教學(xué)用磁電現(xiàn)象綜合演示器的制造方法
【專利摘要】教學(xué)用磁電現(xiàn)象綜合演示器，在同一臺器材上，水平安裝有可旋轉(zhuǎn)的磁鐵和軸線與磁鐵軸線豎直相交的轉(zhuǎn)動臺；在轉(zhuǎn)動臺上，可分別固定導(dǎo)體盤、或表面固定有發(fā)光二極管的絕緣盤；兩盤固定在轉(zhuǎn)動臺上后，其表面靠近磁鐵，但有一定的間隙；通過齒輪增速，可轉(zhuǎn)動手柄使磁鐵能夠較快地旋轉(zhuǎn)；在磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩盤也會隨著或旋轉(zhuǎn)、或旋轉(zhuǎn)且發(fā)光；這樣就定性地演示了法拉第電磁感應(yīng)定律、安培定律、以及其它有關(guān)的磁、電、和物理現(xiàn)象。
【專利說明】教學(xué)用磁電現(xiàn)象綜合演示器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種教學(xué)用磁電現(xiàn)象綜合演示器，是一種教學(xué)器材，用于對多種磁現(xiàn)象、電現(xiàn)象、和其它物理現(xiàn)象進(jìn)行直觀地演示。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的教學(xué)器材中，對一些磁電現(xiàn)象的演示，往往沒有專用的演示器，因此教學(xué)和實(shí)驗(yàn)不夠方便，并且缺乏趣味性。例如，在演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，需先將一個(gè)電流表接到一個(gè)線圈上，然后手持一個(gè)條形磁鐵往返靠近和離開線圈，這時(shí)電流表的指針往復(fù)擺動，說明磁場的變化產(chǎn)生了電流。這樣的演示需要三個(gè)單獨(dú)的零部件進(jìn)行現(xiàn)場組合，因此不夠方便；再如，機(jī)械能、磁能、電能之間的互相轉(zhuǎn)換，以及能量可以非接觸地通過“場”來傳遞，就沒有相應(yīng)的演示裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種教學(xué)用磁電現(xiàn)象綜合演示器；在此一臺演示器上，能夠比較方便地演示出多種磁、電、及其它物理現(xiàn)象。如:①磁場的變化能夠感生出電動勢，導(dǎo)體上的電動勢進(jìn)而可以形成感生電流；②磁場中的感生電流會受到力的作用，進(jìn)而使載有感生電流的導(dǎo)體產(chǎn)生運(yùn)動在大面積或大體積導(dǎo)體中，電流的流動路徑是受電動勢分布范圍的影響，而不會任意流動機(jī)械能、磁能、電能之間是可以互相轉(zhuǎn)換的電能可以轉(zhuǎn)換成光能；⑥能量可以非接觸地通過無形的“場”來傳遞，進(jìn)而證明“場”的存在。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:如圖3、圖4所示，主動軸(2)上固定有大齒輪(4)和手柄(5)，并且通過兩個(gè)滾動或滑動軸承(3)裝在底座(I)兩個(gè)立板上部(或下部)的水平孔中，也可直接將兩個(gè)立板的孔作為軸承使用；主動軸(2)相對于底座(I)可以自由轉(zhuǎn)動；
[0005]從動軸(6)上固定有小齒輪(7)和由鋁、或銅、或尼龍、或復(fù)合材料構(gòu)成的非導(dǎo)磁材料制作的接頭(8)，并且也通過另外兩個(gè)滾動或滑動軸承(3)裝在底座(I)兩個(gè)立板下部(或上部)的水平孔中，也可直接將兩個(gè)立板的孔作為軸承使用；從動軸(6)相對于底座
(I)也可以自由轉(zhuǎn)動，并且固定其上的小齒輪(7)能夠與固定在主動軸(2)上的大齒輪(4)正確哨合；
[0006]在底座(I)兩個(gè)立板的相應(yīng)位置,鉆有小孔,可以用來潤滑主動軸(2)和從動軸
(6)的軸承(3)；
[0007]在接頭⑶上，通過由鋁或銅構(gòu)成的非導(dǎo)磁材料制作的墊圈(10)和螺釘(11)，固定有磁鐵(9);磁鐵(9)的端面形狀為:圓環(huán)被兩個(gè)相互平行且對稱并平行于圓環(huán)軸線的平面切掉兩塊后所剩部分；磁鐵(9)的磁極位于兩個(gè)圓弧面上；
[0008]在底座(I)的豎直孔中，通過滾動軸承(13)，安裝有轉(zhuǎn)動臺(12)，且其軸線與磁鐵
(9)軸線垂直相交；在轉(zhuǎn)動臺(12)上，通過墊圈(14)和兩個(gè)沉頭螺釘(16)，可以分別固定兩個(gè)圓形的導(dǎo)體盤(15)、或絕緣盤(17)；
[0009]固定導(dǎo)體盤(15)時(shí)，墊圈(14)墊在導(dǎo)體盤(15)的下面；固定絕緣盤(17)時(shí)，墊圈(14)壓在絕緣盤(17)的上面；
[0010]導(dǎo)體盤(15)由鋁或銅構(gòu)成的導(dǎo)電但非導(dǎo)磁的材料制作；
[0011]絕緣盤(17)由既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)磁的材料制作，但是，在其上表面，輻射狀地、且較密集地布置有發(fā)光二極管(18);在絕緣盤(17)靠近邊緣及靠近圓心、且對應(yīng)于發(fā)光二極管(18)管腳的位置，鉆有小孔，使得發(fā)光二極管(18)的管腳可以通過小孔插到絕緣盤(17)的下表面去；在絕緣盤(17)的下表面，發(fā)光二極管(18)所有靠近絕緣盤(17)邊緣的管腳，都被焊接在一只圓環(huán)狀銅導(dǎo)體(19)上；所有靠近絕緣盤(17)圓心的管腳，都被焊接在另一只較小的圓環(huán)狀銅導(dǎo)體(20)上；這樣，就使得所有發(fā)光二極管(18)的兩端分別連通，并且也比較牢靠地固定在絕緣盤(17)的上表面；
[0012]當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄(5)時(shí)，主動軸(2)及大齒輪(4) 一起轉(zhuǎn)動，并且由于大齒輪(4)與小齒輪(7)的嚙合，通過從動軸(6)和接頭(8)，磁鐵(9)便增速旋轉(zhuǎn)；磁鐵(9)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其兩個(gè)圓弧面靠近導(dǎo)體盤(15)、或絕緣盤(17)，但不會碰擦，二者之間有一定的間隙。
[0013]如果轉(zhuǎn)動臺12上固定的是導(dǎo)體盤15，則在磁鐵9旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)體盤15相應(yīng)部位的磁場就發(fā)生周期性變化，在相應(yīng)部位就形成感生電流；感生電流在磁場中要受到力的作用，于是導(dǎo)體盤15就隨著磁鐵9的連續(xù)轉(zhuǎn)動也不斷地旋轉(zhuǎn)；這樣就定性地演示了法拉第電磁感應(yīng)定律和安培定律、以及能量可以非接觸地通過“場”來傳遞、機(jī)械能和電磁能之間的相互轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象，甚至演示了齒輪傳動的變速原理。
[0014]如果轉(zhuǎn)動臺12上固定的是絕緣盤17，則在磁鐵9旋轉(zhuǎn)時(shí)，不僅絕緣盤17隨著旋轉(zhuǎn)，而且絕緣盤17上靠近磁鐵9的發(fā)光二極管18將依次發(fā)光；這樣不僅定性地演示了法拉第電磁感應(yīng)定律和安培定律、以及能量可以非接觸地通過“場”來傳遞、機(jī)械能和電磁能之間的相互轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象，還演示了光電效應(yīng)；尤其是全部連通著的發(fā)光二極管18，只在磁鐵9附近才發(fā)光，這樣就演示了電流的流動路徑受電動勢分布范圍的影響，而不會任意流動。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果在于:提供了一種專用的磁電現(xiàn)象綜合演示器，能用一臺器材方便地演示多種磁電現(xiàn)象及其它物理現(xiàn)象，并且有助于提高教學(xué)及實(shí)驗(yàn)的趣味性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的主視圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型縮小為0.75倍的俯視圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型縮小為0.65倍對圖1沿對稱面剖開后的左視圖；
