專利名稱：電磁能量無線傳遞演示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，特別是一種能量無線傳遞實(shí)驗(yàn)儀器。
技術(shù)背景電磁能量共振原理一特斯拉線圈特斯拉線圈是一種使用共振原理運(yùn)作的變壓器(共振變壓器)，由美籍塞爾維亞裔科學(xué)家尼古拉·特斯拉在1891年發(fā)明，主要用來生產(chǎn)超高電壓但低電流、高頻率的交流電力。特斯拉線圈由兩組(有時(shí)用三組)耦合的共振電路組成。特斯拉線圈難以界定，尼古拉 特斯拉試行了大量的各種線圈的配置。特斯拉利用這些線圈進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，如電氣照明，熒光光譜，X射線，高頻率的交流電流現(xiàn)象，電療和無線電力，以便進(jìn)行電力傳輸。 零電壓開關(guān)技術(shù)(Zero Voltage Switch) :PWM開關(guān)電源按硬開關(guān)模式工作(開/關(guān)過程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形有交疊)，因而開關(guān)損耗大。高頻化雖可以縮小體積重量，但開關(guān)損耗卻更大了。為此，必須研究開關(guān)電壓/電流波形不交疊的技術(shù)，即所謂零電壓開關(guān)(ZVS) /零電流開關(guān)(ZCS)技術(shù)，或稱軟開關(guān)技術(shù)，小功率軟開關(guān)電源效率可提高到809Γ85%。20世紀(jì)70年代諧振開關(guān)電源奠定了軟開關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)。本產(chǎn)品創(chuàng)新采用零電壓開關(guān)振蕩驅(qū)動(dòng)電路，能夠應(yīng)用與能量信號(hào)傳遞系統(tǒng)，特別是在本演示系統(tǒng)中，效率達(dá)80%左右
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型專利創(chuàng)新利用零電壓開關(guān)技術(shù)制作零電壓開關(guān)振蕩驅(qū)動(dòng)電路和特斯拉線圈的特點(diǎn)，產(chǎn)生高壓后變成強(qiáng)電磁場，使發(fā)在電磁場中的導(dǎo)體或用電器(熒光燈管)產(chǎn)生發(fā)光，演示能量的無線傳輸。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案電磁能量無線傳遞演示系統(tǒng)，其特征在于包括直流穩(wěn)壓電源，零電壓開關(guān)振蕩電路，升壓變壓器，金屬盤，熒光燈管，發(fā)光二級(jí)管，手機(jī)發(fā)光鏈，儀器外殼和地線；直流穩(wěn)壓電源連接到零電壓開關(guān)振蕩電路上，零電壓開關(guān)振蕩電路又與升壓變壓器的一端相接，升壓變壓器的另一端連接到金屬盤上，熒光燈管、發(fā)光二極管和手機(jī)發(fā)光鏈三者之一或者兩者或者三者設(shè)置插在儀器外殼的外面0-5厘米處，儀器外殼接地。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)采用ZVS技術(shù)效率高工作穩(wěn)定，儀器結(jié)構(gòu)簡單，插在儀器外殼上的發(fā)光物(突光燈管、發(fā)光二極管和手機(jī)發(fā)光鏈)可以取出，在一定范圍內(nèi)移動(dòng)，仍能保持發(fā)光狀態(tài)，展示不同的能量傳遞效果，演示效果明顯。可用于演示物理實(shí)驗(yàn)。

圖(I)為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_直流穩(wěn)壓電源，2-零電壓開關(guān)振蕩電路，3-手機(jī)發(fā)光鏈,4-金屬盤,5-突光燈管,6-發(fā)光二級(jí)管,7-升壓變壓器,8-儀器外殼，9-地線。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，直流穩(wěn)壓電源I把220 V市電變成10到40V的直流穩(wěn)壓電后，輸入到零電壓開關(guān)振蕩電路2，變成頻率在0-6MHZ的交流電f與調(diào)參有關(guān)，再利用升壓變壓器7把電壓升到2000 V到4000 V，升壓變壓器7的一端連接到金屬共振盤4上。熒光燈管5和發(fā)光二極管6和手機(jī)發(fā)光鏈3均不接任何電源，插在儀器外殼8的外面。調(diào)好的儀器在接通電源后，突光燈管5、發(fā)光二極管6和手機(jī)發(fā)光鏈3都會(huì)自動(dòng)發(fā)光。取出在外殼上插著的各種發(fā)光體，移動(dòng)熒光燈管5、發(fā)光二極管6和手機(jī)發(fā)光鏈3的位置，其發(fā)光強(qiáng)度也發(fā)生變化。
權(quán)利要求1.電磁能量無線傳遞演示系統(tǒng)，其特征在于包括直流穩(wěn)壓電源，零電壓開關(guān)振蕩電路，升壓變壓器，金屬盤，熒光燈管，發(fā)光二級(jí)管，手機(jī)發(fā)光鏈，儀器外殼和地線；直流穩(wěn)壓電源連接到零電壓開關(guān)振蕩電路上，零電壓開關(guān)振蕩電路又與升壓變壓器的一端相接， 升壓變壓器的另一端連接到金屬盤上，熒光燈管、發(fā)光二極管和手機(jī)發(fā)光鏈三者之一或者兩者或者三者設(shè)置插在儀器外殼的外面0-5厘米處，儀器外殼接地。
專利摘要電磁能量無線傳遞演示系統(tǒng)涉及物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。本儀器包括直流穩(wěn)壓電源，零電壓開關(guān)振蕩電路, 升壓變壓器, 金屬盤，熒光燈管，發(fā)光二級(jí)管，手機(jī)發(fā)光鏈，儀器外殼和地線；直流穩(wěn)壓電源連接到零電壓開關(guān)振蕩電路上，零電壓開關(guān)振蕩電路又與升壓變壓器的一端相接，升壓變壓器的另一端連接到金屬盤上，熒光燈管、發(fā)光二極管和手機(jī)發(fā)光鏈三者之一或者兩者或者三者設(shè)置插在儀器外殼的外面0-5厘米處，儀器外殼接地。本實(shí)用新型利用零電壓開關(guān)技術(shù)制作零電壓開關(guān)振蕩驅(qū)動(dòng)電路和特斯拉線圈的特點(diǎn)，產(chǎn)生高壓后變成強(qiáng)電磁場，使發(fā)在電磁場中的導(dǎo)體或用電器產(chǎn)生發(fā)光，演示能量的無線傳輸。本儀器具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、演示效果明顯。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202838773SQ20122053912
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月20日
發(fā)明者楊光, 邵澤群, 王吉有 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)