內(nèi)阻可調(diào)直流電機演示教具的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及內(nèi)阻可調(diào)直流電機演示教具。包括底座，線圈A、B，模擬電機內(nèi)阻；所述電機轉軸上繞有線圈A、B，且線圈和線圈B的實質(zhì)是同一組線圈，將此線圈的中央剪斷后引出兩根導線，連接一對銅半環(huán)A；所述模擬電機內(nèi)阻上的電阻可調(diào)，且可插接于一對模擬電機內(nèi)阻接線柱中；所述直流電壓表用于測定電源工作電壓、內(nèi)電壓、機械電壓。本實用新型的有益效果是：能夠演示直流電機內(nèi)阻變化、磁場強弱變化、磁場方向改變對電機轉速、工作電流的影響，還可演示磁極對于線圈不對稱時，電機轉軸對轉軸支座的磨損影響；測定電源電壓并與機械電壓、內(nèi)電壓之和進行比較，可驗證電機工作時能量守恒，因此本實用新型是一種操作性很強的直流電機教學研究演示教具。
【專利說明】內(nèi)阻可調(diào)直流電機演示教具

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及教學設備直流電機工作原理研究領域，具體涉及一種內(nèi)阻可調(diào)直流電機演示教具。

【背景技術】
[0002]目前教學用直流電機模型功能單一，多數(shù)由固定的定子、轉子、電刷、滑環(huán)等組成，接通恒壓源后，即以恒定轉速轉動，用于演示直流電機工作原理；但是，如果要研究直流電機內(nèi)阻變化、磁場強弱、磁場方向對電機轉速、工作電流的影響，就比較困難，因為廠家出售的直流電動機模型各個零部件都是固定不可移動的；也無法測定電源電壓與內(nèi)電壓、機械電壓的定量關系，因此需要一種供教學研究用的直流電機，解決中學物理電機演示教具存在的一些演示功能不足的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了便于中學物理電機實驗教學研究，本發(fā)明解決了上述中學物理電機演示教具存在的一些演示功能不足的缺陷，能夠演示直流電機內(nèi)阻變化、磁場強弱、磁場方向對電機轉速、工作電流的影響，能夠測定電源電壓與內(nèi)電壓、機械電壓的定量關系。
[0004]本發(fā)明采用如下技術方案，一種內(nèi)阻可調(diào)直流電機演示教具，包括底座，線圈A，線圈B，電機轉軸，一對轉軸支座，一對銅半環(huán)A，一對銅半環(huán)B，一對電刷A，一對電刷B，一對磁極，一對距離調(diào)節(jié)器，一對彈簧，一對模擬電機內(nèi)阻接線柱，機械電壓測定接線柱A，機械電壓測定接線柱B，一對電源接線柱，電機內(nèi)阻電壓表，機械電壓測定電壓表A，機械電壓測定電壓表B，直流電流表，電源電壓測定電壓表，模擬電機內(nèi)阻，直流電源；所述底座上安裝了一對轉軸支座，一對轉軸支座之間連接電機轉軸，電機轉軸上繞有線圈A和線圈B，所述線圈A的匝數(shù)等于線圈B的匝數(shù)，且線圈A和線圈B的實質(zhì)是同一組線圈，將此線圈輸入端連接一對銅半環(huán)B，將此線圈的中央剪斷后引出兩根導線，連接一對銅半環(huán)A ;所述一對銅半環(huán)A固定于電機轉軸上，且緊靠電刷A，所述電刷A通過導線連一對模擬電機內(nèi)阻接線柱；所述一對銅半環(huán)B固定于電機轉軸上，且緊靠電刷B，所述電刷B通過導線連接一對電源接線柱，所述一對磁極位于線圈的兩側，磁場方向垂直于電機轉軸，所述一對磁極的N、S極極性方位可調(diào)，且它們與線圈的距離可通過調(diào)節(jié)一對距離調(diào)節(jié)器改變，所述一對彈簧能使一對磁極定位。
[0005]進一步地，所述電機內(nèi)阻電壓表通過導線連接到一對模擬電機內(nèi)阻接線柱，所述模擬電機內(nèi)阻上的電阻可調(diào)，且可插接于一對模擬電機內(nèi)阻接線柱中；所述直流電流表串聯(lián)在電源接線柱上，用于測定線圈工作電流或模擬電機內(nèi)阻上的電流；機械電壓測定電壓表A、機械電壓測定電壓表B，通過接線柱分別與線圈A和線圈B并聯(lián)，分別測定兩組線圈的機械電壓；電源電壓測定電壓表與電源接線柱并聯(lián)，測定總電源電壓；電機內(nèi)阻電壓表與一對模擬電機內(nèi)阻接線柱并聯(lián)，模擬測定線圈內(nèi)電壓。
[0006]進一步地，由于本發(fā)明采用雙電刷結構，且兩組線圈的采用特殊的接法連接于雙電刷，因此，當一端連接直流電源，必須插上模擬電機內(nèi)阻，電機才能轉動；一對模擬電機內(nèi)阻接線柱和一對電源接線柱可雙向互換使用，即直流電源連接模擬電機內(nèi)阻接線柱，模擬電機內(nèi)阻連接于一對電源接線柱，演示效果不變。
[0007]進一步地，所述機械電壓測定電壓表A、機械電壓測定電壓表B，通過測定兩組線圈上電壓之和得到機械電壓，通過測定模擬電機內(nèi)阻上電壓得到電機內(nèi)電壓，測定電源電壓并與機械電壓、電機內(nèi)電壓之和進行比較，可驗證能量守恒定律，本裝置能測定兩組線圈機械電壓，這是以往教具所無法測定的。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:能夠演示直流電機內(nèi)阻變化時、磁場強弱變化、磁場方向改變對電機轉速、工作電流的影響，還可演示磁極對于線圈不對稱時，電機轉軸對轉軸支座的磨損影響；測定電源電壓并與機械電壓、內(nèi)電壓之和進行比較，可驗證電機工作過程符合能量守恒，因此本發(fā)明是一種操作性很強的直流電機教學研究演示教具。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明的俯視平面結構示意圖；
[0011]圖3為本發(fā)明的直流電機原理方框圖；
[0012]其中，1-底座，2-線圈A，3-線圈B，4-電機轉軸，5_轉軸支座，6_銅半環(huán)A，7_銅半環(huán)B，8-電刷A，9-電刷B，10-磁極，11-距離調(diào)節(jié)器，12-彈簧，13- 一對模擬電機內(nèi)阻接線柱，14-機械電壓測定接線柱A，15-機械電壓測定接線柱B，16-電源接線柱16，17-電機內(nèi)阻電壓表，18-機械電壓測定電壓表A，19-機械電壓測定電壓表B，20-直流電流表，23-電源電壓測定電壓表，22-模擬電機內(nèi)阻，23-直流電源。

【具體實施方式】
[0013]實施例1，如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明采用如下技術方案，一種內(nèi)阻可調(diào)直流電機演示教具，包括底座1，線圈A2，線圈B3，電機轉軸4，一對轉軸支座5，一對銅半環(huán)A6，一對銅半環(huán)B7, —對電刷A8, —對電刷B9, —對磁極10, —對距離調(diào)節(jié)器11，一對彈簧12, —對模擬電機內(nèi)阻接線柱13，機械電壓測定接線柱A14，機械電壓測定接線柱B 15，一對電源接線柱16，電機內(nèi)阻電壓表17，機械電壓測定電壓表A18，機械電壓測定電壓表B19，直流電流表20，電源電壓測定電壓表21，模擬電機內(nèi)阻22，直流電源23 ;所述底座I上安裝了一對轉軸支座5，一對轉軸支座5之間連接電機轉軸4，電機轉軸4上繞有線圈A2和線圈B3，所述線圈A2的匝數(shù)等于線圈B3的匝數(shù)，且線圈A2和線圈B3的實質(zhì)是同一組線圈，其直流電阻可忽略，將此線圈輸入端連接一對銅半環(huán)B7，將此線圈的中央剪斷后引出兩根導線，連接一對銅半環(huán)A6 ;所述一對銅半環(huán)A6固定于電機轉軸4上，且緊靠電刷AS，所述電刷AS通過導線連一對模擬電機內(nèi)阻接線柱13 ;所述一對銅半環(huán)B9固定于電機轉軸4上，且緊靠電刷B7，所述電刷B7通過導線連接一對電源接線柱16，所述一對磁極10位于線圈的兩側，磁場方向垂直于電機轉軸，所述一對磁極10的N、S極極性方位可調(diào)，且它們與線圈的距離可通過旋轉一對距離調(diào)節(jié)器11改變，所述一對彈簧12能使一對磁極10定位。
