[其他]磁场屏蔽演示仪

说明书

本实用新型属于一种物理教学仪器。

现有的测量磁场强度的专用仪器高斯计主要由霍尔元件和微安表组成，它是一种科研仪器，作为教学仪器价格较为昂贵，在中学电磁学教学中推广较为困难，且用途范围专一，不适于电磁学教学中多种用途的需要。本实用新型的目的是生产一种适用于电磁学教学且用途较为广泛的物理教学仪器。

本实用新型的目的是这样实现的。该仪器由霍尔元件、微安表、磁电式仪表磁体、交流电磁铁、条形磁铁、发光二极管、装有测量通路的底板箱等组成。霍尔元件的四根引线中，有两根经保护电阻接直流电源的正负极，二根接微安表的正负接线柱。测量磁场强度时，将霍尔元件放入磁电式仪表磁体（永久磁铁）磁场中，表头指针偏转可显示磁场的强度值。若把霍尔元件在磁场中翻转180°，则指针反向偏转，表示磁势变为反向，从指针的偏转方向上，可判断磁极的N－S极性。一组屏蔽罩分别由非金属（塑料）、有色金属（铝、铜）铁罩等三个以上不同材料的罩体组成，将非金属或有色金属罩罩在仪表磁体或交流电磁铁上，霍尔元件靠近罩壁，指针偏转，说明磁力线能穿透非金属和有色金属。将铁罩套在磁铁上时，霍尔元件靠近罩体，指针不偏转，说明铁罩实现了磁场屏蔽。以二个运算放大器为主要元件的比例放大器电路与微安表接通，组成交流毫伏表，可指示交流霍尔电势，将霍尔元件放入交流电磁铁的磁场中，指针偏转指示交流磁场的强度。同时，它也能测量交流变压器有无漏磁现象。在中学物理教学中，讲解电压表或电流表原理时，应讲清仪表极靴内是匀强磁场，将霍尔元件插入磁电式仪表磁体极靴内，微安表指针偏转，将霍尔元件绕铁芯旋转，从表头上看到已偏转的指针不动，说明磁体极靴内的磁场是匀强磁场。本实用新型还可以演示磁体磁力线的空间分布，将条形磁铁放入枣核形架子中，架子由铝丝对称分布编好呈枣核状，将霍尔元件沿条形磁铁磁力线方向从N端到S端，看到仪表指针变化由大到小，再由小到大，说明条形磁铁二端磁力线密度强，中间磁力线密度弱，从而判断出磁力线的空间分布状况。

本实用新型有以下优点：

1.能演示永久磁铁和交流电磁铁的磁场屏蔽现象。

2.能测量磁场强度，并能判断N－S极方向。

3.可演示磁力线空间分布状况，使同学们对磁力线空间分布状况有了更深刻的认识。

4.可演示电磁电势仪表极靴磁场是匀强磁场。

5.可检验变压器等同类产品的漏磁现象。

本实用新型的实施例结合附图加以说明

图1是本实用新型结构示意图

图2是本实用新型的电路原理图

如图所示，本实用新型由霍尔元件1、开关2、装有测量通路的底板箱3、微安表5、条形磁铁7、磁电式仪表磁体9、交流电磁铁11、发光二极管14、15，一组屏蔽罩（16a、16b、16c）等组成，微安表5、磁电式仪表磁体9和交流电磁铁11分别通过固定架4、10、13固定在底板箱3上，条形磁铁7放置在枣核形支承架8上，枣核形支承架的枣核形部分是由8～12根铝丝对称焊接而成。微安表5包有一层铁屏蔽罩6，微安表5指针的零点位于刻度盘的中点。交流电磁铁11上绕有导线12并穿过底板与电源相接，霍尔元件1的四根导线穿过底板与电路相接，位于底板上的四根导线均包裹在绝缘软套17中，交变磁场的测量通路（电路）由以二个运算放大器为主要元件的比例放大器电路、比例放大器和交流电磁铁电源、供霍尔元件1使用的直流电源和一个六刀双掷开关2组成。操作时，打开开关2，使其处于位置I，发光二极管14亮，表明霍尔元件处于直流工作状态，这时，将霍尔元件放在磁电式仪表磁体（永久磁铁）9中的某一点上，从微安表5上，可读出该点磁场强度B的数值。将霍尔元件1的探头放在磁体9某一磁极附近，指针偏转，再将探头平面翻转180°，微安表指针向相反方向偏转。从偏转方向上可判断出是N极还是S极。霍尔元件还可在条形磁铁7上描述磁力线的磁场分布，同时，还可描述磁电式仪表磁体9上的极靴磁场是匀强磁场。该实用新型的附件，一组屏蔽罩（16a、16b、16c）分别由非金属、有色金属、铁罩三种不同材料的罩体组成，分别将其套在磁体9上，说明铁罩具有磁场屏蔽作用。将开关拨至Ⅱ位，发光二极管15亮，将霍尔元件1放入交流电磁铁磁场中，可测交流磁场强度。将霍尔元件1靠近已通电而无铁外罩的变压器，当看到指针偏转时，可知道变压器有漏磁现象。