磁懸浮物高度可變的演示儀的製作方法
2023-05-19 11:24:31 3
專利名稱：磁懸浮物高度可變的演示儀的製作方法
技術領域：
磁懸浮物高度可變的演示儀技術領域[0001]本實用新型涉及一種物理現象演示儀，具體涉及一種磁懸浮物高度可變的演示儀。
背景技術：
[0002]利用電磁鐵磁性強度的可控性實現將物體懸浮在空中，令人驚喜，激發學生學習興趣，激發學生探尋其中的奧秘心情。然而，目前的磁懸浮演示器演示懸浮物體高度一定， 沒有靈活性效果不夠理想。發明內容[0003]本實用新型的目的在於提供一種磁懸浮物高度可變的演示儀，其是磁懸浮物高度可變的演示儀，是對磁懸浮(多種物體)演示儀的進一步創新；該磁懸浮演示儀演示的懸浮物的高度可以通過工作檯上旋鈕改變，其結構簡單，使用方便，教學演示效果好。[0004]本實用新型的技術方案是一種磁懸浮物高度可變的演示儀，包括底座，與底座通過支架連接的上平臺，所述上平臺與底座位於支架的同側，所述上平臺面向底座方向設置有空心線圈，所述空心線圈的外側壁上設置有霍爾元件0H3503 ;所述底座內設置有依次連接的工作電源、變壓器、二極體、電容器、穩壓器、電壓比較器以及三極體，所述三極體的集電極與空心線圈連接；所述上平臺與底座設有演示物，所述演示物固連有永久磁鐵，其特徵在於所述工作電源還連接雙聯電位器，所述雙聯電位器、電壓比較器以及霍爾元件 0H3503之間連接高靈敏放大器。[0005]上述演示物包括等重的磁懸浮地球儀、磁懸浮飛機以及小娃娃。[0006]上述工作電源為50W電源，變壓器為輸出17v電壓的變壓器，電容器為4700UF電解電容器，通過穩壓器調節供給三極體、線圈電壓為12V，通過穩壓器調節供給霍爾元件 0H3503，所述電壓比較器電壓為LM358電壓比較器。[0007]上述空心線圈是用O. 43的漆包線在直徑20mm長40mm的骨架上繞800圈製成。[0008]上述永久磁鐵為直徑20mm、厚5mm的圓形磁體。[0009][0009]本實用新型在原專利申請「一種多種物體磁懸浮原理演示儀」基礎上增加可改變電磁鐵的磁場功率，選擇較粗的漆包線繞線圈，增大電源輸出功率且直流輸出電壓可調，提高霍爾元件的接受靈敏度，增加高靈敏放大功能的放大器。總體說上平臺的電磁鐵磁場強度和霍爾元件的輸出靈敏度通過雙聯電位器可調節，從而達到被懸浮物的高度變化。[0010]
[0011]圖I為本實用新型結構原理圖；[0012]圖2為本實用新型控制電路連接示意圖。
具體實施方式
[0013]參見圖I及圖2，製作過程用O. 43的漆包線在直徑20mm長40mm的骨架上繞800 圈成空心線圈，把霍爾元件0H3503固定在線圈的的外側壁上，永久磁鐵選用直徑20mm厚 5mm的圓形磁體，把選用的永久磁鐵粘貼在懸浮的物體上，把空心線圈固定在上平臺的中央位置，工作電源採用50W輸出電壓雙17v變壓器，二極體全波整流，4700UF電解電容進行濾波，通過12V穩壓給電壓比較器、功放電路(三極體放大開關)和空心線圈供電，5V穩壓給霍爾元件0H3503供電。把電源和製作的運放及三極體放大部分元件安置於底座內。[0014]工作原理該作品利用電磁鐵磁性的可控性和永久磁性間的相互作用，實現將物體懸浮在空中的功能。當空心線圈通入直流電時，其產生的磁場極性上邊為N極下邊為S 極。被懸浮的物體上面粘貼的永磁體也有磁場當上面為N極下面為S極時，把演示物(磁體在上面)水平向上慢慢靠近空心線圈底部，它們就有相互的吸引力(異性相吸)，被懸浮的演示物逐漸向上靠近空心線圈，處於空心線圈側邊的霍爾元件0H3503由於感應到磁場慢慢增加而輸出的電壓隨著升高，當演示物靠近空心線圈一定距離時，霍爾元件0H3503輸出的高電壓使LM358運放比較器輸出低電壓三極體功放開關不工作，空心線圈斷電，空心線圈的磁場消失被演示物下落，霍爾元件0H3503因感應的磁場減弱而輸出的電壓隨著降低，當霍爾元件0H3503輸出的低電壓使LM358運放比較器輸出高電壓三極體功放開關工作，空心線圈通電，空心線圈有產生磁場,有向上吸引演不物,這樣可以往復的工作。由於LM358電壓比較器的解析度特別高，它的正負輸入端只要稍有差異輸出端就會是高電壓或低電壓使空心線圈通電和斷電，結果就形成懸浮物在某一高度即上不去也下不來，只能懸浮在空中的特殊現象。[0015]應用把選用的磁體粘貼在不同的物體上，只要重量合適都可使物體懸浮在空中。
權利要求1.一種磁懸浮物高度可變的演示儀，包括底座，與底座通過支架連接的上平臺，所述上平臺與底座位幹支架的同側，所述上平臺面向底座方向設置有空心線圈，所述空心線圈的外側壁上設置有霍爾元件0H3503 ;所述底座內設置有依次連接的工作電源、變壓器、ニ極管、電容器、穩壓器、電壓比較器以及三極體，所述三極體的集電極與空心線圈連接；所述上平臺與底座設有演示物，所述演示物固連有永久磁鐵，其特徵在於所述工作電源還連接雙聯電位器，所述雙聯電位器、電壓比較器以及霍爾元件0H3503之間連接高靈敏放大器。
2.根據權利要求I所述磁懸浮物高度可變的演示儀，其特徵在於所述演示物包括等重的磁懸浮地球儀、磁懸浮飛機以及小娃娃。
3.根據權利要求I或2所述磁懸浮物高度可變的演示儀，其特徵在於所述工作電源為50W電源，變壓器為輸出17v電壓的變壓器，電容器為4700UF電解電容器，通過穩壓器調節供給三極體、線圈電壓為12V，通過穩壓器調節供給霍爾元件0H3503，所述電壓比較器電壓為LM358電壓比較器。
4.根據權利要求3所述磁懸浮物高度可變的演示儀，其特徵在於所述空心線圈是用O.43的漆包線在直徑20mm長40mm的骨架上繞800圈製成。
5.根據權利要求4所述磁懸浮物高度可變的演示儀，其特徵在於所述永久磁鐵為直徑20mm、厚5mm的圓形磁體。
專利摘要一種磁懸浮物高度可變的演示儀，包括底座，與底座通過支架連接的上平臺，上平臺與底座位於支架的同側，上平臺面向底座方向設置有空心線圈，空心線圈的外側壁上設置有霍爾元件OH3503；底座內設置有依次連接的工作電源、變壓器、二極體、電容器、穩壓器、電壓比較器以及三極體，三極體的集電極與空心線圈連接；上平臺與底座設有演示物，演示物固連有永久磁鐵，工作電源還連接雙聯電位器，雙聯電位器、電壓比較器以及霍爾元件OH3503之間連接高靈敏放大器。本實用新型可演示磁懸浮地球儀、磁懸浮飛機、小娃娃在空中飄浮等多種物體，靈活多樣，其結構簡單，使用方便，教學演示效果佳；另外有幾個部分利用廢棄材料製成，節約了成本。
文檔編號G09B23/18GK202816230SQ201220318138
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月3日 優先權日2012年7月3日
發明者雷建設 申請人:雷建設