本發(fā)明屬于物理學(xué)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種電磁實(shí)驗(yàn)綜合演示裝置。

背景技術(shù)：

單相交流發(fā)電機(jī)是物理教學(xué)中重要的課程，為了方便學(xué)生理解，單相交流發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)設(shè)備為磁塊、線圈、碳刷、燈和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置組成的建議設(shè)備，通過(guò)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)使燈亮起。學(xué)生能夠理解轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，但是對(duì)于交流電的具體電流情況很難形象的理解。雖然采用了電流表，但是在實(shí)驗(yàn)保持轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，僅可以看到燈忽亮忽滅、電流表指針搖擺不定，實(shí)驗(yàn)停止在某一狀態(tài)下，則不會(huì)看到該狀態(tài)下電流表的指針情況，非常不形象，學(xué)生理解十分吃力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電磁實(shí)驗(yàn)綜合演示裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種電磁實(shí)驗(yàn)綜合演示裝置，包括底座，底座上依次安裝燈泡、兩個(gè)碳刷支座、兩組磁塊、第一輪架、第二輪架、軸承架、導(dǎo)向座支撐架、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和磁條支撐架，每個(gè)碳刷支座上安裝一個(gè)碳刷，導(dǎo)向座支撐架上安裝導(dǎo)向座，磁條支撐架的上部安裝豎向的磁條，兩組磁塊相對(duì)安裝，兩塊磁塊的磁極相對(duì)，第一輪架上安裝從動(dòng)輪，第二輪架上安裝主動(dòng)輪，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間通過(guò)皮帶連接，從動(dòng)輪上安裝一根水平的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端連接線圈，線圈位于兩組磁塊之間，線圈的端部分別連接一個(gè)導(dǎo)電環(huán)，導(dǎo)電環(huán)與碳刷接觸配合，碳刷分別連接燈泡的一根接線，主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸連接搖柄；主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸與軸承架的軸承之間通過(guò)傳動(dòng)桿連接，傳動(dòng)桿的端部連接轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端，轉(zhuǎn)動(dòng)桿的另一端鉸接連桿的一端，連桿的另一端鉸接滑動(dòng)塊的一面, 導(dǎo)向座為豎向長(zhǎng)條形，導(dǎo)向座的中間開(kāi)設(shè)豎向的導(dǎo)向槽，滑動(dòng)塊位于導(dǎo)向槽內(nèi)并能夠沿導(dǎo)向槽上下滑動(dòng)，導(dǎo)向塊的另一面固定安裝水平桿，水平桿的端部固定安裝磁頭；旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸朝上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)的外周均勻安裝數(shù)根固定桿，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸外周安裝筒狀的繪圖板，繪圖板的筒壁由內(nèi)層、外層和隔板組成，內(nèi)層和外層之間為隔板，隔板為蜂窩狀結(jié)構(gòu)，隔板之間的空隙內(nèi)填充磁粉和白油，外層為透明材料，磁頭與繪圖板的外側(cè)配合并能夠吸引磁粉；磁條位于繪圖板的內(nèi)側(cè)并能夠吸引磁粉。

如上所述的一種電磁實(shí)驗(yàn)綜合演示裝置，所述的底座上安裝兩個(gè)模擬磁塊，模擬磁塊與磁塊形狀相同，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端連接模擬線圈，模擬線圈位于模擬磁塊之間，模擬磁塊為透明材料。

如上所述的一種電磁實(shí)驗(yàn)綜合演示裝置，所述的其中一個(gè)模擬磁塊的內(nèi)壁上安裝數(shù)個(gè)水平安裝的激光燈，激光燈成矩形陣列。

如上所述的一種電磁實(shí)驗(yàn)綜合演示裝置，所述的模擬線圈的兩邊分別安裝一排LED燈。

如上所述的一種電磁實(shí)驗(yàn)綜合演示裝置，所述的繪圖板的外周中間設(shè)有水平線。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明中延續(xù)現(xiàn)有技術(shù)中燈光的效果，同時(shí)，能夠在繪圖板上繪制出類似于正弦的曲線，方便學(xué)生理解單相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流的性質(zhì)，能夠區(qū)分與其他發(fā)電機(jī)（直流發(fā)電機(jī)或者三項(xiàng)交流發(fā)電機(jī)）的區(qū)別，效果更佳直觀，理解更佳容易。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的目的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是沿圖1的A-A線的剖視圖的放大圖；圖4是圖2的B向視圖的放大圖；圖5是圖1的Ⅰ局部放大圖；圖6是圖1的Ⅱ局部放大圖。

