一種安培力實驗控制裝置製造方法
2023-05-05 04:14:36 2
一種安培力實驗控制裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型具體涉及到一種安培力實驗控制裝置，由操作面板、鋁架、鐵芯、兩隻電磁鐵、導軌和通電導體組成；與傳統的安培力實驗控制裝置相比，本實用新型能有效地改變磁場的方向和強弱，能改變通電導體流過的電流大小和方向以及接入磁場的有效長度，而且還可對實驗進行自動控制、計時等，便於學生根據該裝置探究安培力的方向和大小，提高實驗效果。
【專利說明】一種安培力實驗控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種實驗控制裝置，特別是一種安培力實驗控制裝置。
【背景技術】
[0002]在高中物理安培力實驗中，安培力的大小與磁場的強弱、通電導體中的電流大小和導體在磁場中的長度有關，安培力的方向與磁場方向和通電導體中的電流方向有關。目前市場上探究安培力的實驗裝置，利用的都是永久磁鐵產生的勻強磁場，在實驗時一般不能有效改變磁場強弱和磁場方向，如果想改變磁場強弱和磁場方向，利用永久磁鐵實施起來比較麻煩；另外，在該類實驗裝置中，安培力大小的判斷只能靠眼睛觀察粗略的比較，實驗現象不夠直觀。
【發明內容】
[0003]為了改變傳統安培力實驗控制裝置存在的問題，提高實驗效果，本實用新型引入一種安培力實驗控制裝置，具體技術方案如下:一種安培力實驗控制裝置，由操作面板、鋁架、鐵芯、電磁鐵、導軌和通電導體組成；其中鋁架用於固定電磁鐵和鐵芯；電磁鐵和鐵芯用於產生磁場，固定安裝在鋁架裡；導軌平行安裝在鋁架兩邊，用於充當通電導體的導線並將通電導體支撐於磁場中間；通電導體放置在導軌上，在安培力的作用下可以移動；操作面板上有實驗裝置總開關、兩個電流表、計時器、實驗啟動按鈕、電流大小撥動開關、磁場強弱撥動開關、電流方向撥動開關、磁場方向撥動開關、磁場寬度撥動開關。
[0004]進一步地，上述電流大小撥動開關用於改變通電導體電流的大小；磁場強弱撥動開關用於改變磁場的強弱；電流方向撥動開關用於改變通電導體的電流方向；磁場方向撥動開關用於改變磁場的方向；磁場寬度撥動開關用於改變磁場寬度從而間接改變通電導體在磁場中的有效長度；電流表分別用於顯示通電導體中電流和電勵磁線圈中電流；計時器用於為每個單次實驗計時。
[0005]進一步地，上述控制面板還包括延時電路，並利用延時電路將一次實驗過程設定在5秒內。
[0006]進一步地，上述控制面板還設置有溫控開關保護通電線圈，防止線圈過熱。
[0007]與傳統安培力實驗裝置相比，本實用新型能有效地改變磁場的方向和強弱，同時還可改變通電導體流過的電流大小和方向以及接入磁場的有效長度，而且還可對實驗進行自動控制、計時等，便於學生根據該裝置探究出判斷安培力的方向和大小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是安培力實驗控制裝置正面示意圖。
[0009]圖2是實驗裝置控制迴路圖。
[0010]圖3是實驗裝置的主迴路圖。【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施實例對本實用新型作進一步描述。
[0012]圖1是本實用新型具體實施例安培力實驗控制裝置正面示意圖，實驗控制裝置包括操作面板、鋁架、鐵芯、兩隻電磁鐵、導軌和通電導體；鋁架用於固定電磁鐵和鐵芯；電磁鐵和鐵芯用於產生磁場，固定安裝在鋁架裡；導軌平行安裝在鋁架兩邊，用於充當通電導體的導線並將通電導體支撐於磁場中間；通電導體放置在導軌上，在安培力的作用下可以移動；操作面板上有實驗裝置總開關、兩個電流表(Al、A2)、計時器、實驗啟動按鈕(SB1)、改變通電導體電流大小的撥動開關(S4)、改變磁場強弱的撥動開關(SI)、改變通電導體電流方向的撥動開關(S5 )、改變磁場方向的撥動開關(S2 )、改變磁場寬度從而間接改變通電導體在磁場中的有效長度的撥動開關(S3)。其中，電流表A2用於顯示通電導體中電流，電流表Al用於顯示電勵磁線圈中電流，計時器用於為每個單次實驗計時，按下SBl後清零，開始下一次實驗計時。
