中7.8.間分別插入電感線圈或電阻。5.6.間插接電流表。實驗現象為，純電阻電路無感生電流產生，純電感電路產生感生電流。
實例2演示電源斷開時，自感電動勢與電阻R的關係。我們在3.4.間並聯插入可變電阻和電壓表，7.8.間接電感線圈，5.6.間接電流表，這樣可定性地顯示電源斷開時電壓表讀數的最大值隨R的增大而增大，電流的最大值不變。
實例3為了反映自感電流的方向及特性，在3.4.和5.6.間分別插入兩小燈泡，在0.4.間插入發光二極體，7.8.間插接電感線圈。此電路不僅作通、斷一體化演示，而且可顯示電源斷路時，自感電流的方向。如電源斷開、發光二極體熄滅後，撥出3.4.間的小燈泡，可看到發光二極體又重新發光，說明感生電流是逐漸減小的。
權利要求
1.一種自感教學儀器，包括電感線圈、電錶、電阻、小燈泡、電源，其特徵在於它使用了一個特殊開關和發光二極體，裝置中0.1.2.3.4.5.6.7.8.為插座式電路接頭，特殊開關連接在0.1.2.位，0.4.位可插接發光二極體，電感線圈、電流表、小燈泡與電源構成迴路，電感線圈、電流表、小燈泡、發光二極體、電阻、電壓表構成自感迴路。
2.根據權利要求
1.所述的自感教學儀器，其特徵是特殊開關是由三塊導電片構成三個接頭的開關，或者由二片彈性導電片，一導電按鈕構成的三個接頭的開關。
專利摘要
一種廣泛用於各類大中學校自感教學的實驗儀器，本實用新型克服了現有自感演示實驗儀的缺陷，採用LR迴路演示自感現象、建立自感概念。本儀器採用了一個特殊的開關，配合通用的大型演示電錶顯示實驗現象。該儀器為組合式設計，可根據不同層次的教學目的和要求，通過不同的元器件組合，完成多個有關的自感實驗。該儀器設計思想獨特，關鍵部件設計巧妙，結構簡單，組合性強，具有較好的實用價值。
文檔編號G09B23/18GK87207333SQ87207333
公開日1988年10月26日 申請日期1987年7月24日
發明者羅星凱, 周中權 申請人:江西師範大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan