本实用新型专利技术涉及教学实验设备技术领域，具体涉及一种基于磁耦合无线传能的教学装置，包括基板，所述基板上设置有发射装置、谐振装置和接收装置，发射装置包括发射亚克力壳体、发射线圈和发射滑动件；谐振装置包括至少一个谐振组件，谐振组件包括谐振亚克力壳体、中继线圈和谐振滑动件；接收装置包括接收亚克力壳体、负载线圈和接收滑动件。本实用新型专利技术通过将发射装置、谐振装置和接收装置模块化设置，让中继线圈以5匝为单位独立使用，方便实验过程中对中继线圈进行加减；另外，线圈的自谐振频率可自由调节，简单快捷，方便在各种输入频率下探究传输效率与其他因素的相互作用关系，对促进高质量实验教学具有重要意义。促进高质量实验教学具有重要意义。促进高质量实验教学具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
一种基于磁耦合无线传能的教学装置
[0001]本技术涉及教学实验设备
，具体涉及一种基于磁耦合无线传能的教学装置。
技术介绍
[0002]2006年11月，美国麻省理工学院物理系助理教授Marin Soljacic提出一种可以通过无线电能传输技术利用电磁能的新理论，利用两个铜丝线圈充当共振器，一个线圈与电源相连，作为发射器；另一个与台灯相连，充当接收器，成功将这盏距离2.13米的60瓦电灯点亮。其中所用到的电磁感应式无线传能技术是国内外学术界和工业界开始探索的一个新领域，属于世界上电能传输领域的前沿课题。
[0003]然而目前由于没有相关的实验设备，大部分学生关于磁耦合谐振、电磁感应的相关研究只能停留在理论分析层面，无法进行实操实验研究。
[0004]为此，本技术提供一种结构简单，使用便捷，方便在各种输入频率下探究传输效率与其他因素的相互作用关系的基于磁耦合无线传能的教学装置。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于磁耦合无线传能的教学装置，通过将发射装置、谐振装置和接收装置模块化设置，让中继线圈以5匝为单位独立使用，方便实验过程中对中继线圈进行加减；另外，线圈的自谐振频率可通过插接电容、电阻和电感等电气元件的形式自由调节，简单快捷，方便在各种输入频率下探究传输效率与其他因素的相互作用关系，对促进高质量实验教学具有重要意义。
[0006]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种基于磁耦合无线传能的教学装置，包括基板，所述基板上从左到右依次设置有发射装置、谐振装置和接收装置。
[0008]所述发射装置包括发射亚克力壳体、发射线圈和发射滑动件，所述发射亚克力壳体用于安装固定发射线圈，发射亚克力壳体通过发射滑动件与基板滑动连接，发射亚克力壳体上设置有发射外置电源接口和发射负载接口，所述发射负载接口用于连接电气元件调节发射线圈的谐振频率，所述发射外置电源接口用于与信号发生器连接。
[0009]所述谐振装置包括至少一个谐振组件，所述谐振组件包括谐振亚克力壳体、中继线圈和谐振滑动件，所述谐振亚克力壳体用于安装固定中继线圈，谐振亚克力壳体通过谐振滑动件与基板滑动连接，谐振亚克力壳体上设置有谐振外置电源接口和谐振负载接口，所述谐振负载接口用于连接电气元件调节中继线圈的谐振频率，所述谐振外置电源接口用于与信号发生器或示波器连接。
[0010]所述接收装置包括接收亚克力壳体、负载线圈和接收滑动件，所述接收亚克力壳体用于安装固定负载线圈，接收亚克力壳体通过接收滑动件与基板滑动连接，接收亚克力壳体上设置有接收外置信号读取接口和接收负载接口，所述接收负载接口用于连接电气元
件调节负载线圈的谐振频率，所述接收外置信号读取接口用于与信号发生器连接。
[0011]进一步地，所述基板上设置有滑轨结构，所述发射滑动件、谐振滑动件、接收滑动件分别与滑轨结构滑动连接。优选地，所述发射滑动件、谐振滑动件、接收滑动件从左到右依次设置在滑轨结构上。优选地，所述发射外置信号读取接口为与信号发生器信号线公头相接的母头；所述谐振外置电源接口为与信号发生器或示波器信号线公头相接的母头；所述接收外置信号读取接口为与信号发生器信号线公头相接的母头。
[0012]进一步地，所述发射外置电源接口和发射负载接口分别设置在发射线圈的首尾连接处；所述谐振外置电源接口和谐振负载接口设置在中继线圈的首尾连接处；所述外置信号读取接口和接收负载接口设置在负载线圈的首尾连接处。
[0013]进一步地，所述滑轨结构或基板上设置有刻度，所述刻度用于测量发射装置、谐振组件和接收装置之间的间距。
[0014]进一步地，所述发射滑动件、谐振滑动件、接收滑动件分别嵌设在滑轨结构上。
