專利名稱:共振演示儀的制作方法
本實用新型涉及一種物理教學儀器，特別是用于演示共振現(xiàn)象的一種裝置。
高中物理課在講授機械振動部分時，對物體受迫振動時出現(xiàn)的共振現(xiàn)象，僅僅只作簡單的定性演示，如高中物理課本(甲種本)第一冊296頁說到共振演示采用一根張緊的繩上掛幾個單擺小球，當擺A擺動時，給其余各擺施加周期性策動力，其余各擺作受迫振動，擺的固有頻率跟物體固有頻率相等，受迫振動產生的振幅最大，即產生共振。擺A提供的策動力頻率不變，除共振的單擺以外，其它單擺都在同一策動力頻率下而擺角不同。演示中，擺角的大小不易測量，不能畫出即定性又定量的共振曲線。
本實用新型的目的就是制做一種共振演示儀，通過共振演示即能定性，又能定量地繪制共振曲線，從而增加了一個共振演示手段。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的。采用二組電池作直流電源分別給微電機和發(fā)光二極管供電，微電機通過蝸輪蝸桿和皮帶輪減速后帶動發(fā)條運動，通過滑動變阻器控制調節(jié)使發(fā)條的策動力頻率在0.2～3.5HZ之間，發(fā)條推動擺桿振動，擺桿的質量不同，固有頻率不同，共振演示的核心內容必須是能顯示出振動物體的固有頻率，并能定量地繪制出共振曲線。為了定量的測出擺桿擺角，刻有角度值的全圓儀與發(fā)條、擺桿裝在同一根軸上，用擺角指示桿和指示桿上的發(fā)光二極管指示擺桿擺角，當大皮帶輪轉動帶動發(fā)條運動從而推動擺桿擺動時，用秒表觀測大皮帶輪上的發(fā)光二極管完成全振動的次數，記錄其策動力頻率，同時用擺角指示桿量出擺桿的角度，從而得出一組頻率——角度值，當連續(xù)移動滑動變阻器上的滑片時，可得出多組頻率——角度值。當擺桿上的發(fā)光二極管與大皮帶輪上的發(fā)光二極管振動同步時，即表明大皮帶輪推動發(fā)條的策動力頻率等于發(fā)條擺桿系統(tǒng)的固有頻率，即共振。
本實用新型有以下優(yōu)點1.通過觀查大皮帶輪上的發(fā)光二極管和擺桿上的發(fā)光二極管的同步運動，就可定性的判斷出二者處于共振狀態(tài)。
2.應用秒表，可測出大皮帶輪提供的策動力頻率，用全圓儀及擺角指示桿可測出擺桿的擺角。通過連續(xù)移動滑動變阻器上的滑片，得出多組頻率——角度值，為定量的繪制出共振曲線提供了必要的數據。
本實用新型的實施例結合附圖加以說明。
圖1是本實用新型的結構示意圖圖2是本實用新型全圓儀部件后視圖圖3是圖1中A向結構示意圖圖4是本實用新型的電路原理圖如圖所示，本實用新型由裝有電源的底座箱1、開關2、電機座3、微電機5、小皮帶輪6、大皮帶輪13、皮帶11、蝸桿7、蝸輪8、彈性接觸片16、發(fā)條25、擺桿20、擺角指示桿(22、23)、全圓儀26、發(fā)光二極管(17、19、21、27)、支架(28、29)和圓形滑軌32等組成，蝸桿7與電機5的軸相連接，蝸輪8與蝸桿7嚙合并與小皮帶輪6安裝在輪軸9上，固定和支承輪軸9的支承架4和10與電機5一起裝在電機座3上，大皮帶輪13和彈性接觸片16安裝在支架29上。大皮帶輪13是用透明塑料或有機玻璃等輕質絕緣材料制成，大皮帶輪13的背面裝有金屬導體圈14，大皮帶輪13和金屬導體圈14可壓塑成一體，彈性接觸片16的上端壓在導體圈14上，下端經絕緣板15固定在支架29上，連接彈性接觸片16的引線30與電源接通。圓形滑軌32固定在支架28上，全圓儀26、擺桿20均通過擺桿軸套18安裝在支架28上，全圓儀上均勻的刻有360° 角度值24，擺角指示桿(22、23)一端裝在擺桿軸套18上，另一端用壓緊螺絲(33、34)固定在圓形滑軌32上，二擺角指示桿可各自沿圓形滑軌轉動。大皮帶輪13、擺桿20和擺角指示桿(22、23)分別裝有發(fā)光二極管(17、19、21、27)，發(fā)光二極管17的一根引線與導體圈相連，另一根通過支架29與電源相連，發(fā)光二極管(19、21、27)均通過引線35與電源相接。