一種靜電動(dòng)力機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及演示靜電驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)儀器，屬于物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在大學(xué)物理課中，靜電是一個(gè)重要的內(nèi)容，靜電感應(yīng)的應(yīng)用更是大家關(guān)注的內(nèi)容。多年來(lái)，為幫助學(xué)生正確理解此概念和應(yīng)用靜電感應(yīng)，配合教學(xué)設(shè)置的一些演示實(shí)驗(yàn)，如靜電跳球?qū)嶒?yàn)，靜電擺球?qū)嶒?yàn)，靜電滾筒實(shí)驗(yàn)，靜電吹風(fēng)，以及本專利發(fā)明人設(shè)計(jì)的垢塊靜電跳球?qū)嶒?yàn)儀等，現(xiàn)有靜電演示裝置雖然在一定程度上解決了一些需要，但缺少對(duì)靜電動(dòng)力演示實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步開拓創(chuàng)新，作為動(dòng)力機(jī)方面，目前見到的演示動(dòng)力機(jī)主要包括:熱機(jī)、電動(dòng)機(jī)、駐波馬達(dá)等動(dòng)力機(jī)，這些具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與局限，缺少有效實(shí)現(xiàn)靜電動(dòng)力機(jī)方面的設(shè)計(jì)與裝置，如何實(shí)現(xiàn)靜電動(dòng)力機(jī)且產(chǎn)生較大的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪的力矩，本專利就要解決這個(gè)問(wèn)題。
[0003]參考文獻(xiàn):
[0004]梁法庫(kù)等.一種有趣的石蠟火焰垢塊靜電跳球?qū)嶒?yàn)與分析[J]《大學(xué)物理》2015.4
[0005]王飛.靜電動(dòng)力機(jī)[ZL]CN1941594，公布日:2007.04.04
[0006]朱賀，李曉紅.一種感應(yīng)啟電機(jī)式靜電擺球[ZL] CN201927254U，公布日2011.08.10
[0007]梁法庫(kù)等.一種內(nèi)置石蠟火焰垢塊的靜電跳球?qū)嶒?yàn)儀[ZL] CN103606326A，2014.02.26

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明專利是解決課堂或課下用的靜電動(dòng)力機(jī)，著重通過(guò)若干金屬導(dǎo)體板在靜電力驅(qū)動(dòng)與杠桿原理結(jié)合由運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
[0009]本發(fā)明專利技術(shù)方案:一種靜電動(dòng)力機(jī)，主要由電極板、擺動(dòng)板、高壓靜電電源、轉(zhuǎn)輪、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿構(gòu)成，其特征是:電極板包括若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板，所述若干偶數(shù)N塊不少于4塊，并兩輛金屬導(dǎo)體平板在同一平面內(nèi)以塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸為對(duì)稱軸等分垂直于塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸的園平面，也就是電極板中相鄰金屬導(dǎo)體平板夾角均為360° /N，電極板垂直并固定于高密度絕緣板上；所述擺動(dòng)板是由表面光滑材料相同大小相同與電極板所包括若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板數(shù)相同，擺動(dòng)板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板相鄰金屬導(dǎo)體平板夾角均為360° /N，所述擺動(dòng)板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板之間彼此絕緣且通過(guò)直金屬擺動(dòng)桿兩輛對(duì)稱連接在塑料轉(zhuǎn)盤上固定，并與直金屬擺動(dòng)桿及塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸在同一垂直于高密度絕緣板的平面內(nèi)；所述電極板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板與擺動(dòng)板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板交替分布，再用帶絕緣皮的連接導(dǎo)線附于高密度絕緣板表面連接電極板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板，分別與高壓靜電電源兩極端通過(guò)雙刀開關(guān)連接實(shí)現(xiàn)電極板中相鄰金屬導(dǎo)體平板帶異號(hào)電荷；所述塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸穿過(guò)塑料轉(zhuǎn)盤的光滑中心孔，塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸垂直固定在高密度絕緣板上，轉(zhuǎn)輪上有光滑的中心孔和轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換軸，轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸穿過(guò)轉(zhuǎn)輪中心孔，轉(zhuǎn)輪繞轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿是兩端帶有光滑金屬環(huán)的直桿，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿兩端金屬環(huán)分別套在塑料轉(zhuǎn)盤上的擺動(dòng)軸與轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換軸上，塑料轉(zhuǎn)盤上的擺動(dòng)軸、轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換軸及轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸互相平行；所述轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換軸及轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸間距由在轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，擺動(dòng)板中的若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板分別剛好能接觸電極板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板來(lái)確定，演示時(shí)候，先將擺動(dòng)板中的若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板分別剛好能接觸電極板，再啟動(dòng)電源開關(guān)供電，或者先啟動(dòng)電源供電再給轉(zhuǎn)輪一個(gè)初轉(zhuǎn)速度，轉(zhuǎn)輪就隨之定向轉(zhuǎn)動(dòng)了。
