專利名稱：教學(xué)用旋轉(zhuǎn)磁極式交流發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采用旋轉(zhuǎn)磁極方式產(chǎn)生交變電流的教學(xué)用裝置。適合教師課堂教學(xué)演示、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)或?qū)W生課外自主探究學(xué)習(xí)交流電產(chǎn)生的原理。
背景技術(shù)：
目前，公知的教學(xué)用交流發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)的原理，設(shè)計(jì)為磁極固定不動(dòng)，電樞(線圈)在磁極之間轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生出交流電，電流通過滑環(huán)和電刷引出。由電磁感應(yīng)的原理可知，無論用何種方式，只要使線圈中的磁通量發(fā)生變化，線圈中便有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，在回路中形成電流。因而磁極固定、電樞轉(zhuǎn)動(dòng)和電樞固定、磁極轉(zhuǎn)動(dòng)都能產(chǎn)生出交變電流。而現(xiàn)行中學(xué)實(shí)驗(yàn)室和中學(xué)教材中在講授交流電時(shí)，給出的卻又是清一色的旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)。 在工業(yè)生產(chǎn)中，旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)兼而有之，但大功率的大型發(fā)電機(jī)由于工作時(shí)產(chǎn)生的電壓高，輸出的電流大，若采用旋轉(zhuǎn)電樞式——用集流環(huán)和電刷將電流弓丨出，由于自感的作用，觸點(diǎn)間容易產(chǎn)生電弧，導(dǎo)致設(shè)備損壞。所以實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的大型發(fā)電機(jī)一般采用旋轉(zhuǎn)磁極式電樞固定不動(dòng)，磁極轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，目前的教學(xué)和我們的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用產(chǎn)生了脫節(jié)。不利于學(xué)生全面感知交流電的產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)行教材講授交流電時(shí)只有旋轉(zhuǎn)電樞式單一發(fā)電模型的弊端，也為了更好地豐富實(shí)驗(yàn)室交流電演示用器材。本實(shí)用新型提供一種教學(xué)用旋轉(zhuǎn)磁極式交流發(fā)電機(jī)， 電樞固定，磁極轉(zhuǎn)動(dòng)便能產(chǎn)生出交流電，且原理清楚、結(jié)構(gòu)緊湊，便于生產(chǎn)和使用。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是漆包線密繞在鐵芯上形成固定線圈，鐵芯空間內(nèi)置一可轉(zhuǎn)動(dòng)的桿狀磁鐵，轉(zhuǎn)子磁鐵旋轉(zhuǎn)引起交替變化的磁通由鐵芯導(dǎo)入線圈之中，使線圈中產(chǎn)生交流電。鐵芯由硅鐵片疊合而成，上、下轉(zhuǎn)子軸承蓋用螺釘與導(dǎo)磁硅鐵連為一體，轉(zhuǎn)軸、軸承用鋁質(zhì)材料制作，漆包線圈引線端ab與電流計(jì)或示波器相連。本實(shí)用新型的有益效果是可填補(bǔ)中學(xué)物理教學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)室中只有旋轉(zhuǎn)電樞式而無旋轉(zhuǎn)磁極式交流發(fā)電機(jī)的空白。在講授和探究交流電產(chǎn)生原理的教學(xué)中，既適合教師課堂教學(xué)演示，也適合學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)或?qū)W生課外自主學(xué)習(xí)。使學(xué)生更全面地理解交流電產(chǎn)生的原理，拓寬理論與實(shí)際相結(jié)合的思維空間，引導(dǎo)學(xué)生掌握探究物理知識(shí)點(diǎn)的有效途徑和方法。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及電路原理圖。圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，①桿狀磁鐵，②導(dǎo)磁硅鐵，③漆包線圈，④電流計(jì)。圖2中，①轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，②轉(zhuǎn)子上軸承，③轉(zhuǎn)子磁鐵，④導(dǎo)磁硅鐵，⑤轉(zhuǎn)子下軸承，⑥繞在“工”字形塑料骨架上并套在硅鐵上的漆包線圈。
具體實(shí)施方式
在圖1中，桿狀磁鐵①，導(dǎo)磁硅鐵②，繞在“工”字形塑料骨架上并套在硅鐵上的漆包線圈③，線圈的引出端與電流計(jì)相連。在圖2所示實(shí)施例中，轉(zhuǎn)軸①與轉(zhuǎn)子磁鐵③相連，通過上軸承②、下軸承⑤使轉(zhuǎn)子磁鐵置于導(dǎo)磁硅鐵④內(nèi)圓空間。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸手柄，轉(zhuǎn)子磁鐵在導(dǎo)磁硅鐵的內(nèi)圓空間旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過導(dǎo)磁硅鐵的導(dǎo)磁作用，將引起繞在硅鐵上線圈中的磁通量的變化，在線圈中產(chǎn)生出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。由圖1可知當(dāng)N極在上而S極在下時(shí)，此時(shí)穿過線圈的磁通量最大，隨著磁鐵順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，引起線圈中磁通量的變化，在線圈中產(chǎn)生出電流，電流計(jì)中電流的方向?yàn)?a-b (設(shè)為正)。由電磁感應(yīng)規(guī)律易分析出，磁鐵前半個(gè)周期的轉(zhuǎn)動(dòng)引起線圈中的電流流向一個(gè)方向，即a —b。隨著磁鐵的旋轉(zhuǎn)，磁極的位置倒轉(zhuǎn)過來，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向也倒轉(zhuǎn)過來，結(jié)果，電流的方向也反過來。磁鐵每轉(zhuǎn)一整圈，電流方向就發(fā)生二次改變，即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)引起線圈中輸出的電流為方向發(fā)生周期性變化的交變電流。
權(quán)利要求1.一種教學(xué)用旋轉(zhuǎn)磁極式交流發(fā)電機(jī)，漆包線密繞在鐵芯上形成固定線圈，鐵芯空間內(nèi)置一可轉(zhuǎn)動(dòng)的桿狀磁鐵，轉(zhuǎn)子磁鐵旋轉(zhuǎn)引起交替變化的磁通由鐵芯導(dǎo)入線圈之中，使線圈中產(chǎn)生交流電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)用旋轉(zhuǎn)磁極式交流發(fā)電機(jī)，其特征是鐵芯由硅鐵片疊合而成，上、下轉(zhuǎn)子軸承蓋用螺釘與導(dǎo)磁硅鐵連為一體，轉(zhuǎn)軸、軸承用鋁質(zhì)材料制作，漆包線圈引線端ab與電流計(jì)相連。
專利摘要一種采用旋轉(zhuǎn)磁極方式產(chǎn)生交變電流的教學(xué)用裝置，填補(bǔ)了中學(xué)物理教學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)室中只有旋轉(zhuǎn)電樞式而無旋轉(zhuǎn)磁極式交流發(fā)電機(jī)的空白。該裝置用漆包線密繞在鐵芯上形成固定線圈，鐵芯空間內(nèi)置一可轉(zhuǎn)動(dòng)的桿狀磁鐵，轉(zhuǎn)子磁鐵旋轉(zhuǎn)引起交替變化的磁通由鐵芯導(dǎo)入線圈之中，使線圈中產(chǎn)生交流電。該裝置在講授和探究交流電產(chǎn)生原理的教學(xué)中，既適合教師課堂教學(xué)演示，也適合學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)或?qū)W生課外自主學(xué)習(xí)。
文檔編號(hào)G09B25/02GK202145357SQ20112016609
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者熊小蘭, 黃春如 申請(qǐng)人:熊小蘭, 黃春如