超导现象演示仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超导现象演示仪，属于教学仪器类。主要由高温超导材料制成的超导体、载物容器组成，超导体固定在可移动的支撑架上，支撑架挂靠在载物容器壁面上，将超导体稳固在容器内，超导体上固定有接点。本实用新型专利技术结构简单，实用方便，演示生动、有趣、形象，将超导的多种现象直观地显示出来，是较理想的超导教学用具。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种教学用的仪器，尤其涉及一种主要用于演示超导现象的仪器。目前，随着超导材料的广泛应用，对超导知识的普及、推广也日趋加强。但超导现象的演示一般均在实验室中进行，这对于超导知识的普及受到限制。现有的一些超导现象的演示仪器仅对超导材料的磁现象或电现象分别作部分的演示。本技术的目的是设计一种超导现象演示仪，其结构简单，将超导的电磁现象从同一仪器上演示出来，使超导现象直观化。本技术所设计的超导现象演示仪主要由高温超导材料制成的超导体、载物容器组成，超导体固定在可移动的支撑架上，支撑架挂靠在载物容器壁面上，将超导体稳固在容器内，超导体上固定有接点。为防止热量传递过快，本技术所设计的超导现象演示仪中的支撑架及载物容器由绝热材料制成。本技术所设计的超导现象演示仪中的超导体可制作成棒形、圆环形、圆片、圆管形、长方体形等各种形状。本技术所设计的超导现象演示仪中的载物容器可以是圆柱形、长方体形、棱柱形或根据需要而制成的各种形状。为减小导电材料的阻值，本技术所设计的超导现象演示仪的超导体上的接点为白银接点。本技术所设计的超导现象演示仪在应用时，将超导体由支撑架固定在载物容器内，由导线与接点连接，将导线引出，与测量表和电源连接，由电阻表测量其常温下的阻值，并记录下阻值；用一永磁体接触超导体，可观察到永磁体与超导体之间无任何接触作用。在载物容器内倒入液氮或其它冷却剂，液氮或其它冷却剂将超导体浸没，从电阻表上可观察到电阻逐渐变小，最后为零，即超导现象中的零电阻效应；外接可调电流的电流源，由导线连接灵敏度合适的电压表，当调节电流时，可观察到超导状态时的特性和处于非超导态的失超现象。移动支撑架，使超导体位置适当，在超导体上面放上永磁体，永磁体悬浮，即超导现象中的迈斯纳效应现象。本技术所设计的超导现象演示仪的优点是1.结构简单，体积小，价格低廉，一般中、小学均能接受。2.通过一个仪器可将超导的多种现象形象、直观地演示出来，有利于学者的观察、理解。3.演示方便，活跃课堂教学，通过趣味性实验增长知识，娱、教一体化。本技术所设计的超导现象演示仪比较适合于教学上应用，主要为一种大、中、小学普及超导知识用的教学工具。附图说明图1是本技术所设计的超导现象演示仪的结构图。图2是图1中支撑架的主视图。图3是图2的侧视图。图4是图1中超导体的形状示意图。下面根据附图结合具体实施例对本技术所设计的超导现象演示仪的实施方式及效果作进一步说明。图1所示的超导现象演示仪，主要由棒形的高温超导体1、载物容器2、支撑架3组成。超导体1上固定有白银制成的接点6，接点6由A、B、C、D四个接点组成。支撑架3如图2、3所示，由绝热性好的材料制成，支撑架3上端带有弯钩4，下端为半圆形固定块10，中间带有弧形凹槽9，凹槽9中带有插口5，插口5为方形及圆形两种插口，此结构的支撑架可以支撑多种不同形状的超导体，如圆环形、圆片形、圆棒形、方棒形等等。超导体1的两端插入支撑架3的圆形插口5内。支撑架3放入载物容器2内，支撑架3的上端的弯钩4挂在载物容器2的壁面上，使支撑架3固定，从而将超导体1固定在载物容器2内。载物容器2由绝热性好的材料制成，其一侧带有接线板7，其上固定有接线柱8，接线柱8由接线柱A’、B’、C’、D’组成，由导线将接点A与接线柱A’、接点B与接线柱B’、接点C与接线柱C’、接点D与接线柱D’连接。在应用时，在载物容器2内倒入液氮，液氮将超导体1浸没，将电阻测量表接于接线柱A’、D’或B’、C’，可测得超导体1的电阻值，此时电阻值较大，超导体1处于非超导状态；用一圆片状永磁体接触超导体1，可观察到超导体1与永磁体之间无相互作用。在接线柱A’、D’两端接上可调电流的电流源，在接线柱B’、C’连接灵敏度合适的电压表。将载物容器2内倒入液氮，液氮将超导体1浸没，从电阻测量表上可看到电阻值逐渐减小，最后变为零，此时超导体1处于超导状态，所观察到的现象为零电阻效应；当调节A’、D’两端的电流时，观察电压表，可观察到超导态时的电压特性和处于非超导态的失超现象。移动支撑架3，使超导体1略浮出液面，用圆片状的永磁体接触超导体1，此时可观察到永磁体与超导体1之间有相互作用力，使永磁体悬浮在超导体1的上方，即使在永磁体上施加外力，使永磁体与超导体1接触上，当外力消失，永磁体还会自动悬浮在超导体1的上方，这种现象就是超导体1处于超导状态时的迈斯纳效应。为了使演示过程更加有趣、生动，超导体1还可以制成如图4所示形状，园环形a、圆片形b、圆管形c、方棒形d等，在实验过程中通过变换超导体1的形状进行重复演示实验，以加深印象。由上所述可以看出所设计的超导现象演示仪应用方便，生动、形象，将超导现象直观化，有利于理解，并且趣味性强，较适合于大、中、小学的教学中应用。权利要求1.一种超导现象演示仪，主要由高温超导材料制成的超导体、载物容器组成，其特征是超导体固定在可移动的支撑架上，支撑架挂靠在载物容器壁面上，将超导体稳固在容器内，超导体上固定有用于连接导线的接点。2.根据权利要求1所述的超导现象演示仪，其特征还在于支撑架为由绝热材料制成的支撑架。3.根据权利要求1所述的超导现象演示仪，其特征还在于载物容器为由绝热材料制成的载物容器。4.根据权利要求1所述的超导现象演示仪，其特征还在于超导体的形状可以为棒形、圆环形、圆片、长方体形或圆管形。5.根据权利要求1所述的超导现象演示仪，其特征还在于载物容器可以是圆柱形、长方体形或棱柱形。6.根据权利要求1所述的超导现象演示仪，其特征还在于超导体上的接点为白银接点。专利摘要本技术涉及一种超导现象演示仪，属于教学仪器类。主要由高温超导材料制成的超导体、载物容器组成，超导体固定在可移动的支撑架上，支撑架挂靠在载物容器壁面上，将超导体稳固在容器内，超导体上固定有接点。本技术结构简单，实用方便，演示生动、有趣、形象，将超导的多种现象直观地显示出来，是较理想的超导教学用具。文档编号G09B23/00GK2264395SQ9621254公开日1997年10月8日 申请日期1996年6月18日 优先权日1996年6月18日专利技术者付雪奎, 周贻茹, 华佩文, 曾荣, 袁冠森 申请人:北京有色金属研究总院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导现象演示仪，主要由高温超导材料制成的超导体、载物容器组成，其特征是：超导体固定在可移动的支撑架上，支撑架挂靠在载物容器壁面上，将超导体稳固在容器内，超导体上固定有用于连接导线的接点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付雪奎，周贻茹，华佩文，曾荣，袁冠森，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]