[发明专利]发电机演示模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种教学模型，具体是一种用来演示发电机原理的发电机演示模型。

技术背景

发电机是把机械能转换为电能的设备，是利用闭合线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流的原料来发电的。

交流发电机由于其使用范围的普遍性，也成为了中学物理教学方面重点内容。但目前普遍使用的发电机模型，只能用来演示闭合线圈切割磁感线对感应电流的影响，不能演示闭合线圈不切割磁感线对感应电流的影响，使学生分不清是由于磁铁旋转产生感应电流还是由于闭合线圈切割磁感线产生感应电流。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种发电机机演示模型，该模型不仅可以演示转速对感应电流的影响，还可以演示磁场强度对感应电流的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种发电机机演示模型，包括展示平台，展示平台上固定有导杆支座，导杆支座上固定有导杆，导杆上承载有支架底座，支架底座可沿导杆移动，支架底座上固定有线圈支架，线圈支架内有闭合线圈，磁铁转轴从闭合线圈内穿过，磁铁转轴一端铰接在第一磁铁支架上，另一端穿过第二磁铁支架与第二磁铁支架上的传动变速装置连接，第一磁铁支架和第二支架固定在展示台上，传动变速装置上固定有第一手柄，磁铁转轴上固定有磁铁，磁铁位于第一磁铁支架和第二磁铁支架之间；第一磁铁支架上开有长通孔，支架底座上固定有刚性连杆，刚性连杆一端穿过长通孔固定在圆盘边缘处，圆盘铰接在展示台上，圆盘上有第二手柄，展示台上还固定有两个限位柱，两限位柱的连线穿过圆盘的圆心且与磁铁转轴垂直；展示台上还连接有灯泡，灯泡与闭合线圈电连接。

在闭合线圈与磁铁轴线不重合时，摇动第一手柄，磁铁旋转，但是由于闭合线圈没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，灯泡不发光；

转动第二手柄，圆盘转动，至第二手柄接触另一限位柱， 此时第二手柄共旋转180^o，同样，圆盘也旋转，转动过程中，刚性连杆推动支架底座向靠近磁铁的方向移动，直到闭合线圈与磁铁轴线重合，然后摇动第一手柄，带动传动变速装置内部器件转动，再带动磁铁旋转，形成旋转磁场，闭合线圈中的导线切割磁感线，根据定理，切割磁感线的导体中会产生感应电流，所以闭合线圈中有电流流过，与闭合线圈连接连接的灯泡中也有电流通过，灯泡发光。

本发明的发电机演示模型结构简单，不仅可以演示闭合线圈切割磁感线对感应电流的影响，还可以演示闭合线圈不切割磁感线对感应电流的影响，而且可以通过灯泡亮度演示转速大小对产生的感应电流大小的影响，更具直观性和趣味性。

附图说明

图1为本发明磁铁位于闭合线圈外时的结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为本发明闭合线圈与磁铁轴线重合时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

发电机演示模型，如图1和图2所示，包括展示平台1，展示平台1上固定有第一导杆支座10a、第二导杆支座10b、第三导杆支座10c和第四导杆支座10d，所述第一导杆支座10a、第二导杆支座10b、第三导杆支座10c和第四导杆支座10d呈四边形布置，第一导杆支座10a与第三导杆支座10c之间固定有第一导杆11a，第二导杆支座10b与第四导杆支座10d之间固定有第二导杆11b，第一导杆11a与第二导杆11b相互平行，第一导杆11a与第二导杆11b共同承载支架底座13，支架底座13可沿第一导杆11a和第二导杆11b移动，支架底座13上固定有线圈支架6，所述线圈支架6为市售产品，线圈支架6内有闭合线圈4，闭合线圈4两端连有电刷，磁铁转轴5从闭合线圈4内穿过，磁铁转轴5一端铰接在第一磁铁支架14上，磁铁转轴5另一端穿过第二磁铁支架7与传动变速装置9连接，传动变速装置9固定在第二磁铁支架7上，第一磁铁支架14和第二支架7都固定在展示台1上，传动变速装置9上固定有第一手柄8，磁铁转轴5上还固定有磁铁12，磁铁12位于第一磁铁支架14和第二磁铁支架7之间靠近第二磁铁支架7处； 第一磁铁支架14下端部开有长通孔，支架底座13中间位置固定有刚性连杆16，刚性连杆16一端穿过长通孔固定在圆盘17边缘处，圆盘17铰接在展示台1上，可在展示台1上转动，圆盘17上固定有第二手柄18，圆盘17两侧各有一个限位柱15，限位柱15的连线穿过圆盘17的圆心且与磁铁转轴5垂直；展示台1上还固定盒体2，盒体2上固定有三个灯泡3，灯泡3通过盒体2内的导线与闭合线圈4电连接。

以上所述发电机演示模型可以安放在透明罩内，透明罩上开有供第一手柄8和第二手柄18伸出的孔。