發(fā)條25一端固定在大皮帶輪13的鉚釘套12上，另一端固定在擺桿軸套18上，鉚釘套12通過引線與導體圈14相接。開關2、電機座3、支架(28、29)和滑動變阻器31均固定在裝有電源電路的底座箱1上。直流電源有二組，一組電源線與微電機5和滑動變阻器31相接，經開關2形成閉合回路，另一組經開關2、保護電阻R供四個并聯(lián)的發(fā)光二極管(17、19、21、27)使用。二組電源均為4.5V，微電機功率在3～8瓦之間。操作時，將滑動變阻器31的滑片移至最底處，打開開關2，電機5運轉，發(fā)條25運動帶動擺桿20擺動，滑動變阻器31可調節(jié)發(fā)條策動力頻率范圍在0.2～3.5HZ。擺桿材料不同，其固有頻率也不相同，如果我們采用木質材料做擺桿，擺桿質量在9～11克之間，移動滑動變阻器的滑片，使擺桿擺角最大(擺角為240°左右)，用秒表測得擺桿發(fā)光二極管的策動力頻率為1.6HZ，與大皮帶輪上發(fā)光二極管的振動頻率相等，即出現(xiàn)“共振”現(xiàn)象，說明木條擺桿的固有頻率也為1.6HZ。
權利要求
1.一種共振演示儀，其特征在于演示儀由裝有電源電路的底座箱1、開關2、電機座3、微電機5、小皮帶輪6、大皮帶輪13、皮帶11、蝸桿7、蝸輪8、彈性接觸片16、發(fā)條25、擺桿20、擺角指示桿(22、23)、全園儀26、發(fā)光二極管(17、19、21、27)、支架(28、29)和園形滑軌32組成，蝸桿7與電機5的軸相連接，蝸輪8與蝸桿7嚙合并與小皮帶輪6安裝在輪軸9上，固定和支承輪軸9的支架4和10與電機一起安裝在電機座3上，大皮帶輪和彈性接觸片16安裝在支架29上，圓形滑軌32固定在支架28上，全圓儀26、擺桿20均通過擺桿軸套18安裝在支架28上，大皮帶輪13、擺桿20和擺角指示桿(22、23)分別裝有發(fā)光二極管(17、19、21、27)，發(fā)條25一端固定在大皮帶輪13的鉚釘套12上，另一端固定在擺桿軸套18上，開關2、電機座3、支架(28、29)和滑動變阻器31均固定在裝有電源電路的底座箱1上，其直流電源有二組，一組電源線與微電機和滑動變阻器31相連，經開關2形成閉合回路，另一組經開關2、保護電阻R供四個并聯(lián)的發(fā)光二極管(17、19、21、27)使用。
2.根據權利要求
1所述的共振演示儀，其特征在于大皮輪輪13是用透明塑料或有機玻璃等輕質絕緣材料制成，大皮帶輪13的背面裝有金屬導體圈14、二者可壓塑成一體，彈性接觸片16的上端壓在導體圈14上，下端經絕緣板15固定在支架29上，連接彈性接觸片16的引線30與電源接通，發(fā)光二極管17的一根引線與導體圈相連，另一根通過支架29與電源相連，固定發(fā)條25的鉚釘套12通過引線與導體圈14相接。
3.根據權利要求
1所述的共振演示儀，其特征是全圓儀26上均勻的刻有360℃角度值24，擺角指示桿(22、23)一端裝在擺桿軸套18上，另一端用壓緊螺絲(33、34)固定在圓形滑軌32上，二擺角指示桿可各自沿圓形滑軌32轉動。
專利摘要
共振演示儀，由裝有電源電路的底座箱、微電機、大小皮帶輪、蝸輪蝸桿、發(fā)條、擺桿、擺角指示桿、全圓儀、發(fā)光二極管等組成，微電機經蝸輪蝸桿和皮帶輪減速后帶動發(fā)條運動，發(fā)條推動擺桿振動，通過擺角指示桿和全圓儀量出擺桿的擺角，應用秒表測出擺桿振動的頻率，當和發(fā)條策動力頻率相同時，即發(fā)生“共振”，通過連續(xù)移動滑動變阻器上的滑片，得出多組頻率——角度值，為繪制共振曲線提供了必要數據。
文檔編號G09B23/08GK86204803SQ86204803
公開日1987年8月12日 申請日期1986年7月12日
發(fā)明者吳志文, 張錦, 劉萬才 申請人:吳志文導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan