一种自感现象演示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例提供的一种自感现象演示装置，包括：自感线圈(6)、第一发光二极管(9)、第二发光二极管(10)、限流电阻、电池(2)与控制开关(7)；第一发光二极管(9)与第二发光二极管(10)并联后与限流电阻串联成显示电路；且所述的第一发光二极管(9)与第二发光二极管(10)方向相反；电池(2)与控制开关(7)串联成电源控制电路；显示电路、电源控制电路与自感线圈(6)三者并联。由于采用第一发光二极管(9)与第二发光二极管(10)并联，用同一开关控制，可以明确看出是同一自感线圈产生的自感现象，并且能显示出自感电动势的方向。方法直观、效果好，物理意义清晰明确。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种物理实验装置，尤其涉及一种自感现象演示装置。
技术介绍
自感现象是一种特殊的电磁感应现象，它是由于线圈本身电流变化而引起的。流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而线圈中产生的自感电动势，总是阻碍线圈中原来电流的变化，当原来电流在增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同。因此，“自感”简单地说，由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做“自感现象”或“互感现象”。中学物理教学中的自感现象实验，多用两个灯泡显示的电路来演示自感现象如图 1所示。包括第一开关1、电池2、第一灯泡3、第二灯泡4、第二开关5与自感线圈6。首先断开第二开关5，当第一开关1接通瞬间即可观察到第一灯泡3发亮而第二灯泡4滞后。这是由于第二灯泡4和自感线圈6串联，通电瞬间自感线圈6产生了自感电动势，阻碍电流加强，所以第二灯泡4发亮滞后于第一灯泡3 ；当第二开关5合上后，在第一开关1断开瞬间第一灯泡3突然亮了一下，比正常通电时还亮，这是因为断电瞬间自感线圈6 产生自感电动势，通过第一灯泡3放电，使第一灯泡3瞬间发出亮光。这种实验装置存在两个缺点一是用两个开关分别控制电路的两个部分，分开显示，很容易使学生产生通、断电自感现象不同是因为电路相异产生的错觉；二是灯泡的亮度不能显示自感电动势的方向，不利于学生掌握关于自感电动势方向的重要概念。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种自感现象实验装置，方法直观，便于在课堂进行实验演示，物理意义清晰明确，效果好。本技术的目的是通过以下技术方案实现的一种自感现象演示装置，包括自感线圈6、第一发光二极管9、第二发光二极管 10、限流电阻、电池2与控制开关7 ；第一发光二极管9与第二发光二极管10并联后与限流电阻串联成显示电路；且所述的第一发光二极管9与第二发光二极管10方向相反；电池2与控制开关7串联成电源控制电路； 显示电路、电源控制电路与自感线圈6三者并联。所述的限流电阻采用滑线变阻器8。所述的第一发光二极管9与第二发光二极管10的发光颜色不同。所述的第一发光二极管9与第二发光二极管10的发光颜色包括红色光、绿色光、 黄色光、蓝色光或白色光。所述的第一发光二极管9与第二发光二极管10采用双向变色发光的二极管。由上述本技术提供的技术方案可以看出，本技术所述的自感现象实验装置，由于采用第一发光二极管9与第二发光二极管10并联，用同一开关控制，可以明确看出是同一自感线圈产生的自感现象，并且能显示出自感电动势的方向。方法直观、效果好，物理意义清晰明确。附图说明图1为现有技术的自感现象演示装置的电路原理示意图；图2为本技术所述的一种自感现象实验装置的电路示意图。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述。如图2所示，本技术的一种自感现象演示装置，包括自感线圈6、第一发光二极管9、第二发光二极管10、限流电阻、电池2与控制开关7 ；本例中，所述的限流电阻采用滑线变阻器8。阻值范围为1-10欧姆。也可以直接采用一阻值为10欧姆的电阻。电路中电池2根据城要采用干电池即可。第一发光二极管9与第二发光二极管10并联后与限流电阻串联成显示电路也就是与滑线变阻器8串联成显示电路；且所述的第一发光二极管9与第二发光二极管10方向相反；电池2与控制开关7串联成电源控制电路；显示电路、电源控制电路与自感线圈6三者并联。为了更加明确的演示实验，所述的第一发光二极管9与第二发光二极管10的发光颜色不同。两发光二极管颜色包括红色光或绿色光。发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。发光二极管在制作时，使用的材料有所不同，那么就可以发出不同颜色的光。发光二极管的发光颜色有红色光、绿色光、黄色光、蓝色光、白色光、红外光等。本技术利用双向布置的变色发光的二极管(LED)代替图1中的小灯泡，第一发光二极管9与第二发光二极管10是两只型号相同的双向变色发光的二极管OEF313或 EF303)。自感线圈6采用学生电源设备中的电源变压器低压次级线圈(0-M伏档，导线电阻约1-2欧姆)。使用LED作指示电路时，还应该串接限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压和LED所需工作电流来选择。工作原理1、闭合电路控制开关7的瞬间，第一发光二极管9闪亮发光(如发红光)，第二发光二极管10不亮。这说明自感线圈6中产生了自感电动势，其极性和电源电动势方向相反，对电流瞬间通过其阻碍作用，此时自感线圈6类似瞬间断路状态，电流经过第一发光二极管9、划线变阻器8、电池2、控制开关7构成回路，使第一发光二极管9闪亮发光。电路稳定后，因自感线圈6电阻很小，两端电压太低，第一发光二极管9被短路，熄灭不发光了。2、断开电路控制开关7的瞬间，第二发光二极管10闪亮发光(如发绿光)，第一发光二极管9不亮。这说明电路中还存在的电流是自感线圈6中自感电动势产生的，其极性和电源电动势方向相同，对电流瞬间起到加强作用，这时电流经过第二发光二极管10、划线变阻器8、电池2、开关1构成回路，使第二发光二极管4闪亮发绿光。电路稳定后，第二发光二极管4熄灭不发光了。3、调换电源极性，重做上述实验，可观察到，闭合电路开关5的瞬间，第二发光二极管10闪亮发绿光；断开电路开关5的瞬间，第一发光二极管9闪亮发红光，和前述情况相反。本技术具有如下优点电路简单，用一般实验室现有元器件均可容易的组成；可靠性高，电源电压低，划线变阻器8起到限流保护作用；方法直观、效果好，可以明确看出是同一自感线圈产生的自感现象，并且能显示出自感电动势的方向，物理意义清晰明确。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。权利要求1.一种自感现象演示装置，其特征在于，包括自感线圈(6)、第一发光二极管(9)、第二发光二极管(10)、限流电阻、电池⑵与控制开关(7)；第一发光二极管(9)与第二发光二极管(10)并联后与限流电阻串联成显示电路；且所述的第一发光二极管(9)与第二发光二极管(10)方向相反；电池⑵与控制开关(7)串联成电源控制电路；显示电路、电源控制电路与自感线圈(6)三者并联。2.根据权利要求1所述的自感现象演示装置，其特征在于，所述的限流电阻采用滑线变阻器⑶。3.根据权利要求1或2所述的自感现象演示装置，其特征在于，所述的第一发光二极管 (9)与第二发光二极管(10)的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈可，张起祥，
申请(专利权)人：湖州师范学院，
类型：实用新型
国别省市：