附圖標(biāo)記：1底座 2碳刷支座 3磁塊 4第一輪架 5第二輪架 6模擬磁塊 7軸承架 8導(dǎo)向座支撐架 9旋轉(zhuǎn)電機(jī) 10磁條支撐架 11從動(dòng)輪 12主動(dòng)輪 13皮帶 14轉(zhuǎn)動(dòng)軸 15線圈 16模擬線圈 17導(dǎo)電環(huán) 18碳刷 19燈泡 20搖柄 21傳動(dòng)桿 22轉(zhuǎn)動(dòng)桿 23連桿 24滑動(dòng)塊 25導(dǎo)向座 26導(dǎo)向槽 27水平桿 28磁頭 29轉(zhuǎn)盤(pán) 30固定桿 31繪圖板 32內(nèi)層 33外層 34隔板 35磁條 36激光燈 37LED燈 38水平線。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種電磁實(shí)驗(yàn)綜合演示裝置，如圖所示，包括底座1，底座1上依次安裝燈泡19、兩個(gè)碳刷支座2、兩組磁塊3、第一輪架4、第二輪架5、軸承架7、導(dǎo)向座支撐架8、旋轉(zhuǎn)電機(jī)9和磁條支撐架10，每個(gè)碳刷支座2上安裝一個(gè)碳刷18，導(dǎo)向座支撐架8上安裝導(dǎo)向座25，磁條支撐架10的上部安裝豎向的磁條35，兩組磁塊3相對(duì)安裝，兩塊磁塊3的磁極相對(duì)，第一輪架4上安裝從動(dòng)輪11，第二輪架5上安裝主動(dòng)輪12，主動(dòng)輪12和從動(dòng)輪11之間通過(guò)皮帶13連接，從動(dòng)輪11上安裝一根水平的轉(zhuǎn)動(dòng)軸14，轉(zhuǎn)動(dòng)軸14的一端連接線圈15，線圈15位于兩組磁塊3之間，線圈15的端部分別連接一個(gè)導(dǎo)電環(huán)17，導(dǎo)電環(huán)17與碳刷18接觸配合，碳刷18分別連接燈泡19的一根接線，主動(dòng)輪12的轉(zhuǎn)軸連接搖柄20；主動(dòng)輪12的轉(zhuǎn)軸與軸承架7的軸承之間通過(guò)傳動(dòng)桿21連接，傳動(dòng)桿21的端部連接轉(zhuǎn)動(dòng)桿22的一端，轉(zhuǎn)動(dòng)桿22的另一端鉸接連桿23的一端，連桿23的另一端鉸接滑動(dòng)塊24的一面, 導(dǎo)向座25為豎向長(zhǎng)條形，導(dǎo)向座25的中間開(kāi)設(shè)豎向的導(dǎo)向槽26，滑動(dòng)塊24位于導(dǎo)向槽26內(nèi)并能夠沿導(dǎo)向槽26上下滑動(dòng)，導(dǎo)向塊24的另一面固定安裝水平桿27，水平桿27的端部固定安裝磁頭28；旋轉(zhuǎn)電機(jī)9的轉(zhuǎn)動(dòng)軸朝上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)9的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝轉(zhuǎn)盤(pán)29，轉(zhuǎn)盤(pán)29的外周均勻安裝數(shù)根固定桿30，旋轉(zhuǎn)電機(jī)9的轉(zhuǎn)動(dòng)軸外周安裝筒狀的繪圖板31，繪圖板31的筒壁由內(nèi)層32、外層33和隔板34組成，內(nèi)層32和外層33之間為隔板34，隔板34為蜂窩狀結(jié)構(gòu)，隔板34之間的空隙內(nèi)填充磁粉和白油，外層33為透明材料，磁頭28與繪圖板31的外側(cè)配合并能夠吸引磁粉；磁條35位于繪圖板31的內(nèi)側(cè)并能夠吸引磁粉。本發(fā)明中延續(xù)現(xiàn)有技術(shù)中燈光的效果，同時(shí)，能夠在繪圖板上繪制出類似于正弦的曲線，方便學(xué)生理解單相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流的性質(zhì)，能夠區(qū)分與其他發(fā)電機(jī)（直流發(fā)電機(jī)或者三項(xiàng)交流發(fā)電機(jī)）的區(qū)別，效果更佳直觀，理解更佳容易。

