一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及高中物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]熱磁現(xiàn)象是指軟磁體受熱后溫度超過(guò)居里點(diǎn)，由鐵磁體變成順磁體，磁性急劇減??；當(dāng)其冷卻后溫度降到居里點(diǎn)以下，又由順磁體變回鐵磁體而磁性急劇增大的現(xiàn)象。利用這種現(xiàn)象可以研究出熱磁發(fā)動(dòng)機(jī)和熱磁發(fā)電機(jī)，分別將熱能轉(zhuǎn)化成電能和機(jī)械能。目前，在高中物理課本中有關(guān)于磁電轉(zhuǎn)換的知識(shí)是非常重要的一部分內(nèi)容，然而大多數(shù)學(xué)校卻沒(méi)有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生由于缺乏對(duì)知識(shí)點(diǎn)的直觀認(rèn)識(shí)，對(duì)一些公式定理只能死記硬背，學(xué)習(xí)效果較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于包括分體式軟磁體轉(zhuǎn)子、壓縮氣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)和液氮速冷機(jī)構(gòu)；分體式軟磁體轉(zhuǎn)子，主要包括第一軟磁體(4a)，第二軟磁體(4b)，第三軟磁體(4c)，第四軟磁體(4d)，第五軟磁體(4e)，第六軟磁體(4f)，第七軟磁體(4g)和第八軟磁體(4h)，軟磁體為鐵娃合金，在其外表面上通過(guò)扇葉固定螺釘(2)固定有驅(qū)動(dòng)扇葉(1)，同時(shí)全部軟磁體通過(guò)螺釘固定在底座(22)上，相互的軟磁體之間安裝有隔熱片
(3)，底座通過(guò)主軸(9)和深溝球軸承(10)安裝在密封罐(21)底部主軸安裝槽內(nèi)，密封罐
(21)頂部安裝有密封蓋(12)，二者之間通過(guò)第一卡扣(13a)，第二卡扣(13b)和第三卡扣(13c)相連接，密封罐與密封蓋的連接面加工有密封槽(20)，密封槽內(nèi)安裝有0型橡膠密封圈;壓縮氣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括密封罐(21)外表面上的壓縮空氣進(jìn)氣口(15)和安裝在密封罐內(nèi)表面的第一壓縮氣噴嘴(7a)，第二壓縮氣噴嘴(7b)，第三壓縮氣噴嘴(7c)以及抽真空用的第一空氣泄氣管(14a)和第二空氣泄氣管(14b)，空氣進(jìn)氣口和外圍的壓縮空氣氣源相連接，空氣泄氣管與外圍的吸氣設(shè)備相連接;感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)主要包括安裝在密封罐(21)密封腔體內(nèi)的平面感應(yīng)器(6)，平面感應(yīng)器形狀為扇形，分為上下兩部分，上部分安裝在所述密封罐內(nèi)表面上部，安裝高度比驅(qū)動(dòng)扇葉(1)上表面高2mm，下部分的安裝在密封罐底部的凹槽內(nèi)，安裝高度比驅(qū)動(dòng)扇葉(1)下表面低2_，平面感應(yīng)器之間通過(guò)感應(yīng)器電纜(16)連接成電流回路并通過(guò)接線柱(16a)與外圍電路相連接;液氮速冷機(jī)構(gòu)主要包括安裝在密封罐(21)內(nèi)部的第一液氮噴嘴(8a)，第二液氮噴嘴(8b)和第三液氮噴嘴(8c)以及安裝在所述密封罐(21)外部的液氮噴口(23)、第一氮?dú)庑箽夤?18a)和第二氮?dú)庑箽夤?18b)。
[0005]本發(fā)明的一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是:
(1)采用壓縮空氣作為動(dòng)力，既能夠驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)軟磁體的速冷和速熱，又可以作為一種恒定溫度的溫度調(diào)節(jié)劑，加速軟磁體的升溫和降溫。(2)采用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)平面感應(yīng)器內(nèi)高頻的電流頻率變化使得軟磁體內(nèi)產(chǎn)生渦流，通過(guò)渦流實(shí)現(xiàn)對(duì)軟磁體的快速加熱，這樣就保證了軟磁體能夠快速的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而保證了發(fā)電頻率。(3)設(shè)計(jì)有液氮速冷機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)軟磁體的急速降溫，同樣保證了軟磁體能夠快速的旋轉(zhuǎn)，也保證了發(fā)電頻率。
【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子斜視圖；
附圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)俯視圖；
附圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視剖面圖；
附圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)斜視圖；
附圖5是本發(fā)明結(jié)構(gòu)左視圖；
附圖6是本發(fā)明結(jié)構(gòu)密封罐斜視圖。
[0007]圖中:1、驅(qū)動(dòng)扇葉，2、扇葉固定螺釘，3、隔熱片，4a、第一軟磁體，4b、第二軟磁體，4c、第三軟磁體，4d、第四軟磁體，4e、第五軟磁體，4f、第六軟磁體，4g、第七軟磁體，4h、第八軟磁體，5a、第一線圈，5b、第二線圈，5c、第三線圈，5d、第四線圈，5e、第五線圈，5f、第六線圈，5g、第七線圈，5h、第八線圈，6、平面感應(yīng)器，7a、第一壓縮氣噴嘴，7b、第二壓縮氣噴嘴，7c、第三壓縮氣噴嘴，8a、第一液氮噴嘴，8b、第二液氮噴嘴，8c、第三液氮噴嘴，9、主軸，10、深溝球軸承，11、電刷，12、密封蓋，13a、第一^^扣，13b、第二卡扣，13c、第三卡扣，14a、第一空氣泄氣管，14b、第二空氣泄氣管，15、壓縮空氣進(jìn)氣口，16、感應(yīng)器電纜，16a、接線柱，17a、第一地腳，17b、第二地腳，17c、第三地腳，18a、第一氮?dú)庑箽夤埽?8b、第二氮?dú)庑箽夤埽?9、導(dǎo)電柱，20、密封槽，21、密封罐，22、底座，23、液氮噴口。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的作以下詳細(xì)說(shuō)明。
[0009]如附圖所示，一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于包括分體式軟磁體轉(zhuǎn)子、壓縮氣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)和液氮速冷機(jī)構(gòu);分體式軟磁體轉(zhuǎn)子，主要包括第一軟磁體4a，第二軟磁體4b，第三軟磁體4c，第四軟磁體4d，第五軟磁體4e，第六軟磁體4f，第七軟磁體4g和第八軟磁體4h，軟磁體為鐵娃合金，在其外表面上通過(guò)扇葉固定螺釘2固定有驅(qū)動(dòng)扇葉1，同時(shí)全部軟磁體通過(guò)螺釘固定在底座22上，相互的軟磁體之間安裝有隔熱片3，底座通過(guò)主軸9和深溝球軸承10安裝在密封罐21底部主軸安裝槽內(nèi)，密封罐21頂部安裝有密封蓋12，二者之間通過(guò)第一卡扣13a，第二卡扣13b和第三卡扣13c相連接，密封罐與密封蓋的連接面加工有密封槽20，密封槽內(nèi)安裝有0型橡膠密封圈;壓縮氣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括密封罐21外表面上的壓縮空氣進(jìn)氣口 15和安裝在密封罐內(nèi)表面的第一壓縮氣噴嘴7a，第二壓縮氣噴嘴7b，第三壓縮氣噴嘴7c以及抽真空用的第一空氣泄氣管14a和第二空氣泄氣管14b，空氣進(jìn)氣口和外圍的壓縮空氣氣源相連接，空氣泄氣管與外圍的吸氣設(shè)備相連接。感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)主要包括安裝在密封罐21密封腔體內(nèi)的平面感應(yīng)器6，平面感應(yīng)器形狀為扇形，分為上下兩部分，上部分安裝在所述密封罐內(nèi)表面上部，安裝高度比驅(qū)動(dòng)扇葉1上表面高2mm，下部分的安裝在密封罐底部的凹槽內(nèi)，安裝高度比驅(qū)動(dòng)扇葉1下表面低2mm，平面感應(yīng)器之間通過(guò)感應(yīng)器電纜16連接成電流回路并通過(guò)接線柱16a與外圍電路相連接。液氮速冷機(jī)構(gòu)主要包括安裝在密封罐21內(nèi)部的第一液氮噴嘴8a，第二液氮噴嘴8b和第三液氮噴嘴8c以及安裝在所述密封罐21外部的液氮噴口 23、第一氮?dú)庑箽夤?8a和第二氮?dú)庑箽夤?8b。
[0010]在工作的過(guò)程中，首先將空氣進(jìn)氣口 15和外圍的壓縮空氣氣源相連接，空氣泄氣管14a和14b與外圍的吸氣設(shè)備相連接。以第一軟磁體4g為例，如附圖1所示，在設(shè)備未運(yùn)行前，4g處于壓縮空氣進(jìn)氣口位置，打開(kāi)氣源后，壓縮氣噴嘴噴出壓縮空氣推動(dòng)驅(qū)動(dòng)扇葉1旋轉(zhuǎn)，當(dāng)4g轉(zhuǎn)動(dòng)至平面感應(yīng)器6之下時(shí)，在電磁感應(yīng)的作用下被迅速加熱，此后4g轉(zhuǎn)動(dòng)至第一空氣泄氣管14a和第二空氣泄氣管14b處，兩片驅(qū)動(dòng)扇葉之間的高溫空氣被外接的吸氣設(shè)備吸走，然后當(dāng)4g轉(zhuǎn)至液氮噴嘴處被噴出的液氮冷卻而急速降溫，此后4g繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至氮?dú)庑箽夤芴帲瑑善?qū)動(dòng)扇葉之間的氮?dú)獗晃鼩庠O(shè)備吸走，最后4g轉(zhuǎn)回初始位置，完成一次發(fā)電過(guò)程。在這個(gè)旋轉(zhuǎn)的周期內(nèi)，軟磁體4g的溫度經(jīng)歷了快速升高和快速降低的過(guò)程，在溫度變化的同時(shí)其周?chē)拇艌?chǎng)也由強(qiáng)變?nèi)踉僮儚?qiáng)的過(guò)程，而磁場(chǎng)的變化使得安裝在軟磁體中間的感應(yīng)線圈產(chǎn)生電荷，并通過(guò)導(dǎo)電柱19導(dǎo)出，完成發(fā)電過(guò)程。
