螺线管制造技术

本发明专利技术公开了一种螺线管，包括：多个相互串联且电阻值相等的绕组，该多个绕组中每个绕组的两端均具有绕组抽头；多个相互串联的补偿电阻器组成的补偿电阻器组，该补偿电阻器组与该多个绕组串联，其中，每个补偿电阻器的电阻值与各所述绕组的电阻值相同，并且各补偿电阻器的两端均具有电阻抽头；以及用于控制与外部电路连接的绕组的数量的绕组控制开关；其中，该绕组抽头中的每一个分别与该电阻抽头中的其中一个形成可与绕组控制开关电连接的多组匹配抽头，每组匹配抽头之间的绕组和电阻器的数量的总和相等。利用本发明专利技术的螺线管，可使教学实验时在螺线管接入实验电路的线圈匝数变化的同时，保持其电阻值恒定，从而提高了实验的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于教学设备的螺线管。
技术介绍
在中学物理教学中，需要研究电磁铁的磁性强弱与电流强度、线圈匝数、以及铁芯之间的关系。在研究电磁铁的磁性强弱受线圈匝数影响时，通常使用传统的多绕组螺线管， 螺线管的绕组由相同匝数的线圈绕制而成。在实验时，通过改变接入到电路中的绕组的数量，来分析电磁铁磁性与线圈匝数的数学关系。然而，对于传统的多绕组螺线管，由于导线本身具有电阻，因此实验中在改变接入实验电路的线圈匝数的同时，接入电路的线圈的电阻值也相应地发生变化。这样，会使流过螺线管的电流发生变化，从而影响了该变量控制式研究性实验的实验精度。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于解决现有的多绕组螺线管在接入到实验电路时，电阻随线圈匝数变化从而影响实验精度的缺陷，从而提供了一种新型的螺线管结构。本专利技术的螺线管，包括多个相互串联且电阻值相等的绕组，该多个绕组中每个绕组的两端均具有绕组抽头；多个相互串联的补偿电阻器组成的补偿电阻器组，该补偿电阻器组与该多个绕组串联，其中，每个补偿电阻器的电阻值与各所述绕组的电阻值相同，并且各补偿电阻器的两端均具有电阻抽头；以及用于控制与外部电路连接的绕组的数量的绕组控制开关；其中，该绕组抽头中的每一个分别与该电阻抽头中的其中一个形成可与绕组控制开关电连接的多组匹配抽头，每组匹配抽头之间的绕组和电阻器的数量的总和相等。优选地，所述绕组控制开关为双触点多波段开关。优选地，所述各绕组由相同匝数的线圈组成。利用本专利技术的螺线管，可使教学实验时在螺线管接入实验电路的线圈匝数变化的同时，保持其电阻值恒定，从而提高了实验的精度，并能更好地达到预期的实验效果。附图说明图1是本专利技术的螺线管的电路原理图；图2是本专利技术的螺线管的一个实施方式的电路原理图；图3为包括有本专利技术的螺线管的实验电路的示意图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式，详细描述本专利技术的组成和工作原理，图中，相同的元件用相同的标号表示。如图所示，本专利技术的螺线管包括多个相互串联且电阻值相等的绕组L1，L2，. . . Ln, 该多个绕组中每个绕组的电阻值相等，并且两端均具有绕组抽头K0，K1，K2. . . Κη-1，Κη。该螺线管还包括用于控制接入到外部电路内的绕组数量的绕组控制开关S，绕组控制开关S 可为双触点多波段开关。另外，该螺线管还包括多个相互串联的补偿电阻器Rl，R2，. . . Rn-I组成的补偿电阻器组，假设绕组的数量是n，则补偿电阻器的数量至少为n-1。如图所示，该补偿电阻器组与该多个绕组相互串联，其中，每个补偿电阻器的电阻值与各所述绕组的电阻值相同，并且各补偿电阻器的两端均顺次具有电阻抽头K’ 1，K，2. · · K，n-1, K，n，其中，K，η和KO共用一个抽头；由此，该绕组抽头中的每一个分别与该电阻抽头中的其中一个形成可与绕组控制开关S电连接的多组匹配抽头，并且每组匹配抽头之间的绕组和电阻器的数量的总和相等，从而使匹配抽头之间的等效电阻保持恒定。具体地，如图1所示，当全部η个绕组通过绕组选择开关接入外部电路时，则绕组选择开关的两个触点Si、S2分别电连接到抽头K’ η和Κη，而不需要补偿电阻器接入，当选择n-1个绕组Ll-Ln-I时，则触点Si、S2分别电连接到抽头K，n-1和Kn-I，此时需要一个补偿电阻器to-1。以此类推，当仅需选择一个绕组时，则触点Si、S2分别电连接到抽头Kl 和K’ 1，此时接入n-1个补偿电阻器。由此，可保证无论接入的绕组个数如何变化，而接入到外部电路的每组匹配抽头之间的绕组和补偿电阻器的数量的总和相等，从而确保了其等效电阻也相等。容易理解，补偿电阻器的数量也可以等于或大于线圈绕组的数量，只要保证接入到外部电路的补偿电阻器与绕组的数量之和相等、也即等效电阻相等即可。如图2所示，是图1中当η = 3时的实施方式示意图。图中，三个绕组Li、L2、L3 相互串联，其中每个绕组均由多匝线圈组成，并与补偿电阻R1、R2相串联。绕组L1、L2、L3、 R1、R2的电阻值均相等，为R0，并且其抽头分别为K，1、K，2、K，3、K1、K2、K3。其中K，1和 Kl为第一组匹配抽头，K’ 2和Κ2为第二组匹配抽头，K’ 3和Κ3为第三组匹配抽头。绕组选择开关为2X3波段绕组选择开关，包括触点S’ 1、Si。当绕组选择开关选择第一组匹配抽头时，线圈绕组数为一组，等效电阻为3R0 ；选择第二组匹配抽头时，线圈绕组为两组，等效电阻为3R0 ；选择第三组匹配抽头时，线圈绕组为三组，等效电阻亦为3R0。从而在改变线圈匝数的同时，实现了接入外部电路的等效电阻保持不变。如图3所示，是本专利技术的螺线管用于实验电路的原理图。如图所示，该实验电路包括相互串联的本专利技术的螺线管100、电流传感器200、滑动电阻器300、电源400，还包括距离螺线管100固定距离的磁感应强度传感器500。另外，该实验电路种还包括可插设入螺线管 100内的铁芯110。根据上述电路，可对电磁效应进行定量分析。例如，在恒定电流下，通过调节螺线管100绕组控制开关S，研究线圈匝数和磁性强度的关系；以及恒定电流和线圈匝数下，线圈内有无铁芯110和磁性强度的关系，等等。由于采用本专利技术的螺线管，可在线圈匝数变化时，接入电路的等效电阻保持不变，这确保了电流的恒定，进而保证了实验精度和更好的实验效果。权利要求1.一种螺线管，其特征在于，包括多个相互串联且电阻值相等的绕组，该多个绕组中每个绕组的两端均具有绕组抽头； 多个相互串联的补偿电阻器组成的补偿电阻器组，该补偿电阻器组与所述多个绕组串联，其中，每个补偿电阻器的电阻值与各所述绕组的电阻值相同，并且各补偿电阻器的两端均具有电阻抽头；以及用于控制与外部电路连接的绕组的数量的绕组控制开关；其中，该绕组抽头中的每一个分别与该电阻抽头中的其中一个形成可与绕组控制开关电连接的多组匹配抽头，每组匹配抽头之间的绕组和电阻器的数量的总和相等。2.根据权利要求1所述的螺线管，其特征在于，所述绕组控制开关为双触点多波段开关。3.根据权利要求1所述的螺线管，其特征在于，所述各绕组由相同匝数的线圈组成。全文摘要本专利技术公开了一种螺线管，包括多个相互串联且电阻值相等的绕组，该多个绕组中每个绕组的两端均具有绕组抽头；多个相互串联的补偿电阻器组成的补偿电阻器组，该补偿电阻器组与该多个绕组串联，其中，每个补偿电阻器的电阻值与各所述绕组的电阻值相同，并且各补偿电阻器的两端均具有电阻抽头；以及用于控制与外部电路连接的绕组的数量的绕组控制开关；其中，该绕组抽头中的每一个分别与该电阻抽头中的其中一个形成可与绕组控制开关电连接的多组匹配抽头，每组匹配抽头之间的绕组和电阻器的数量的总和相等。利用本专利技术的螺线管，可使教学实验时在螺线管接入实验电路的线圈匝数变化的同时，保持其电阻值恒定，从而提高了实验的精度。文档编号G09B23/18GK102402884SQ20101027983公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日专利技术者史悠仁, 周玉柱, 陈强 申请人:宁波奇科威数字教学设备有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史悠仁，周玉柱，陈强，
申请(专利权)人：宁波奇科威数字教学设备有限公司，
类型：发明
国别省市：