[0013]圖2是實驗裝置控制迴路圖，圖3是實驗裝置的主迴路圖，按鈕開關SBl按下時，繼電器Kl吸合一下，常開觸頭Kl-1閉合一下給電容器Cl充電一次，常開觸頭K1-2閉合一下給計時器清零。此時三極體Ql因基極正偏導通，繼電器K2得電，常開觸頭K2-1閉合，中間繼電器K3得電，常開觸頭K3-1、K3-2、K3-3閉合，電磁鐵和通電導體均得電工作。同時繼電器K4也吸合，常開觸頭K4-1閉合，計時器開始計時。當通電導體滾離軌道時，繼電器K5吸合，常閉觸頭K5-1斷開，計時結束。5秒後電容Cl上的電壓已無法讓Ql維持導通而截止，繼電器K2、K3失電，電路停止工作。
[0014]具體實驗時，打開電源總開關，通過S4設置通電導體電流的大小，SI設置磁場的強弱，S5設置通電導體中電流的方向，S2設置產生的磁場方向，S3設置磁場的寬度從而間接設置了通電導體在磁場中的有效長度，然後按一下實驗啟動開關啟動實驗，觀察實驗效果。如將SI撥向強磁檔(17V)，S4撥向大電流檔，S3撥向通電導體長的位置，S2、S5撥在統一方向(一起向上或一起向下)，通電導體放在軌導上的初始位置，此時按一下啟動開關SB1，通電導體開始向右滾動，計時器開始計時，通電導體滾離軌道時，計時停止，一次實驗結束，5秒後勵磁線圈停止工作。再次實驗時，SI撥向弱磁檔(12V)，S4和S3位置不變，按一下啟動開關SB1，此時可進行強、弱磁場的實驗對比；S4撥向小電流檔，SI和S3位置不變，可進行通電導體上流過電流大、小的實驗對比；S3撥向通電導體短的位置，SI和S4位置不變，可進行在磁場中通電導體長、短的實驗對比JfSl撥向強磁檔(17V)，S4撥向大電流檔，S3撥向通電導體長的位置,S2、S5撥在不同的方向(一個上一個下)時，可對比不同電流方向和不同磁場方向時的安培力的方向。
【權利要求】
1.一種安培力實驗控制裝置，由操作面板、鋁架、鐵芯、電磁鐵、導軌和通電導體組成；所述的鋁架用於固定電磁鐵和鐵芯；所述電磁鐵和鐵芯用於產生磁場，固定安裝在鋁架裡；所述導軌平行安裝在鋁架兩邊，用於充當通電導體的導線並將通電導體支撐於磁場中間；其特徵在於:所述通電導體放置在導軌上，在安培力的作用下可以移動；所述操作面板上有實驗裝置總開關、兩個電流表、計時器、實驗啟動按鈕、電流大小撥動開關、磁場強弱撥動開關、電流方向撥動開關、磁場方向撥動開關和磁場寬度撥動開關。
2.如權利要求1所述的一種安培力實驗控制裝置，其特徵在於:所述電流大小撥動開關用於改變通電導體電流的大小；所述磁場強弱撥動開關用於改變磁場的強弱；所述電流方向撥動開關用於改變通電導體的電流方向；所述磁場方向撥動開關用於改變磁場的方向；所述磁場寬度撥動開關用於改變磁場寬度從而間接改變通電導體在磁場中的有效長度；所述電流表分別用於顯示通電導體中電流和電勵磁線圈中電流；所述計時器用於為每個單次實驗計時。
3.如權利要求1所述的一種安培力實驗控制裝置，其特徵在於:所述控制面板還包括延時電路，並利用延時電路將一次實驗過程設定在5秒內。
4.如權利要求1所述的一種安培力實驗控制裝置，其特徵在於:所述控制面板還設置有溫控開關保護通電線圈，防止線圈過熱。
【文檔編號】G09B23/18GK203786983SQ201420192788
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月21日 優先權日:2014年4月21日
【發明者】石小明, 陳江萍 申請人:石小明