一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，屬于實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型包括底座、空腔骨架Ⅰ、空腔骨架Ⅱ、繞組線圈Ⅰ、繞組線圈Ⅱ、固定支架Ⅰ、固定支架Ⅱ、固定支架Ⅲ；空腔骨架由固定支架Ⅰ和固定支架Ⅱ水平支撐固定在底座之上，繞組線圈Ⅰ、繞組線圈Ⅱ分別均勻密繞在空腔骨架Ⅰ、空腔骨架Ⅱ的外表面、兩個(gè)繞組線圈的端線分別與底座上的接線柱相連接。還包括連接支架、標(biāo)尺、標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿、以及連接調(diào)節(jié)螺桿和標(biāo)尺的套筒；標(biāo)尺和空腔骨架Ⅱ通過連接支架連接固定，套筒由固定支架Ⅲ支撐固定在底座之上。本實(shí)用新型不僅能測(cè)量互感系數(shù)，而且能觀察到由于兩線圈相對(duì)位置的改變而帶來的信號(hào)的大小的變化即引起互感系數(shù)大小的變化。
【專利說明】一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，主要應(yīng)用于高等院校理工科專業(yè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，屬于實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的另一個(gè)線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，反之亦然，這稱為互感現(xiàn)象?；ジ衅魇怯稍?、副線圈組成，在原線圈中通入交變電流，磁通變化會(huì)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，利用互感原理制成的變壓器，在科研中有廣泛應(yīng)用。顯然，兩線圈的互感耦合程度不僅與線圈中的電流變化快慢有關(guān)，還與互感器本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)?；ジ衅鞯囊粋€(gè)重要參數(shù)即互感系數(shù)，由線圈的幾何形狀、大小、匝數(shù)、線圈之間的相對(duì)位置、是否填充磁介質(zhì)以及磁介質(zhì)的性質(zhì)決定，而與線圈中電流無關(guān)?；ジ邢禂?shù)的計(jì)算比較復(fù)雜，實(shí)際中常采用實(shí)驗(yàn)的方法來測(cè)定。目前，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中研究互感現(xiàn)象所使用的互感器結(jié)構(gòu)有些簡(jiǎn)單，兩線圈的相對(duì)位置是固定的，實(shí)驗(yàn)測(cè)量過程中學(xué)生無法感受到線圈位置的變化對(duì)互感現(xiàn)象及互感系數(shù)的影響，使得他們對(duì)于線圈互感耦合程度也僅僅限于理論上的認(rèn)識(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的互感裝置，使用該裝置研究互感現(xiàn)象不僅能測(cè)量互感系數(shù)，而且能使學(xué)生充分的感受到線圈位置的改變對(duì)互感系數(shù)的影響，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐認(rèn)識(shí)和對(duì)理論知識(shí)的理解。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，包括底座1、空腔骨架
I21、空腔骨架II 22、繞組線圈I 31、繞組線圈II 32、固定支架I 41、固定支架II 42、固定支架III 43 ;空腔骨架21由固定支架I 41和固定支架II 42水平支撐固定在底座I之上，繞組線圈I 31、繞組線圈II 32分別均勻密繞在空腔骨架I 21、空腔骨架II 22的外表面、兩個(gè)繞組線圈的端線分別與底座I上的接線柱相連接。還包括連接支架5、標(biāo)尺6、標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿7、以及連接調(diào)節(jié)螺桿7和標(biāo)尺6的套筒8 ;標(biāo)尺6和空腔骨架II 22通過連接支架5連接固定，套筒8由固定支架III 43支撐固定在底座I之上。
[0005]所述空腔骨架I 21和空腔骨架II 22的橫斷面為圓形。
[0006]所述空腔骨架I 21和空腔骨架II 22的水平中心線重合。
[0007]所述空腔骨架I 21的直徑大于空腔骨架II 22的直徑。
[0008]調(diào)節(jié)標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿7，可以讓空腔骨架II 22進(jìn)入空腔骨架I 21內(nèi)部，可以看到加強(qiáng)互感耦合程度情況下的信號(hào)波形，計(jì)算得到更大的互感系數(shù)。