[0019]圖4為將圖3中的導(dǎo)體盤15換成絕緣盤17后的示意圖；
[0020]圖5為絕緣盤17的俯視圖；
[0021]圖6為發(fā)光二極管18的管腳插入絕緣盤17上小孔的放大示意圖；
[0022]圖7為絕緣盤17的下表面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】如下。
[0024]如圖3、圖4所示，主動軸2上固定有大齒輪4和手柄5，并且通過兩個(gè)軸承3 (滾動軸承或滑動軸承)裝在底座I兩個(gè)立板上部(或下部)的水平孔中(也可直接將兩個(gè)立板的孔作為軸承使用)；主動軸2相對于底座I可以自由轉(zhuǎn)動。
[0025]從動軸6上固定有小齒輪7和(由鋁、或銅、或尼龍、或復(fù)合材料等)非導(dǎo)磁材料制作的接頭8，并且也通過另外兩個(gè)軸承3 (滾動軸承或滑動軸承)裝在底座I兩個(gè)立板下部(或上部)的水平孔中(也可直接將兩個(gè)立板的孔作為軸承使用)；從動軸6相對于底座I也可以自由轉(zhuǎn)動，并且固定其上的小齒輪7能夠與固定在主動軸2上的大齒輪4正確嚙合。在底座I兩個(gè)立板的相應(yīng)位置，鉆有小孔，可以用來潤滑主動軸2和從動軸6的軸承
3。在接頭8上，通過由鋁或銅等非導(dǎo)磁材料制作的墊圈10和螺釘11，固定有磁鐵9 ;磁鐵9的端面形狀為:圓環(huán)被兩個(gè)相互平行且對稱并平行于圓環(huán)軸線的平面切掉兩塊后所剩部分；磁鐵9的磁極位于兩個(gè)圓弧面上。
[0026]在底座I的豎直孔中，通過滾動軸承13，安裝有轉(zhuǎn)動臺12，且其軸線與磁鐵9軸線垂直相交；在轉(zhuǎn)動臺12上，通過墊圈14和兩個(gè)沉頭螺釘16，可以分別固定兩個(gè)圓形的導(dǎo)體盤15、或絕緣盤17。固定導(dǎo)體盤15時(shí)，墊圈14墊在導(dǎo)體盤15的下面，如圖3所示；固定絕緣盤17時(shí)，墊圈14壓在絕緣盤17的上面，如圖4所示。磁鐵9旋轉(zhuǎn)時(shí)，其兩個(gè)圓弧面靠近導(dǎo)體盤15或絕緣盤17，但不會碰擦，二者之間有一定的間隙。
[0027]導(dǎo)體盤15由鋁或銅等導(dǎo)電但非導(dǎo)磁的材料制作。
[0028]絕緣盤17由既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)磁的材料制作；但是，在其上表面，輻射狀地、且較密集地布置有發(fā)光二極管18，如圖5所示。在絕緣盤17靠近邊緣及靠近圓心、且對應(yīng)于發(fā)光二極管18管腳的位置，鉆有小孔，使得發(fā)光二極管18的管腳可以通過小孔插到絕緣盤17的下表面去，如圖6所示。在絕緣盤17的下表面，如圖7所示，發(fā)光二極管18所有靠近絕緣盤17邊緣的管腳，都被焊接在一只圓環(huán)狀銅導(dǎo)體19上；所有靠近絕緣盤17圓心的管腳，都被焊接在另一只較小的圓環(huán)狀銅導(dǎo)體20上。這樣，就使得所有發(fā)光二極管18的兩端分別連通，并且也比較牢靠地固定在絕緣盤17的上表面。
[0029]當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄5時(shí)，主動軸2及大齒輪4 一起轉(zhuǎn)動，并且由于大齒輪4與小齒輪7的嚙合，通過從動軸6和接頭8，磁鐵9便增速旋轉(zhuǎn)。由于磁鐵9的旋轉(zhuǎn)，引起導(dǎo)體盤15或絕緣盤17相應(yīng)部位磁場的周期性變化，進(jìn)而在導(dǎo)體盤15的相應(yīng)部位、或絕緣盤17相應(yīng)部位的發(fā)光二極管18上，形成感生電流；感生電流在磁場中要受到力的作用，于是導(dǎo)體盤15或絕緣盤17便會帶動轉(zhuǎn)動臺12 —起轉(zhuǎn)動起來。絕緣盤17轉(zhuǎn)動的同時(shí)，其上表面轉(zhuǎn)到磁鐵9附近的發(fā)光二極管18將相繼發(fā)光，而離開磁鐵9附近時(shí)又會相繼熄滅。