[0010]本發(fā)明專利產(chǎn)生的思想，是本專利發(fā)明人在研制內(nèi)置石蠟灰垢靜電跳球?qū)嶒?yàn)儀過(guò)程中，看到靜電作用下跳躍的球，就想可否把靜電跳球像內(nèi)燃機(jī)氣缸活塞一樣驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最初試驗(yàn)結(jié)合靜電跳球和靜電擺球?qū)嶒?yàn)由球體引出轉(zhuǎn)換桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓很高時(shí)驅(qū)動(dòng)力仍然不能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而且電壓較高時(shí)球體還未移動(dòng)就在兩極之間放電了，為增大靜電力把跳球改換成導(dǎo)體平板，也是未能實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)力不足，電極板之間容易先放電，多次試驗(yàn)未獲得成功，便改用靜電滾筒實(shí)驗(yàn)和靜電吹風(fēng)的方法試驗(yàn)，即主要靠增大局部(高壓針尖)場(chǎng)強(qiáng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，是需要一排高壓針尖且電壓很高尖端場(chǎng)強(qiáng)很大，易與周圍放電，靜電壓在I萬(wàn)伏附近也未能產(chǎn)生明顯的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，就想可否在正負(fù)電極板間距(極板間靜電壓未達(dá)到放電電壓)一定時(shí)，用增大電極板與擺動(dòng)板(光滑金屬平板)面積結(jié)合杠桿原理增大轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動(dòng)力矩方法，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)獲得成功。
[0011]本發(fā)明專利與現(xiàn)有技術(shù)方法顯著不同，有益之處在于:正負(fù)電極板間距與電壓一定時(shí)擺動(dòng)板面積越大帶的電荷量也越多，受到靜電作用力也越大，擺動(dòng)板擺動(dòng)過(guò)程動(dòng)力強(qiáng)勁接近恒力輸出，因若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板(正負(fù)電極板)與擺動(dòng)板中若干偶數(shù)N塊金屬導(dǎo)體平板均為軸對(duì)稱分布在塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸兩側(cè)除了能產(chǎn)生同向驅(qū)動(dòng)力矩，還能使裝置在任意傾斜角度放置不影響工作，通過(guò)擺動(dòng)桿可以獲得對(duì)轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩增大，由運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿輸出動(dòng)力更易驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這種動(dòng)力機(jī)是制造成本低、運(yùn)行成本低和無(wú)污染的，易于制作、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，效果明顯，在課堂教學(xué)中會(huì)增加更多的教育功能?？捎脕?lái)取代或互補(bǔ)現(xiàn)有的熱機(jī)及電動(dòng)機(jī)(安培力，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力)等，是一項(xiàng)很有意義具有開拓前景的工作。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1為本發(fā)明專利的俯視示意圖
[0013]附圖2為本發(fā)明專利的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]其中:(1)電極板，⑵擺動(dòng)板，(3)高壓靜電電源，⑷轉(zhuǎn)輪，(5)高密度絕緣板，
(6)塑料轉(zhuǎn)盤，(6-1)塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸，(7)塑料轉(zhuǎn)盤上的擺動(dòng)軸，(8)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿，(9)轉(zhuǎn)輪中心轉(zhuǎn)軸，(10)轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換軸，(11)擺動(dòng)桿，(12)連接導(dǎo)線，(13)正極導(dǎo)體環(huán)，(14)負(fù)極導(dǎo)體環(huán)
【具體實(shí)施方式】
[0015]以電極板數(shù)N = 6為例作為進(jìn)一步具體實(shí)施說(shuō)明
[0016]如附圖1與附圖2:—種靜電動(dòng)力機(jī)，主要由電極板(I)、擺動(dòng)板(2)、高壓靜電電源(3)、轉(zhuǎn)輪(4)、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換桿⑶構(gòu)成，其特征是:所述電極板⑴包括金屬導(dǎo)體平板a與金屬導(dǎo)體平板a:、金屬導(dǎo)體平板b與金屬導(dǎo)體平板匕及金屬導(dǎo)體平板g與金屬導(dǎo)體平板g p所述金屬導(dǎo)體平板a與金屬導(dǎo)體平板、金屬導(dǎo)體平板b與金屬導(dǎo)體平板h及金屬導(dǎo)體平板g與金屬導(dǎo)體平板&分別平行并以塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸(6-1)為對(duì)稱軸等分垂直于塑料轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)