[0009]其中，調(diào)節(jié)所述的標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿7可以水平的移動(dòng)標(biāo)尺6，通過連接支架5水平的移動(dòng)空腔骨架II 22，從而改變繞組線圈II 32相對(duì)于繞組線圈I 31的位置。兩空腔骨架可以采用PVC管或者電膠木制成，其外表面覆蓋的兩繞組線圈用普通的細(xì)銅絲即可。該裝置可做成可視的，外部可以罩一個(gè)與底座相匹配的透明罩子，或者直接就采用開放式的，便于學(xué)生觀察。
[0010]使用該互感裝置研究互感現(xiàn)象并測(cè)定互感系數(shù)時(shí)，將交變信號(hào)和一個(gè)電阻A串聯(lián)后與繞組線圈I 31的兩個(gè)接線柱相連接，繞組線圈II 32的兩個(gè)接線柱和一個(gè)負(fù)載
電阻鳥相連，用雙蹤示波器的一個(gè)通道觀測(cè)電阻^上的信號(hào)，用其另外一個(gè)通道觀測(cè)電
阻上的信號(hào)，讀出示波器顯示的電壓峰峰值和，根據(jù)公式Α? = ?即算得互感 R2Ui T-h2π/?\ 系數(shù)f為信號(hào)的頻率。調(diào)節(jié)標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿7，水平的移動(dòng)標(biāo)尺6，通過連接支架5水平的移動(dòng)空腔骨架II 22，改變繞組線圈II 32相對(duì)于繞組線圈I 31的位置，可以觀測(cè)到示波器兩個(gè)通道所顯示的互感信號(hào)大小隨著標(biāo)尺的移動(dòng)而發(fā)生變化。通過標(biāo)尺上的讀數(shù)，利用上述互感系數(shù)計(jì)算公式，可以算得繞組線圈II 32在每個(gè)位置所對(duì)應(yīng)互感系數(shù)。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:互感器中的兩個(gè)線圈位置不再固定不變，使用該裝置研究互感現(xiàn)象不僅能測(cè)量互感系數(shù)，而且學(xué)生能觀察到由于兩線圈相對(duì)位置的改變而帶來的信號(hào)的大小的變化即引起互感系數(shù)大小的變化，使他們真切的感受到線圈的相對(duì)位置對(duì)互感耦合程度的影響，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐認(rèn)識(shí)和對(duì)理論知識(shí)的理解。同時(shí)，該裝置采用可視性設(shè)計(jì)而非傳統(tǒng)的“黑箱子”設(shè)計(jì)，可以加深對(duì)互感原件構(gòu)造的理解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型研究互感現(xiàn)象的電路圖；
[0014]圖中:1-底座，21-空腔骨架I，22-空腔骨架II，31-繞組線圈I，32-繞組線圈
II，41-固定支架I，42-固定支架II，43-固定支架III，5-連接支架，6-標(biāo)尺，7-標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿，8-套筒。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0016]實(shí)施例1:如圖1-2所示，一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，包括底座1、空腔骨架I 21、空腔骨架II 22、繞組線圈I 31、繞組線圈II 32、固定支架I 41、固定支架II 42、固定支架III 43 ;空腔骨架21由固定支架I 41和固定支架II 42水平支撐固定在底座I之上，繞組線圈I 31、繞組線圈II 32分別均勻密繞在空腔骨架I 21、空腔骨架II 22的外表面、兩個(gè)繞組線圈的端線分別與底座I上的接線柱相連接。還包括連接支架5、標(biāo)尺6、標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿7、以及連接調(diào)節(jié)螺桿7和標(biāo)尺6的套筒8 ;標(biāo)尺6和空腔骨架II 22通過連接支架5連接固定，套筒8由固定支架III 43支撐固定在底座I之上?？涨还羌躀 21和空腔骨架II 22的橫斷面為圓形?？涨还羌躀 21和空腔骨架II 22的水平中心線重合?？涨还羌躀 21的直徑大于空腔骨架II 22的直徑。
[0017]實(shí)施例2:如圖1-2所示，一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，包括底座1、空腔骨架I 21、空腔骨架II 22、繞組線圈I 31、繞組線圈II 32、固定支架I 41、固定支架II 42、固定支架III 43 ;空腔骨架21由固定支架I 41和固定支架II 42水平支撐固定在底座I之上，繞組線圈I 31、繞組線圈II 32分別均勻密繞在空腔骨架I 21、空腔骨架II 22的外表面、兩個(gè)繞組線圈的端線分別與底座I上的接線柱相連接。還包括連接支架5、標(biāo)尺6、標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿7、以及連接調(diào)節(jié)螺桿7和標(biāo)尺6的套筒8 ;標(biāo)尺6和空腔骨架II 22通過連接支架5連接固定，套筒8由固定支架III 43支撐固定在底座I之上?？涨还羌躀 21和空腔骨架II 22的橫斷面為圓形?？涨还羌躀 21和空腔骨架II 22的水平中心線重合。
[0018]實(shí)施例3:如圖1-2所示，一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，包括底座1、空腔骨架I 21、空腔骨架II 22、繞組線圈I 31、繞組線圈II 32、固定支架I 41、固定支架II 42、固定支架
III43 ;空腔骨架21由固定支架I 41和固定支架II 42水平支撐固定在底座I之上，繞組線圈I 31、繞組線圈II 32分別均勻密繞在空腔骨架I 21、空腔骨架II 22的外表面、兩個(gè)繞組線圈的端線分別與底座I上的接線柱相連接。還包括連接支架5、標(biāo)尺6、標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿7、以及連接調(diào)節(jié)螺桿7和標(biāo)尺6的套筒8 ;標(biāo)尺6和空腔骨架II 22通過連接支架5連接固定，套筒8由固定支架III 43支撐固定在底座I之上。空腔骨架I 21和空腔骨架II 22的橫斷面為圓形。
[0019]實(shí)施例4:如圖1-2所示，一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，包括底座1、空腔骨架I 21、空腔骨架II 22、繞組線圈I 31、繞組線圈II 32、固定支架I 41、固定支架II 42、固定支架
III43 ;空腔骨架21由固定支架I 41和固定支架II 42水平支撐固定在底座I之上，繞組線圈I 31、繞組線圈II 32分別均勻密繞在空腔骨架I 21、空腔骨架II 22的外表面、兩個(gè)繞組線圈的端線分別與底座I上的接線柱相連接。還包括連接支架5、標(biāo)尺6、標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿7、以及連接調(diào)節(jié)螺桿7和標(biāo)尺6的套筒8 ;標(biāo)尺6和空腔骨架II 22通過連接支架5連接固定，套筒8由固定支架III 43支撐固定在底座I之上。
[0020]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，包括底座(I)、空腔骨架I (21)、空腔骨架II (22)、繞組線圈I (31)、繞組線圈II (32)、固定支架I (41)、固定支架II (42)、固定支架111(43);空腔骨架(21)由固定支架I (41)和固定支架II (42)水平支撐固定在底座(I)之上，繞組線圈I (31)、繞組線圈II (32)分別均勻密繞在空腔骨架I (21)、空腔骨架II (22)的外表面、兩個(gè)繞組線圈的端線分別與底座(I)上的接線柱相連接；其特征在于:還包括連接支架(5)、標(biāo)尺(6)、標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺桿(7)、以及連接調(diào)節(jié)螺桿(7)和標(biāo)尺(6)的套筒(8);標(biāo)尺(6)和空腔骨架II (22)通過連接支架(5)連接固定，套筒(8)由固定支架111(43)支撐固定在底座(I)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，其特征在于:所述空腔骨架I(21)和空腔骨架II (22)的橫斷面為圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，其特征在于:所述空腔骨架I(21)和空腔骨架II (22)的水平中心線重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用互感裝置，其特征在于:所述空腔骨架I(21)的直徑大于空腔骨架II (22)的直徑。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK203433716SQ201320461999
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】劉志強(qiáng), 龔元江, 田亞芳, 李迅鵬, 張馨予 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)