[0030]由于導(dǎo)體盤15和絕緣盤17的轉(zhuǎn)動、發(fā)光二極管18的發(fā)光，便較好地演示了前面所述的多種磁現(xiàn)象、電現(xiàn)象、及其它物理現(xiàn)象。
【權(quán)利要求】
1.一種教學(xué)用磁電現(xiàn)象綜合演示器，其特征在于: 主動軸(2)上固定有大齒輪(4)和手柄(5)，并且通過兩個(gè)滾動或滑動軸承(3)裝在底座(I)兩個(gè)立板上部或下部的水平孔中，也可直接將兩個(gè)立板的孔作為軸承使用；主動軸(2)相對于底座(I)可以自由轉(zhuǎn)動； 從動軸(6)上固定有小齒輪(7)和由鋁、或銅、或尼龍構(gòu)成的非導(dǎo)磁材料制作的接頭(8)，并且也通過另外兩個(gè)滾動或滑動軸承(3)裝在底座(I)兩個(gè)立板下部或上部的水平孔中，也可直接將兩個(gè)立板的孔作為軸承使用；從動軸(6)相對于底座(I)也可以自由轉(zhuǎn)動，并且固定其上的小齒輪(7)能夠與固定在主動軸(2)上的大齒輪(4)正確嚙合； 在底座⑴兩個(gè)立板的相應(yīng)位置，鉆有小孔，可以用來潤滑主動軸⑵和從動軸(6)的軸承⑶； 在接頭(8)上，通過由鋁或銅構(gòu)成的非導(dǎo)磁材料制作的墊圈(10)和螺釘(11)，固定有磁鐵(9);磁鐵(9)的端面形狀為:圓環(huán)被兩個(gè)相互平行且對稱并平行于圓環(huán)軸線的平面切掉兩塊后所剩部分；磁鐵(9)的磁極位于兩個(gè)圓弧面上； 在底座(I)的豎直孔中，通過滾動軸承(13)，安裝有轉(zhuǎn)動臺(12)，且其軸線與磁鐵(9)軸線垂直相交；在轉(zhuǎn)動臺(12)上，通過墊圈(14)和兩個(gè)沉頭螺釘(16)，可以分別固定兩個(gè)圓形的導(dǎo)體盤(15)、或絕緣盤(17)； 固定導(dǎo)體盤(15)時(shí)，墊圈(14)墊在導(dǎo)體盤(15)的下面；固定絕緣盤(17)時(shí)，墊圈(14)壓在絕緣盤(17)的上面； 導(dǎo)體盤(15)由鋁或銅構(gòu)成的導(dǎo)電但非導(dǎo)磁的材料制作； 絕緣盤(17)由既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)磁的材料制作，但是，在其上表面，輻射狀地、且較密集地布置有發(fā)光二極管(18);在絕緣盤(17)靠近邊緣及靠近圓心、且對應(yīng)于發(fā)光二極管(18)管腳的位置，鉆有小孔，使得發(fā)光二極管(18)的管腳可以通過小孔插到絕緣盤(17)的下表面去；在絕緣盤(17)的下表面，發(fā)光二極管(18)所有靠近絕緣盤(17)邊緣的管腳，都被焊接在一只圓環(huán)狀銅導(dǎo)體(19)上；所有靠近絕緣盤(17)圓心的管腳，都被焊接在另一只較小的圓環(huán)狀銅導(dǎo)體(20)上；這樣，就使得所有發(fā)光二極管(18)的兩端分別連通，并且也比較牢靠地固定在絕緣盤(17)的上表面； 當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄(5)時(shí)，主動軸(2)及大齒輪(4) 一起轉(zhuǎn)動，并且由于大齒輪(4)與小齒輪(7)的嚙合，通過從動軸(6)和接頭(8)，磁鐵(9)便增速旋轉(zhuǎn)；磁鐵(9)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其兩個(gè)圓弧面靠近導(dǎo)體盤(15)、或絕緣盤(17)，但不會碰擦，二者之間有一定的間隙。
【文檔編號】G09B23/18GK203931283SQ201420021559
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】王培森 申請人:王培森