本實用新型涉及一種電磁感應實驗演示裝置，并涉及一種磁懸浮現(xiàn)象實驗演示裝置，應用于課堂教學和科普教育基地物理實驗演示技術領域。

背景技術：

在物理學研究和應用領域，很多物理學現(xiàn)象和規(guī)律可以通過實驗演示增加知識教育效果，專利申請文獻號為01020608946.3 的專利公開了一種電磁感應及能量轉換演示儀，涉及一種電磁感應及能量轉換演示的裝置，在物理教學過程中可以電磁感應現(xiàn)象，但該裝置沒有演示磁懸浮的功能，同時也不具備演示切割磁力線變化時LED燈亮度明暗變化等功能。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術問題，本實用新型的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種電磁感應與磁懸浮實驗演示儀，能同時演示電磁感應規(guī)律和磁懸浮現(xiàn)象，其用于課堂教學和科普基地，懸物一直可以旋轉，同時LED燈的亮度隨著旋轉運動作明暗周期性變化，可以提高教學演示效果。

為達到上述實用新型創(chuàng)造目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種電磁感應與磁懸浮實驗演示儀，包括電磁感應裝置，電磁感應裝置由通電線圈、電源控制系統(tǒng)和可移動模塊組成，通電線圈設置于方框形或環(huán)形的絕緣體骨架內(nèi)進行固定，形成磁場外圍框架，通電線圈的兩端分別與電源控制系統(tǒng)的電流輸出端電連接，啟動電源控制系統(tǒng)開關后，對通電線圈通電，在由通電線圈繞成的磁場外圍框架的內(nèi)部空腔內(nèi)形成電磁場，在磁場外圍框架的頂部梁上安裝有電磁鐵，由電源控制系統(tǒng)向電磁鐵提供電能，電磁鐵的纏繞線圈通電后，使電磁鐵產(chǎn)生磁性，可移動模塊包括安裝在可移動骨架上的感應線圈，在可移動骨架的頂部固定安裝永磁磁鐵，在可移動骨架上還安裝至少一個LED燈，LED燈與感應線圈電連接，將可移動模塊放入通電線圈產(chǎn)生的磁場中，使電磁鐵的纏繞線圈形成磁場，從而使電磁鐵與可移動模塊頂部的永磁磁鐵異性相吸，當電磁鐵受到的向上的吸引力與可移動模塊的整體重力達到平衡時，可移動模塊整體保持懸浮在電磁鐵下方的磁場外圍框架內(nèi)部空間中，使可移動模塊成為懸浮體，當可移動導模塊在空中保持懸浮狀態(tài)并進行旋轉時，感應線圈隨著可移動模塊的轉動切割通電線圈內(nèi)腔的磁力線，使感應線圈因電磁感應產(chǎn)生電能，并使LED燈發(fā)光，在電磁鐵上還安裝裝有霍爾傳感器，霍爾傳感器實時檢測可移動模塊的永磁磁鐵與電磁鐵底端的間距或相對位置，霍爾傳感器的信號輸出端與電源控制系統(tǒng)的信號接收端連接，電源控制系統(tǒng)還內(nèi)部設置有平衡電壓調(diào)節(jié)電位器，根據(jù)霍爾傳感器檢測的永磁磁鐵與電磁鐵底端的間距信息或相對位置信息，通過平衡電壓調(diào)節(jié)電位器控制平衡電壓大小，從而控制電磁鐵輸出的磁力大小，維持、中斷或終斷可移動模塊的懸浮狀態(tài)。

上述可移動模塊的可移動骨架優(yōu)選由左右立柱、上頂、下底固定連接組成骨架結構。

還優(yōu)選設有推力機構，通過推力機構對可移動骨架施加推力，使可移動模塊進行旋轉。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比較，具有如下實質性特點和優(yōu)點：

本實用新型磁感應與磁懸浮實驗演示儀用于課堂教學和科普基地演示，物體可以一直懸浮在空中旋轉，同時上面LED燈的亮度也在明暗周期性變化，可以提高教學效果，方便攜帶和操作。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一電磁感應與磁懸浮實驗演示儀的結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型的優(yōu)選實施例詳述如下：

