專利名稱：電磁彈簧振子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電磁彈簧振子、它是大中學(xué)校在物理教學(xué)過程中的驗(yàn)示和實(shí)驗(yàn)儀器。
在大中學(xué)校、關(guān)于“振動(dòng)”的教學(xué)過程中，彈簧振子是一種非常重要且不可缺少的驗(yàn)示和實(shí)驗(yàn)儀器，但其振動(dòng)過程中的摩擦阻尼現(xiàn)象是一個(gè)令人頭痛的大問題，人們曾試用各種辦法于以解決，效果均不理想，例如用氣墊導(dǎo)軌，其減阻尼效果雖佳，但它體積大、重量大、噪音大、難以制做，價(jià)格昂貴，并且還必須用220伏市電，使使用受到極大的限制，事實(shí)上，幾乎無人使用。而現(xiàn)在普遍使用的是用細(xì)線把振子吊起來的所謂的彈簧振子，事實(shí)上，它是單擺和彈簧振子的組合，它雖基本消除了摩擦，但同時(shí)也失去了單擺的特點(diǎn)，也失去了彈簧振子的特點(diǎn)，所以，不但不能用其做定量實(shí)驗(yàn)，就是免強(qiáng)用它做定性驗(yàn)示也成問題，它會(huì)給學(xué)生造成概念上的混亂。只所以繼續(xù)使用，是別無它擇的將就之舉。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)目的是利用同性磁極相斥的原理、使彈簧振子懸空來實(shí)現(xiàn)微阻尼條件下的左右振動(dòng)，為學(xué)校的教學(xué)提供一種有良好驗(yàn)示和實(shí)驗(yàn)效果的教學(xué)儀器——電磁彈簧振子，使其具有微阻尼、體積小、重量輕、無噪音、便用方便的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的采用以下方案實(shí)現(xiàn)用數(shù)塊電氣性能和形狀完全相同的V型電磁鐵、排列固定組成V型糟，外繞線圈全部串聯(lián)(其作用(1)省電、(2)糟內(nèi)磁場分布均勻)。這些電磁鐵的外殼采用有機(jī)玻璃整體成形制做，其形狀要和V型糟吻合，成為V型糟導(dǎo)軌、電磁鐵振子之形狀要和導(dǎo)軌的V型糟相吻合，其外繞線圈通電后所形成的磁性極要和V型電磁鐵的磁極同性相斥，使振子懸浮在導(dǎo)軌上，作接近理論上的簡諧振動(dòng)，并且保障振動(dòng)時(shí)振子不致脫軌翻落。
振子兩邊的兩條彈簧，既是彈簧振子的主要組成部分又要是向振子電磁鐵輸送電流的導(dǎo)線，振子電磁鐵和V型糟電磁鐵組，也要采用串聯(lián)方式連接在電路里，這樣不但可省電更重要的是能同步的改變它們磁感強(qiáng)度的大小。初步試驗(yàn)證明，這一串聯(lián)是振子能否恰到好處的懸浮的關(guān)鍵措施之一。
導(dǎo)軌兩端上方各固定一塊帶鉤的彈簧固定板，右端腔室內(nèi)裝一節(jié)1.5伏的干電池作電源，右前側(cè)面上裝有一個(gè)和開關(guān)連體的電位器，用來開關(guān)和調(diào)節(jié)流過電磁鐵的電流，這里還要裝上一個(gè)毫安電流表、以便鑒測電流的大小，二塊變K叉板插入導(dǎo)軌V型糟底的兩個(gè)二個(gè)變K插孔中，以滿足不同的教學(xué)驗(yàn)示和實(shí)驗(yàn)的需要。
本實(shí)用新型具備實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多，使用效果好以及使用方便等特點(diǎn)，特別適宜教室里的驗(yàn)示教學(xué)。
附