[0011 ]綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實(shí)施例，但這些實(shí)施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于包括分體式軟磁體轉(zhuǎn)子、壓縮氣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)和液氮速冷機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述的分體式軟磁體轉(zhuǎn)子，主要包括第一軟磁體(4a)，第二軟磁體(4b)，第三軟磁體(4c)，第四軟磁體(4d)，第五軟磁體(4e)，第六軟磁體(4f)，第七軟磁體(4g)和第八軟磁體(4h)，所述的軟磁體為鐵娃合金，在其外表面上通過(guò)扇葉固定螺釘(2)固定有驅(qū)動(dòng)扇葉(1)，同時(shí)全部軟磁體通過(guò)螺釘固定在底座(22)上，相互的軟磁體之間安裝有隔熱片(3)，所述的底座通過(guò)主軸(9)和深溝球軸承(10)安裝在密封罐(21)底部主軸安裝槽內(nèi)，所述的密封罐(21)頂部安裝有密封蓋(12)，二者之間通過(guò)第一卡扣(13a)，第二卡扣(13b)和第三卡扣(13c)相連接，密封罐與密封蓋的連接面加工有密封槽(20)，所述的密封槽內(nèi)安裝有0型橡膠密封圈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述的壓縮氣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、包括安裝在權(quán)利要求2所述的密封罐(21)外表面上的壓縮空氣進(jìn)氣口(15)和安裝在密封罐內(nèi)表面的第一壓縮氣噴嘴(7a)，第二壓縮氣噴嘴(7b)，第三壓縮氣噴嘴(7c)以及抽真空用的第一空氣泄氣管(14a)，和第二空氣泄氣管(14b)，所述的空氣進(jìn)氣口和外圍的壓縮空氣氣源相連接，所述的空氣泄氣管與外圍的吸氣設(shè)備相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述的感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)，主要包括安裝在權(quán)利要求2所述密封罐(21)密封腔體內(nèi)的平面感應(yīng)器(6)，所述的平面感應(yīng)器形狀為扇形，分為上下兩部分，上部分安裝在所述密封罐內(nèi)表面上部，安裝高度比權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)扇葉(1)上表面高2mm，下部分安裝在密封罐底部的凹槽內(nèi)，安裝高度比權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)扇葉(1)下表面低2mm，所述的平面感應(yīng)器之間通過(guò)感應(yīng)器電纜(16)連接成電流回路并通過(guò)接線柱(16a)與外圍電路相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述的液氮速冷機(jī)構(gòu)主要包括安裝在權(quán)利要求2所述密封罐(21)內(nèi)部的第一液氮噴嘴(8a)，第二液氮噴嘴(8b)和第三液氮噴嘴(8c)以及安裝在所述密封罐(21)外部的液氮噴口(23)、第一氮?dú)庑箽夤?18a)和第二氮?dú)庑箽夤?18b)，所述的液氮噴口( 23)與外圍的盛裝液氮的鋼瓶相連。
【專(zhuān)利摘要】一種物理熱磁發(fā)電實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于包括分體式軟磁體轉(zhuǎn)子、壓縮氣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)和液氮速冷機(jī)構(gòu)。在工作的過(guò)程中，分體式軟磁體轉(zhuǎn)子在壓縮空氣的推動(dòng)作用下不停的旋轉(zhuǎn)，每一個(gè)軟磁鐵都會(huì)被平面感應(yīng)器快速加熱而后被液氮快速冷卻，在快熱快冷的過(guò)程使得軟磁體周?chē)艌?chǎng)發(fā)生變化并使得感應(yīng)線圈感應(yīng)出電流。本實(shí)驗(yàn)裝置直觀的展示了物理學(xué)中電磁感應(yīng)發(fā)熱和熱磁感應(yīng)發(fā)電兩個(gè)重要的原理，能夠使得學(xué)生更好地學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率。
【IPC分類(lèi)】G09B23/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105489096
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610085017
【發(fā)明人】楊亦非
【申請(qǐng)人】楊亦非
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年2月15日