實施例一：

在本實施例中，參見圖1，一種電磁感應與磁懸浮實驗演示儀，包括電磁感應裝置，電磁感應裝置由通電線圈2、電源控制系統(tǒng)7和可移動模塊6組成，通電線圈2設置于方框形或環(huán)形的絕緣體骨架內(nèi)進行固定，形成磁場外圍框架1，通電線圈2的兩端分別與電源控制系統(tǒng)的電流輸出端71，72電連接，啟動電源控制系統(tǒng)開關73后，對通電線圈2通電，在由通電線圈2繞成的磁場外圍框架的內(nèi)部空腔內(nèi)形成電磁場，在磁場外圍框架1的頂部梁上安裝有電磁鐵3，由電源控制系統(tǒng)7向電磁鐵3提供電能，電磁鐵3的纏繞線圈4通電后，使電磁鐵3產(chǎn)生磁性，可移動模塊6包括安裝在可移動骨架62上的感應線圈64，在可移動骨架62的頂部固定安裝永磁磁鐵61，在可移動骨架62上還安裝至少一個LED燈63，LED燈63與感應線圈64電連接，將可移動模塊6放入通電線圈2產(chǎn)生的磁場中，使電磁鐵3的纏繞線圈4形成磁場，從而使電磁鐵3與可移動模塊6頂部的永磁磁鐵61異性相吸，當電磁鐵3受到的向上的吸引力與可移動模塊6的整體重力達到平衡時，可移動模塊6整體保持懸浮在電磁鐵3下方的磁場外圍框架1內(nèi)部空間中，使可移動模塊6成為懸浮體，當可移動模塊6在空中保持懸浮狀態(tài)并進行旋轉時，感應線圈64隨著可移動模塊6的轉動切割通電線圈2內(nèi)腔的磁力線，使感應線圈64因電磁感應產(chǎn)生電能，并使LED燈63發(fā)光，在電磁鐵3上還安裝裝有霍爾傳感器5，霍爾傳感器5實時檢測可移動模塊6的永磁磁鐵61與電磁鐵3底端的間距或相對位置，霍爾傳感器5的信號輸出端與電源控制系統(tǒng)7的信號接收端連接，電源控制系統(tǒng)7還內(nèi)部設置有平衡電壓調(diào)節(jié)電位器74，根據(jù)霍爾傳感器5檢測的永磁磁鐵61與電磁鐵3底端的間距信息或相對位置信息，通過平衡電壓調(diào)節(jié)電位器74控制平衡電壓大小，從而控制電磁鐵3輸出的磁力大小，維持、中斷或終斷可移動模塊6的懸浮狀態(tài)。

在本實施例中，參見圖1，可移動模塊6的可移動骨架62由左右立柱、上頂、下底固定連接組成骨架結構。通電線圈2通電、電磁鐵3通電和永磁磁鐵61形成三個磁場，可移動骨架62、永磁磁鐵61、感應線圈64和LED燈63組成懸浮體。本實施例磁感應與磁懸浮實驗演示裝置的磁場外圍框架1內(nèi)部嵌著漆包線組成矩形的通電線圈2，向通電線圈2通以20KHz的交流電。電磁鐵3的底部裝有霍爾傳感器5，霍爾傳感器5用于檢測懸體與電磁鐵3的位置間距。纏繞線圈4形成磁場與懸物體端部的永磁磁鐵61磁場異性相吸，與重力達到平衡時可使懸體長時間懸空；感應線圈64由于電磁感應產(chǎn)生電能，使LED燈63發(fā)光，當懸物體在空中旋轉時，LED燈63亮度明暗周期性變化，平衡電壓調(diào)節(jié)電位器74調(diào)節(jié)的平衡電壓大小與懸物體和電磁鐵3間距有關，合適的平衡電壓可使懸體長時間不下墜。本實施例儀器應用磁場異性相吸原理結合自動控制磁場強度, 實現(xiàn)常溫磁懸浮，即無接觸懸掛一物體數(shù)小時，演示效果形象、生動, 富有啟發(fā)，引人思考，儀器結構輕巧。

實施例二：

本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于：

在本實施例中，還設有推力機構，通過推力機構對可移動骨架62施加推力，使可移動模塊6進行旋轉。本實施例同樣利用永磁磁鐵61與電磁鐵3磁場異性相吸原理，當磁力與重力達到平衡時，懸浮體懸浮在空中，驅動推力機構給一個推力，使懸浮體一直保持旋轉狀態(tài)，同時感應線圈64的電磁感應產(chǎn)生電能，LED燈63發(fā)光，在懸浮體旋轉過程中，感應線圈64切割磁力線，LED燈63亮點明暗強度周期性變化。

上面結合附圖對本實用新型實施例進行了說明，但本實用新型不限于上述實施例，還可以根據(jù)本實用新型的實用新型創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本實用新型技術方案的精神實質和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應為等效的置換方式，只要符合本實用新型的實用新型目的，只要不背離本實用新型電磁感應與磁懸浮實驗演示儀的技術原理和實用新型構思，都屬于本實用新型的保護范圍。