專利名稱:磁場屏蔽演示儀的制作方法
本實用新型屬于一種物理教學儀器。
現(xiàn)有的測量磁場強度的專用儀器高斯計主要由霍爾元件和微安表組成，它是一種科研儀器，作為教學儀器價格較為昂貴，在中學電磁學教學中推廣較為困難，且用途范圍專一，不適于電磁學教學中多種用途的需要。本實用新型的目的是生產(chǎn)一種適用于電磁學教學且用途較為廣泛的物理教學儀器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的。該儀器由霍爾元件、微安表、磁電式儀表磁體、交流電磁鐵、條形磁鐵、發(fā)光二極管、裝有測量通路的底板箱等組成?；魻栐乃母€中，有兩根經(jīng)保護電阻接直流電源的正負極，二根接微安表的正負接線柱。測量磁場強度時，將霍爾元件放入磁電式儀表磁體(永久磁鐵)磁場中，表頭指針偏轉(zhuǎn)可顯示磁場的強度值。若把霍爾元件在磁場中翻轉(zhuǎn)180°，則指針反向偏轉(zhuǎn)，表示磁勢變?yōu)榉聪?，從指針的偏轉(zhuǎn)方向上，可判斷磁極的N－S極性。一組屏蔽罩分別由非金屬(塑料)、有色金屬(鋁、銅)鐵罩等三個以上不同材料的罩體組成，將非金屬或有色金屬罩罩在儀表磁體或交流電磁鐵上，霍爾元件靠近罩壁，指針偏轉(zhuǎn)，說明磁力線能穿透非金屬和有色金屬。將鐵罩套在磁鐵上時，霍爾元件靠近罩體，指針不偏轉(zhuǎn)，說明鐵罩實現(xiàn)了磁場屏蔽。以二個運算放大器為主要元件的比例放大器電路與微安表接通，組成交流毫伏表，可指示交流霍爾電勢，將霍爾元件放入交流電磁鐵的磁場中，指針偏轉(zhuǎn)指示交流磁場的強度。同時，它也能測量交流變壓器有無漏磁現(xiàn)象。在中學物理教學中，講解電壓表或電流表原理時，應講清儀表極靴內(nèi)是勻強磁場，將霍爾元件插入磁電式儀表磁體極靴內(nèi)，微安表指針偏轉(zhuǎn)，將霍爾元件繞鐵芯旋轉(zhuǎn)，從表頭上看到已偏轉(zhuǎn)的指針不動，說明磁體極靴內(nèi)的磁場是勻強磁場。本實用新型還可以演示磁體磁力線的空間分布，將條形磁鐵放入棗核形架子中，架子由鋁絲對稱分布編好呈棗核狀，將霍爾元件沿條形磁鐵磁力線方向從N端到S端，看到儀表指針變化由大到小，再由小到大，說明條形磁鐵二端磁力線密度強，中間磁力線密度弱，從而判斷出磁力線的空間分布狀況。
本實用新型有以下優(yōu)點1.能演示永久磁鐵和交流電磁鐵的磁場屏蔽現(xiàn)象。
2.能測量磁場強度，并能判斷N－S極方向。
3.可演示磁力線空間分布狀況，使同學們對磁力線空間分布狀況有了更深刻的認識。
4.可演示電磁電勢儀表極靴磁場是勻強磁場。
5.可檢驗變壓器等同類產(chǎn)品的漏磁現(xiàn)象。
本實用新型的實施例結(jié)合附圖加以說明圖1是本實用新型結(jié)構示意圖圖2是本實用新型的電路原理圖如圖所示，本實用新型由霍爾元件1、開關2、裝有測量通路的底板箱3、微安表5、條形磁鐵7、磁電式儀表磁體9、交流電磁鐵11、發(fā)光二極管14、15，一組屏蔽罩(16a、16b、16c)等組成，微安表5、磁電式儀表磁體9和交流電磁鐵11分別通過固定架4、10、13固定在底板箱3上，條形磁鐵7放置在棗核形支承架8上，棗核形支承架的棗核形部分是由8～12根鋁絲對稱焊接而成。微安表5包有一層鐵屏蔽罩6，微安表5指針的零點位于刻度盤的中點。交流電磁鐵11上繞有導線12并穿過底板與電源相接，霍爾元件1的四根導線穿過底板與電路相接，位于底板上的四根導線均包裹在絕緣軟套17中，交變磁場的測量通路(電路)由以二個運算放大器為主要元件的比例放大器電路、比例放大器和交流電磁鐵電源、供霍爾元件1使用的直流電源和一個六刀雙擲開關2組成。操作時，打開開關2，使其處于位置I，發(fā)光二極管14亮，表明霍爾元件處于直流工作狀態(tài)，這時，將霍爾元件放在磁電式儀表磁體(永久磁鐵)9中的某一點上，從微安表5上，可讀出該點磁場強度B的數(shù)值。將霍爾元件1的探頭放在磁體9某一磁極附近，指針偏轉(zhuǎn)，再將探頭平面翻轉(zhuǎn)180°，微安表指針向相反方向偏轉(zhuǎn)。從偏轉(zhuǎn)方向上可判斷出是N極還是S極?；魻栐€可在條形磁鐵7上描述磁力線的磁場分布，同時，還可描述磁電式儀表磁體9上的極靴磁場是勻強磁場。該實用新型的附件，一組屏蔽罩(16a、16b、16c)分別由非金屬、有色金屬、鐵罩三種不同材料的罩體組成，分別將其套在磁體9上，說明鐵罩具有磁場屏蔽作用。將開關撥至Ⅱ位，發(fā)光二極管15亮，將霍爾元件1放入交流電磁鐵磁場中，可測交流磁場強度。將霍爾元件1靠近已通電而無鐵外罩的變壓器，當看到指針偏轉(zhuǎn)時，可知道變壓器有漏磁現(xiàn)象。
權利要求
1.磁場屏蔽演示儀，由霍爾元件1、開關2、微安表5等構成，其特征在于演示儀構成部分還包含以下組件裝有交變磁場的測量通路(電路)部分的底板箱3、條形磁鐵7、磁電式儀表磁體(永久磁鐵)9、交流電磁鐵11、發(fā)光二極管14、15，一組屏蔽罩(16a、16b、16c)；微安表5、磁電式儀表磁體9和交流電磁鐵11分別通過固定架4、10、13固定在底板箱3上，條形磁鐵7放置在棗核形支承架8上。
2.根據(jù)權利要求
1所述的磁場屏蔽演示儀，其特征是棗核形支承架8的棗核形部分是由8～12根鋁絲對稱編好焊接而成。
3.根據(jù)權利要求
1所述的磁場屏蔽演示儀，其特征在于一組屏蔽罩(16a、16b、16c)分別由非金屬、有色金屬、鐵罩三種不同材料的罩體組成。
4.根據(jù)權利要求
1所述的磁場屏蔽演示儀，其特征在于交變磁場的測量通路(電路)部分由以二個運算放大器為主要元件的比例放大器電路、比例放大器和交流電磁鐵電源，供霍爾元件1使用的直流電源和一個六刀雙擲開關2組成。
專利摘要
磁場屏蔽演示儀由霍爾元件、微安表、磁電式儀表磁體(永久磁鐵)、交流電磁鐵、條形磁鐵、發(fā)光二極管、裝有測量通路的底板箱等組成。一組屏蔽罩分別是非金屬、有色金屬、鐵罩三種不同材料。本儀器除了能演示永久磁鐵和交流電磁鐵的磁場屏蔽現(xiàn)象外，還可測量磁場強度，演示磁力線空間分布狀況和電磁電勢儀表極靴磁場是勻強磁場。此外，該儀器還可檢驗變壓器等同類產(chǎn)品的漏磁現(xiàn)象。
文檔編號G09B23/18GK86204787SQ86204787
公開日1987年8月5日 申請日期1986年7月12日
發(fā)明者吳志文, 張錦, 劉萬才 申請人:吳志文導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan