[实用新型]旋转矢量动静态演示器

说明书

本实用新型涉及一种电工学正弦量的教学用具。

在电工学的教学中，往往要涉及到正弦量的分析与计算，为了分析与计算的方便，常用一旋转的平面矢量来表示正弦量。为此，老师在上课时要花费相当多的时间去绘制图样，也有老师为了省去上课时的作图麻烦，将图样事先绘制在一图纸上，可这种事先绘制的图样仍然缺乏各对应数据的直观感，特别是缺乏动态曲线的直观效果，因此很有必要加以改进。

本实用新型的目的在于根据现有电工学中旋转矢量与正弦量教学用具的不足，提出一种由灯光同步闪亮反映正弦量各参量变化时与之对应的旋转矢量各参量的变化情况的新型电工教学用具，以说明旋转矢量是如何表示正弦量的。

根据本实用新型的目的所提出的一种技术实施方案是；利用一长方形演示盘，在盘面上绘制出旋转矢量以及相对应的正弦波图形，并根据正弦量各参量变化时与之对应的旋转矢量各参量的变化情况，由一组同步闪亮的灯光来显示某一时刻的正弦波轨迹、正弦波相位角，以及对应时刻旋转矢量的位置、旋转矢量在纵轴上的投影和旋转矢量与X轴正向的夹角等参量，以说明旋转矢量是如何表示正弦量的。此外，按照等量关系的排列采用若干组同步闪亮的灯光来分别表示不同时刻的旋转矢量与正弦波的关系位置，即可构成一完整的旋转矢量与正弦量的关系图。在演示盘上加一能实现手动和自动控制的控制器，既可实现正弦量与旋转矢量各参量的静态演示(手动控制)，以及正弦量与旋转矢量的动态演示(自动控制)。

下面将结合附图对本实用新型作一具体的描述：

图1为本实用新型主视图；

图2为本实用新型控制器剖视图；

图3为本实用新型电气控制示意图。

从附图中可以看出，本实用新型包括一演示盘(1)。其特征在于演示盘(1)上有一控制器(2)和指示灯(3)以及开关(4)，演示盘(1)上还绘有旋转矢量图形(5)和正弦量波形图(6)且在演示盘(1)上根据旋转矢量的不同位置，按等角度量在各旋转矢量所处位置上开有用以表示旋转矢量所处位置的孔(7)和用以表示旋转矢量与X正轴夹角的孔(8)。并同时根据旋转矢量在纵轴Y上的投影；在纵轴Y上开有表示旋转矢量在纵轴上投影的孔(9)，又根据旋转矢量与正弦量的关系，在正弦波图形上开有用以表示相对应旋转矢量的正弦波轨迹的孔(10)，此外还在X正轴上与正弦波轨迹相对应的位置开有用于表示正弦波波形相位角的孔(11)。为了效果的直观性，其孔(7)和(8)为箭头型三角孔，箭头指向所表示的矢量位置，孔后装有指示灯(12)和(13)，而孔(9)、(10)和(11)则均为圆形小孔，孔后也分别装有指示小灯(14)、(15)和(16)。指示小灯的亮与否均由控制器(2)所控制，控制器(2)安装在演示盘(1)中间下部孔(17)的位置，在演示盘孔(17)内固装有一导电轴(18)，导电轴(18)上套有一活动齿轮盘(19)和一旋转手柄(20)，齿轮盘(19)和旋转手柄(20)通过销钉(21)和(22)固装在一起，同时在齿轮盘(19)的中心孔(28)内开有一槽(23)，槽内卡有一触点滑片(24)，触点滑片(24)一端紧贴导电轴(18)另一端则与演示盘(1)上的电接触点(25)相对应，演示盘上的电接触点(25)是按演示盘与矢量所分的等分相对应所设置的，当滑片(24)转动时碰上某一电接触点则对应的旋转矢量及其各参数指示小灯便发亮。在演示盘(1)的后面靠近控制器(2)的位置还装有一微型电机(26)，电机(26)的转轴上套有一齿轮(27)，齿轮(27)与齿轮盘(19)相啮，而且在演示盘(1)靠控制器(2)的右边位置安装有开关(4)。当开关(4)合上时，电机(26)通过齿轮(27)带动齿轮盘(19)作旋转运动，卡在齿轮盘内的滑片(24)则随着齿轮盘(19)的转动，而依次滑过演示盘(1)的各电接触点(25)，演示盘的指示小灯也则随着电接触点与滑片的接触而依次闪亮，即可完整地将旋转矢量与正弦量的动态变化表示出来。如果断开开关(4)通过手旋转手操作柄(20)带动滑片(24)与某一触点相接触，则可通过某一组指示灯的闪亮观察到某一对刻旋转矢量与正弦量的关系及参数。

该演示器构思新颖，演示效果好，具有很强的直观感和动态感，对电工学的教学很有帮助，既可以大大减轻老师的作图之苦，又可直观方便地表示旋转矢量与正弦量的关系，使得学生易理解和记忆，值得在教学中加以推广应用。