專利名稱：電流天平的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種電流天平，采用磁體、橫梁、扭轉(zhuǎn)件，利用電流的變化測量磁變量的儀器，一般用作中學(xué)物理電磁學(xué)部分的教具。
現(xiàn)有的電流天平，磁體在天平底座上固定不動，通電導(dǎo)體與磁場方向之間的角度不能改變，只能測出通電導(dǎo)體與磁場方向為90°時的有關(guān)變量，影響教學(xué)效果。
本實用新型為了解決現(xiàn)有電流天平存在的問題，旨在實現(xiàn)在通電導(dǎo)體和磁場方向成任意角度時能直觀地演示有關(guān)磁變量的變化和測量有關(guān)磁變量的大小。
本實用新型包括天平底座、橫梁、指示裝置、平衡裝置、支承裝置，安裝在底座上的磁體、磁場方向呈水平方向，在磁體N.S極間、與橫梁平行并與橫梁連接在一起的導(dǎo)體以及把導(dǎo)體和電源連接的導(dǎo)線，其特征在于改變現(xiàn)有電流天平中磁體固定不動的形式，在底座上安裝一個使磁體繞豎直定軸線自由轉(zhuǎn)動的磁體座；在底座上裝有角度盤，磁體的旋轉(zhuǎn)中心通過角度盤的圓心，磁體上裝有表示導(dǎo)體與磁場方向間的角度的角指針；導(dǎo)體懸掛在電流天平橫梁一端端部，懸桿與橫梁一端端部的懸掛處轉(zhuǎn)動連接。
當(dāng)電流天平底座上的接線柱與電源接通后，通過導(dǎo)線與接線柱相連接的懸掛在磁場內(nèi)的導(dǎo)體就有電流通過，通電導(dǎo)體就在安培力的作用下向上或向下運動，從而使和導(dǎo)體連接在一起的橫梁一端繞著支承軸線轉(zhuǎn)動，破壞了橫梁的平衡狀態(tài)，通過調(diào)整平衡指示裝置中游碼的位置，使橫梁恢復(fù)平衡，這時游碼指示的值就是導(dǎo)體所受到的安培力。從而根據(jù)力F，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，導(dǎo)體上流過的電流I，導(dǎo)體長度L，導(dǎo)體與磁場方向間的角度θ之間的關(guān)系式F＝BILsinθ，即可求出其它變量。也可以驗證F＝BILsinθ公式中各個變量之間的關(guān)系及左右手定則。
本實用新型的優(yōu)點在于能夠直觀地演示和測量通電導(dǎo)體和磁場方向成任意角度時所受到力的大小和有關(guān)的其它變量，作為教學(xué)中的教具使學(xué)生加深對電磁學(xué)部分有關(guān)知識的理解。且制作簡單、成本低。


圖1是本實用新型實施例的正面視意圖，圖2是本實用新型實施例中磁體座A－A剖面圖，
圖1中，［1］是天平底座，［2］是橫梁，用絕緣材料制成，橫梁［2］下底面把橫梁［2］等分為二的中心線上前后固定有刀口［3］，［4］是兩個支承桿，支承桿［4］的一端緊固在絕緣座［23］上，絕緣座［23］固定在底座［1］上，其另一端有與刀口［3］活動配合的刀承［5］，橫梁［2］以刀口［3］所形成的軸線自由轉(zhuǎn)動。橫梁［2］中心線上固定連接有指針［6］，［7］是刻度盤，由桿件［8］固定在底座［1］上，固定的位置使橫梁［2］平衡時，指針［6］剛好指在刻度盤［7］的中線。［9］是表示測量數(shù)值的標(biāo)尺，標(biāo)尺［9］沿著橫梁［2］上面前長邊豎直固定，標(biāo)尺［9］上套著游碼［10］，游碼［10］在標(biāo)尺［9］上可左右移動，橫梁［2］左右兩端固定連接著螺桿［11］，螺桿［11］上有調(diào)節(jié)橫梁［2］起始平衡的螺母［12］，在橫梁［2］下面中心處固定有感量砣［26］、以使降低橫梁［2］的重心，在橫梁［2］左右端部前后固定有金屬小軸［14］，導(dǎo)體［15］通過2根金屬桿［16］與左端小軸［14］轉(zhuǎn)動連接，2根懸桿［16］之間的距離可調(diào)。右端小軸［14］上掛著平衡砣［25］在橫梁［2］中心線左端沿著前后長邊布有2根互相絕緣的導(dǎo)線［17］，2根導(dǎo)線［17］的左端分別和前后小軸［14］焊接，2根導(dǎo)線［17］的右端和前后刀口［3］焊接，［18］是2個電源接線柱互相絕緣固定在底板［1］上，［19］是2根軟導(dǎo)線，2根軟導(dǎo)線［19］的兩端分別與2個接線柱［18］和2根支承桿［4］上的螺母［22］接好。［13］是U形永久磁鐵，(也可以是電磁鐵)，［14］是磁體座，如圖2所示，磁體座［14］包括下座［14－1］，軸座［14－2］軸承外圈［14－3］，軸承內(nèi)圈［14－4］，［14－1］下座固定在底座［1］上，軸承外圈［14－3］和下座［14－1］固定在一起，軸承內(nèi)圈［14－4］和軸座［14－2］固定連接，磁鐵［13］固定在軸座［14－2］上，使得磁場方向呈水平方向。磁鐵旋轉(zhuǎn)中心和軸承軸線重合，在底座［1］上，裝有角度盤［20］，磁鐵的旋轉(zhuǎn)中心通過角度盤的圓心。角度盤上刻有0－360°的角度值，在磁鐵［13］上固定有角指針［21］，角指針［21］在角度盤［20］上指示的角度恰好是通電導(dǎo)體與磁場方向間的夾角。在底座［1］上還裝有調(diào)平螺絲［24］和水平儀［27］用來調(diào)整底座［1］的水平狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種電流天平，包括有天平底座、橫梁、指示裝置、平衡裝置，支承裝置，在底座上裝有磁場方向呈水平的磁體，在磁體N.S極間，平行于橫梁并與橫梁連接在一起的導(dǎo)體以及把導(dǎo)體和電源連接的導(dǎo)線，本實用新型的特征是A.在底座上安裝一個使磁體繞豎直定軸線自由轉(zhuǎn)動的磁體座，B.在底座上裝有角度盤，磁體的旋轉(zhuǎn)中心通過角度盤的圓心，磁體上裝有表示導(dǎo)體與磁場方向間的角度的角指針，C.導(dǎo)體懸掛在天平橫梁一端端部，懸桿與橫梁一端端部的懸掛處轉(zhuǎn)動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流天平，其特征在于所述的磁體座［14］包括下座［14－1］，軸座［14－2］，軸承外圈［14－3］，軸承內(nèi)圈［14－4］，［14－1］下座固定在底座［1］上，軸承外圈［14－3］和下座［14－1］固定在一起，軸承內(nèi)圈［14－4］和軸座［14－2］固定連接。
專利摘要一種電流天平，一般用作中學(xué)物理電磁學(xué)部分的教具，包括底座、橫梁、指示裝置、平衡裝置，支承裝置安裝在底座上可繞豎直定軸線自由轉(zhuǎn)動的磁體及在磁體N、S極間與橫梁平行并與橫梁連接在一起的導(dǎo)體，這種電流天平能夠直觀地演示和測量通電導(dǎo)體和磁場方向成任意角度時所受到力的大小和有關(guān)的其它變量。
文檔編號G09B23/18GK2053362SQ89215229
公開日1990年2月21日 申請日期1989年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月12日
發(fā)明者洪澤濤 申請人:洪澤濤