具體而言，為了方便學(xué)生看到磁塊3內(nèi)部線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，本實(shí)施例所述的底座1上安裝兩個(gè)模擬磁塊6，模擬磁塊6與磁塊3形狀相同，轉(zhuǎn)動(dòng)軸14的另一端連接模擬線圈16，模擬線圈16位于模擬磁塊6之間，模擬磁塊6為透明材料。通過(guò)形狀相同的模擬磁塊6和模擬線圈16，透明的材料能夠使學(xué)生看到，學(xué)生可以連接能夠模擬真實(shí)的線圈15在磁塊3內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。

具體的，為了更形象的向?qū)W生展示切割磁場(chǎng)的過(guò)程，本實(shí)施例所述的其中一個(gè)模擬磁塊6的內(nèi)壁上安裝數(shù)個(gè)水平安裝的激光燈36，激光燈36成矩形陣列。激光燈36發(fā)出水平的激光，可以模擬磁場(chǎng)線，模擬線圈16在激光燈36的模擬磁場(chǎng)線中運(yùn)動(dòng)，能夠形象的體現(xiàn)切割磁場(chǎng)線狀態(tài)。

進(jìn)一步的，為了幫助學(xué)生理解電流方向本實(shí)施例所述的模擬線圈16的兩邊分別安裝一排LED燈37。LED燈37為自帶電源的LED燈37，控制單排LED燈37在某個(gè)方向上逐個(gè)亮起，可以代表電流的方向，便于學(xué)生理解。LED燈37可以通過(guò)開(kāi)關(guān)逐個(gè)控制，也可以連接控制器按照編輯的程序逐個(gè)亮起，亮起方向也可控制。

更進(jìn)一步的，為了方便標(biāo)記曲線的中間位置,本實(shí)施例所述的繪圖板31的外周中間設(shè)有水平線38。水平線38可以理解為0安培狀態(tài)下情況，以便于區(qū)分電流的正向和反向。

本發(fā)明的工作過(guò)程為：通過(guò)手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄20帶動(dòng)主動(dòng)輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪12通過(guò)皮帶13帶動(dòng)從動(dòng)輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪11帶動(dòng)線圈15在磁場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁場(chǎng)線，從而發(fā)電使燈泡19亮起，亮起狀態(tài)為忽亮忽滅，直觀的展示單相交流發(fā)電機(jī)發(fā)電過(guò)程。同時(shí)，主動(dòng)輪12通過(guò)傳動(dòng)桿21帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿22轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)桿22、連桿23形成曲柄連桿機(jī)構(gòu)使得滑動(dòng)塊24沿導(dǎo)向槽26上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝在水平桿27上的磁頭28在繪圖板31上進(jìn)行上下移動(dòng)。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)9進(jìn)行勻速的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)29和固定桿30帶動(dòng)繪圖板31轉(zhuǎn)動(dòng)，磁頭28經(jīng)過(guò)的繪圖板31處的磁粉被吸附到外層33上，形成黑色的線，隨著繪圖板31的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠在繪圖板31上形成一條類似正弦曲線的圖案，繪圖板31的上下部分為縱向的電流坐標(biāo)，水平為時(shí)間坐標(biāo)，這個(gè)圖案能夠方便的幫助學(xué)生理解單相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流的性質(zhì)。繪圖板31轉(zhuǎn)動(dòng)至磁條35處時(shí)，磁粉會(huì)被吸附到內(nèi)層32上，從而繪圖板31的外層33上的圖案消失，方便后面的繪圖。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。