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖附圖2是電磁鐵振子的結(jié)構(gòu)示意圖附圖3是塑料變K叉板的結(jié)構(gòu)示意圖附圖4是本實(shí)用新型的電路圖其中(1)彈簧固定板(2)變K叉板(2只)(3)彈簧(2條)(4)電磁鐵振子(5)變K插孔(2個(gè))(6)干電池(7)和開關(guān)連體的電位器(8)毫安電流表(9)V型電磁鐵(10)外殼導(dǎo)軌如圖數(shù)個(gè)V型電磁鐵(9)串排組成的V型糟，其外殼用有機(jī)玻璃整體成形，與V型糟吻合，其外形上部也形成V型糟，成為外殼導(dǎo)軌(10)，導(dǎo)軌上的電磁鐵振子(4)的外形與導(dǎo)軌相吻合。二金屬質(zhì)的彈簧固定板(1)分別垂直固定在外殼導(dǎo)軌二端的上表面，彈簧(3)的二端分別固定在電磁鐵振子和彈簧固定板上，外殼導(dǎo)軌的右端腔室內(nèi)裝有一節(jié)1.5伏的干電池(6)及電池卡(未畫出)，其正負(fù)極分別和開關(guān)連體的電位器，右彈簧板片相連接，和開關(guān)連體的電位器(7)裝在外殼的右前側(cè)面上，其作用是開關(guān)電路和調(diào)節(jié)電流的大小，達(dá)控制電磁鐵磁性的強(qiáng)弱之目的，使振子恰能懸浮但不要過高。這里還裝有毫安電流表(8)，兩個(gè)變K插孔(5)設(shè)置在和每一條彈簧的中點(diǎn)所對應(yīng)的外殼導(dǎo)軌V型糟糟底，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)示的需要，把二塊塑料變K叉板(2)分別插入兩個(gè)變K插孔中，把兩條彈簧都從中間點(diǎn)固定，改變其可伸縮的長度，達(dá)改變彈簧的彈性系數(shù)K之目的。
電流的路經(jīng)是電池正極－電位器－保護(hù)電阻－毫安電流表－導(dǎo)軌電磁鐵組－左固彈簧固定板片－左彈簧－振子電磁鐵－右彈簧－右彈簧固定板片－電池負(fù)極。
實(shí)驗(yàn)前，先把導(dǎo)軌盡可能的擺放水平，后旋動(dòng)和開關(guān)連體的電位器，慢慢加大電流，V型電磁鐵和振子電磁鐵的磁性將隨之同步增強(qiáng)直至振子被微微托起。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將振子拉離平衡位置后釋放，便實(shí)現(xiàn)近似于簡諧振動(dòng)的振動(dòng)。插上變K叉板或在振子上添加鐵砝碼，都可改變振子的振動(dòng)周期T，從而可定性或定量的研究周期T與彈性系數(shù)K，振子質(zhì)量m之間的關(guān)系。通過適當(dāng)減小電流，降底磁感應(yīng)強(qiáng)度來改變摩擦力的大小、研究摩擦阻尼對振動(dòng)影響規(guī)律。
權(quán)利要求一種電磁彈簧振子，其特征在于用數(shù)塊V型電磁鐵⑨排列形成V型糟，和V型糟吻合的外殼成為V型糟導(dǎo)軌⑩，導(dǎo)軌上的電磁鐵振子④的形狀和V型糟導(dǎo)軌吻合，振子兩側(cè)面上各連一條彈簧③，在V型糟導(dǎo)軌內(nèi)有二個(gè)變K插孔⑤，變K叉板②插入變K插孔，以改變彈簧K值，數(shù)塊V型電磁鐵，電磁鐵振子，二條彈簧以及和開關(guān)連體的電位器⑦等全部串聯(lián)在電路里。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電磁彈簧振子，屬于學(xué)校里的物理教學(xué)儀器。它主要為一電磁鐵導(dǎo)軌和有效的懸浮于導(dǎo)軌上的電磁鐵彈簧振子組成，可以實(shí)現(xiàn)近似無阻尼條件下的振動(dòng)，另外，還設(shè)置有變K叉板，以擴(kuò)大本實(shí)用新型的實(shí)用范圍。本實(shí)用新型不但使用方便，且效果良好，易于推廣。
文檔編號(hào)G09B23/00GK2085988SQ9022718
公開日1991年10月2日 申請日期1990年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月31日
發(fā)明者馬影毅 申請人:馬影毅