[发明专利]电磁感应综合实验装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁感应实验装置，尤其是由磁铁、线圈组成的电磁感应综合实验装置。本发明还涉及电磁感应综合实验装置多抽头感应线圈和专用支架的制造方法。

背景技术

电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，它的发现在科学上和技术上都具有划时代的意义。法拉第经过十年的精心实验研究，于1831年第一次发现了电磁感应现象，并总结出法拉第电磁感应定律：导体回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比。1834年，楞次提出了判断感应电流方向的方法：闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化，这个结论叫做楞次定律。如何采用便捷的方法和简单的装置获得并记录电磁感应过程的全部信息供人们分析研究，一直是科技工作者探索和追求的目标。

利用中华人民共和国国家知识产权局专利局所提供的专利检索系统对该类发明进行全面检索，获得专利文献如下：

1.电磁感应实验装置(公开号：CN2033530公开日：1989.03.01)，该实用新型把原来的用手动切割磁力线，改变成重力作用切割磁力线，并用双轨道、滚棒和电表组成闭合电路，把永磁铁改成电磁铁。该装置只能看到电表指针的摆动，无法验证电磁感应现象所涉及的各物理量之间的量化关系。

2.一种新型电磁感应实验器具(公开号：CN2535877公开日：2003.02.12)，它主要包括一个与电动机相连的机座一个与所述机座相连可转动的金属圆盘，还有一个与所述机座相连的转动支架，在所述的转动支架上安装有上、下磁铁。该实用新型验证的是电磁阻尼作用。

3.电磁感应实验装置(公开号：CN2686011  公开日：2005.03.16)，该实用新型由U型磁铁、线圈、支架、底板、电流表构成。移动支架、线圈切割磁力线，电流表显示电流。仍无法准确测定电磁感应现象之间的量化关系。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以获得并记录电磁感应过程的全部信息供人们分析研究的电磁感应综合实验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

圆柱形永久磁铁在重力作用下穿过固定在专用支架上且直立的导管自由下落至磁铁吸附垫；固定在导管外的两个多抽头感应线圈把圆柱形永久磁铁经过时所产生的感应电动势的全部变化过程传给数字存储示波器的两个通道供其显示并储存。

本发明所使用的专用支架是中空结构，可以保证圆柱形永久磁铁穿过基座下落至地面；三个地脚螺丝用于调节导管的垂直；固定导管的套管外面采用焊接方法加装两个紧固圈，紧固圈上面设有紧固螺丝和圆柱形橡胶垫。

本发明所使用的多抽头感应线圈，采用了单根漆包线在骨架的线槽内缠绕并在相等匝数处抽头的绕制方法，各抽头通过骨架上的穿线槽绕到接线盘的下面焊接在探针上。接线盘的上表面喷涂或印制线圈符号和数字，与骨架采用热熔胶胶合或螺丝固定的方法合为一体。为了可以上下拉动多抽头感应线圈，骨架还配有圆柱形橡胶垫和摩擦力调节螺丝。

本发明的有益效果是：结构简单，操作方便，可以在量化研究法拉第电磁感应定律和楞次定律的同时，实现对重力、磁力等物理量的测量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明电磁感应综合实验装置的系统结构示意图；

图2是本发明电磁感应综合实验装置专用支架的结构示意图；

图3是本发明电磁感应综合实验装置多抽头感应线圈结构示意图；

图4和图5是图3所示多抽头感应线圈的骨架和接线盘示意图；

图6至图8分别描述了本发明电磁感应综合实验装置几种使用方法所对应的显示结果。

具体实施方式

在图1所示的电磁感应综合实验装置中，圆柱形永久磁铁1在重力作用下穿过固定在专用支架4上且直立的导管3自由下落至磁铁吸附垫5。设置在导管3外的两个多抽头感应线圈2把圆柱形永久磁铁1经过时所产生的感应电动势的全部变化过程传给数字存储示波器6的两个通道供其显示并储存。导管3根据实验内容的不同选用玻璃管、铜管、铝管或不锈钢管，导管3的外径为15毫米，内径为12毫米，长度为1-1.5米，便于不同高度的人操作。圆柱形永久磁铁1的直径为10毫米，长度为10-20毫米，太长会使感应电动势正负交替处产生长时间零信号。专用支架4下面放置的磁铁吸附垫5由橡胶和铁板粘合而成，其作用是使圆柱形永久磁铁1实现“软着陆”。