多功能线圈扭转旋转演示器制造技术

一种多功能线圈扭转旋转演示器，包括敞开式定子、可灵活取放的转子、外置换向器、活动插板；把钢板弯制成L形支架竖直固定在底座上，将磁铁吸在钢板上，形成敞开式定子结构；转子支架固定在底座上，转子支架有近似U形的开口；外置换向器置于转子支架的外侧，位于换向器座上，外置换向器和导电环可灵活拆装于换向器座上。本实用新型专利技术解决了现有实验因蹄形磁铁磁极间的距离小，大线圈不能演示，小线圈演示难度大，效果差的问题；解决了电动机原理说明器，其结构复杂，必须用大电流的学生电源才能驱动，使用不便的问题；解决了手摇发电机，摩擦力大，皮带老化无力不易带动转子的问题。

【技术实现步骤摘要】

涉及到电磁学中磁场对电流的作用力和电磁感应的一种多功能教具。
技术介绍
“通电线圈在磁场中受力扭转实验”，因蹄形磁铁磁极间的距离小而无法演示，本人曾用扬声器的线圈演示，又因线圈太小，线圈在磁场中扭转、晃荡，容易吸在磁铁上，演示的难度大，并且远处的学生看不清楚。类似的教具有电动机原理说明器，其结构复杂，转子不能取出，用5节干电池都不能使线圈转动，转子电流和定子电流之和达到1.8A以上，必须学生电源才能驱动，使用不便。内置小型换向器，学生看不清，演示效果差，很少有老师使用该教具。还有手摇发电机，因摩擦力大，皮带老化无力，不易带动转子，小型封闭式结构不便于学生观察，演示效果差。
技术实现思路
为了解决上述问题，我用大型磁铁、绕制大线圈穿轴固定，外置可灵活拆装的换向器和导电环，活动插板等，制作了这种多功能线圈扭转旋转演示器，可以演示通电线圈在磁场中扭转和旋转，演示直流发电机和交流发电机。本技术的技术方案是：把钢板弯制成L形支架竖直固定在底座上，将磁铁吸在钢板上，形成敞开式定子结构。转子支架固定在底座上，其顶端有近似U形的开口，可以灵活取放转子，便于取出转子讲解其结构和受力。有大型外置可灵活拆装的换向器置于转子支架的外侧，换向器固定在换向器座上，视觉冲击力强（如图1），换向器和导电环（如铜环或不锈钢环）可灵活拆装于换向器座上，演示多个实验。换向器座有金属插孔可以固定漆包线两端，错位镶嵌有弹性导电体（如铜片或金属碰珠）跟金属插孔和换向器接触，有开槽固定换向器（如图4）。换向器座的另一种结构是用金属插孔固定漆包线两端，开槽内错位镶嵌有弹性导电片（如铜片或不锈钢片）跟金属插孔和换向器接触，有开槽固定换向器。把漆包线绕在线圈架上，空心轴穿过线圈，漆包线两端从穿线孔穿入空心轴内，从中引出由换向器座的金属插孔固定，装轴承、换向器座、换向器，组装转子（如图1）。活动插板上有发光二极管，两个发光二极管的正负极反向并联，发光二极管偏离中线错位安装，使离边缘远的一端统一接二极管的正极或者负极，便于识别发光二极管的正负极接在那一端，发光二极管与接线柱相连跟固定在插板上的铜片相接（如图5）。在换向器两侧的底座上错位安装电刷，用铜片固定电池的两极，把电池和开关串联后，两端连接插头，插头插入电刷插孔中，形成电路部分和机械部分组合在一起的整体结构（如图1）。该教具体积大，结构简单，直观效果好，只需一节干电池即可驱动，使用简便，可以演示以下四个实验，节约资源，降低成本。1.演示通电线圈在磁场中扭转。取下换向器，把插头插入换向器座上的金属插孔中，闭合开关，演示通电线圈在磁场中扭转。2.演示通电线圈在磁场中旋转。装上换向器，把插头插入电刷上的电刷插孔中，闭合开关，演示通电线圈在磁场中旋转。3.演示直流发电机。用活动插板替换电源，捻轴直接旋转转子，演示直流发电机。4.演示交流发电机。再用导电环替换换向器，演示交流发电机。