[0015]进一步地，所述电气元件为电容、电感或电阻元件。利用发射负载接口插接电容、电感或电阻元件来调节发射线圈的谐振频率，利用谐振负载接口插接电容、电感或电阻元件来调节中继线圈的谐振频率，利用接收负载接口插接电容、电感或电阻元件来调节负载线圈的谐振频率。
[0016]进一步地，所述发射线圈和负载线圈的线圈匝数相同。
[0017]进一步地，所述发射线圈和中继线圈的线圈匝数比为1：5～10。
[0018]进一步地，所述发射线圈和负载线圈的线半径为1.5单位长度，线圈半径为200单位长度。
[0019]进一步地，所述中继线圈的匝间距为20单位长度，线半径为1.5单位长度，线圈半径为200单位长度。
[0020]进一步地，所述发射线圈和负载线圈的线圈匝数相同，发射线圈和负载线圈均为单匝线圈，线半径为1.5mm，线圈半径为200mm；所述中继线圈的线圈匝数为5匝，匝间距为20mm，线半径为1.5mm，线圈半径为200mm。
[0021]进一步地，所述发射线圈、中继线圈和负载线圈之间彼此平行设置。
[0022]进一步地，所述滑轨结构的两端分别设置有限位件，所述限位件与滑轨结构或基板可拆卸连接。
[0023]进一步地，所述谐振装置包括两个平行设置的谐振组件。
[0024]本技术的有益效果是：本技术基于磁耦合无线传能的教学装置，通过将发射装置、谐振装置和接收装置模块化设置，让中继线圈以5匝为单位独立使用，方便实验过程中对中继线圈进行加减；另外，线圈的自谐振频率可通过插接电容、电阻和电感的形式自由调节，简单快捷，方便在各种输入频率下探究传输效率与其他因素的相互作用关系，对促进高质量实验教学具有重要意义。
附图说明
[0025]图1为本技术教学装置的结构示意图；
[0026]图2为本技术发射装置的结构示意图；
[0027]图3为本技术谐振装置的结构示意图；
[0028]图4为本技术接收装置的结构示意图；
[0029]图中，1、基板；2、发射装置；201、发射亚克力壳体；202、发射线圈；2023、发射滑动件；204、发射外置电源接口；205、发射负载接口；3、谐振组件；301、谐振亚克力壳体；302、中继线圈；303、谐振滑动件；304、谐振外置电源接口；305、谐振负载接口；4、接收装置；401、接收亚克力壳体；402、负载线圈；403、接收滑动件；404、接收外置信号读取接口；405、接收负载接口；5、滑轨结构；6、限位件。
具体实施方式
[0030]下面结合附图进一步详细描述本技术的技术方案，但本技术的保护范围不局限于以下所述。
[0031]如图1～4所示，一种基于磁耦合无线传能的教学装置，包括基板1，所述基板1上从左到右依次设置有发射装置2、谐振装置3和接收装置4。
[0032]所述发射装置2包括发射亚克力壳体201、发射线圈202和发射滑动件203，所述发射亚克力壳体201用于安装固定发射线圈202，发射亚克力壳体201通过发射滑动件203与基板1滑动连接，发射亚克力壳体201上设置有发射本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于磁耦合无线传能的教学装置，其特征在于，包括基板，所述基板上从左到右依次设置有发射装置、谐振装置和接收装置，所述发射装置包括发射亚克力壳体、发射线圈和发射滑动件，所述发射亚克力壳体用于安装固定发射线圈，发射亚克力壳体通过发射滑动件与基板滑动连接，发射亚克力壳体上设置有发射外置电源接口和发射负载接口，所述发射负载接口用于连接电气元件调节发射线圈的谐振频率，所述发射外置电源接口用于与信号发生器连接；所述谐振装置包括至少一个谐振组件，所述谐振组件包括谐振亚克力壳体、中继线圈和谐振滑动件，所述谐振亚克力壳体用于安装固定中继线圈，谐振亚克力壳体通过谐振滑动件与基板滑动连接，谐振亚克力壳体上设置有谐振外置电源接口和谐振负载接口，所述谐振负载接口用于连接电气元件调节中继线圈的谐振频率，所述谐振外置电源接口用于与信号发生器或示波器连接；所述接收装置包括接收亚克力壳体、负载线圈和接收滑动件，所述接收亚克力壳体用于安装固定负载线圈，接收亚克力壳体通过接收滑动件与基板滑动连接，接收亚克力壳体上设置有接收外置信号读取接口和接收负载接口，所述接收负载接口用于连接电气元件调节负载线圈的谐振频率，所述外置信号读取接口用于与信号发生器连接。2.根据权利要求1所述的一种基于磁耦合无线传能的教学装置，其特征在于，所述基板上设置有滑轨结构，所述发...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱清扬，王秀芳，沈军峰，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：
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