附图说明图1是本技术的俯视图；图2是换向器的主视图；图3是导电环的主视图；图4是换向器座的主视图、俯视图（仅显示弹性导电体和金属插孔）和左视图（仅显示弹性导电体）组成的三视图；图5是活动插板的主视图。其中的标注：1空心轴、2转子支架、3轴承、4线圈、5磁铁、6定子支架、7底座、8穿线孔、9换向器座、10电刷、11插头和电刷插孔、12换向器、13金属插孔、14空心轴内引出线（漆包线）、15铜片、16开槽、17弹性导电体、18导电环、19突起、20铜片、21接线柱。具体实施方式如图2，制作换向器12。如图3，用铜管或不锈钢管切割成导电环18，导电环18内有一突起19可卡在开槽16中以固定导电环18，换向器12和导电环18的大小与换向器座9相匹配并且可灵活拆装于换向器座9上。如图4，制作换向器座9，换向器座9有金属插孔13固定漆包线14的两端，错位镶嵌有弹性导电体17（如铜片或金属碰珠）跟金属插孔13和换向器12接触，弹性导电体17作用是通过金属插孔13把漆包线14的两端跟换向器12或导电环18连接起来，有开槽16固定换向器12。换向器座9的另一种结构是用金属插孔13固定漆包线14的两端，开槽16内错位镶嵌有弹性导电片（如铜片或不锈钢片），替换弹性导电体17的作用，跟金属插孔13和换向器12接触，有开槽16固定换向器12。如图1，空心轴1钻穿线孔8，制作线圈架，绕漆包线，空心轴1穿过线圈4，漆包线两端从穿线孔8穿入空心轴1内，从中引出线（漆包线）14由换向器座9的金属插孔13固定，装轴承3、换向器座9、换向器12，组装转子。如图5，制作活动插板，活动插板上有发光二极管，两个发光二极管的正负极反向并联，发光二极管偏离中线错位安装，使离边缘远的一端统一接二极管的正极或者负极，发光二极管与接线柱21相连跟固定在插板上的铜片20相接，活动插板的作用是在演示直流发电机和交流发电机时，替换电池，显示电流方向。如图1，制作L形定子支架6和顶端有近似U形开口的转子支架2，制作电刷10，底座7钻孔，安装定子支架6、转子支架2、磁铁5、转子、电刷10，用铜片15固定电池的两极，把电池和开关串联后，两端连接插头，插头插入电刷插孔11中，形成电路部分和机械部分组合在一起的整体结构，安装底脚，组装成型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能线圈扭转旋转演示器，其特征是，包括敞开式定子、可灵活取放的转子、外置换向器、活动插板；把钢板弯制成L形支架竖直固定在底座上，将磁铁吸在钢板上，形成敞开式定子结构；转子支架固定在底座上，转子支架有近似U形的开口；外置换向器置于转子支架的外侧，位于换向器座上，外置换向器和导电环可灵活拆装于换向器座上。

【技术特征摘要】
1.一种多功能线圈扭转旋转演示器，其特征是，包括敞开式定子、可灵活取放的转子、外置换向器、活动插板；把钢板弯制成L形支架竖直固定在底座上，将磁铁吸在钢板上，形成敞开式定子结构；转子支架固定在底座上，转子支架有近似U形的开口；外置换向器置于转子支架的外侧，位于换向器座上，外置换向器和导电环可灵活拆装于换向器座上。2.如权利要求1所述的多功能线圈扭转旋转演示器，其特征是：换向器座有金属插孔固定漆包线两端，错位镶嵌有弹性导电体跟金属插孔和换向器接触，有开槽固定换向器。3.如权利要求1所述的多功能线圈扭转旋转演示器，其特征是：换向器座的另一种结构是用金属插孔固定漆包线两端，错位镶嵌有弹性导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪水望，
申请(专利权)人：汪水望，
类型：新型
国别省市：湖北;42