[0014]所述電機內(nèi)阻電壓表17通過導線連接到一對模擬電機內(nèi)阻接線柱13，所述模擬電機內(nèi)阻22上的電阻可調(diào)，且可插接于一對模擬電機內(nèi)阻接線柱13中；所述直流電流表20串聯(lián)在電源接線柱16上，用于測定線圈工作電流或模擬電機內(nèi)阻上的電流；機械電壓測定電壓表A、機械電壓測定電壓表B，通過接線柱分別與線圈A和線圈B并聯(lián)，分別測定兩組線圈的機械電壓；電源電壓測定電壓表與電源接線柱16并聯(lián)，測定總電源電壓；電機內(nèi)阻電壓表17與一對模擬電機內(nèi)阻接線柱13并聯(lián)，模擬測定線圈內(nèi)電壓。
[0015]由于本發(fā)明采用雙電刷結構，且兩組線圈的采用特殊的接法連接于雙電刷，因此，當一端連接直流電源23，必須插上模擬電機內(nèi)阻22，電機才能轉動；一對模擬電機內(nèi)阻接線柱13和一對電源接線柱16可雙向互換使用，即直流電源連接模擬電機內(nèi)阻接線柱13，模擬電機內(nèi)阻22連接于一對電源接線柱16，演示效果不變。
[0016]所述機械電壓測定電壓表A18、機械電壓測定電壓表B19，通過測定兩組線圈上電壓之和得到機械電壓，通過測定模擬電機內(nèi)阻22上電壓得到電機內(nèi)電壓，測定電源電壓并與機械電壓、電機內(nèi)電壓之和進行比較，可驗證電機工作時能量守恒；本裝置能測定兩組線圈機械電壓，這是以往教具所不能做到的。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:能夠演示直流電機內(nèi)阻變化時，磁性強弱變化、磁場方向改變對電機轉速、工作電流的影響，還可演示磁極對于線圈不對稱時，電機轉軸對轉軸支座的磨損影響；測定電源電壓并與機械電壓、內(nèi)電壓之和進行比較，可驗證能量守恒定律，因此本發(fā)明提供了一種物理教學演示教具，供研究人員研究參數(shù)變化的、動態(tài)的直流電機，測定實驗數(shù)據(jù)，其操作性很強。
【權利要求】
1.一種內(nèi)阻可調(diào)直流電機演示教具，包括底座(1)，線圈A(2)，線圈B(3)，電機轉軸(4)，一對轉軸支座(5)，一對銅半環(huán)A (6)，一對銅半環(huán)B (7)，一對電刷A (8)，一對電刷B (9)，一對磁極(10)，一對距離調(diào)節(jié)器(11)，一對彈簧(12)，一對模擬電機內(nèi)阻接線柱(13)，機械電壓測定接線柱A(14)，機械電壓測定接線柱B(15)，一對電源接線柱(16)，電機內(nèi)阻電壓表(I7)，機械電壓測定電壓表A (18)，機械電壓測定電壓表B (19)，直流電流表(20)，電源電壓測定電壓表(21)，模擬電機內(nèi)阻(22)，直流電源(23);其特征在于:所述底座(I)上安裝了一對轉軸支座(5)，一對轉軸支座(5)之間連接電機轉軸(4)，電機轉軸(4)上繞有線圈A(2)和線圈B(3)，所述線圈A(2)的匝數(shù)等于線圈B(3)的匝數(shù)，且線圈A(2)和線圈B(3)的實質(zhì)是同一組線圈，將此線圈輸入端連接一對銅半環(huán)B(7)，將此線圈的中央剪斷后引出兩根導線，分別連接一對銅半環(huán)A(6);所述一對銅半環(huán)A(6)固定于電機轉軸(4)上，且緊靠電刷A(8)，所述電刷A(S)通過導線連一對模擬電機內(nèi)阻接線柱(13);所述一對銅半環(huán)B (9)固定于電機轉軸⑷上，且緊靠電刷B (7)，所述電刷B (7)通過導線連接一對電源接線柱(16),所述一對磁極(10)位于線圈的兩側,磁場方向垂直于電機轉軸(4),所述一對磁極(10)的N、S極極性方位可調(diào)，且它們與線圈的距離可通過調(diào)節(jié)一對距離調(diào)節(jié)器(11)改變，所述一對彈簧(12)能使一對磁極(10)定位。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種內(nèi)阻可調(diào)直流電機演示教具，其特征在于:所述電機內(nèi)阻電壓表(17)通過導線連接到一對模擬電機內(nèi)阻接線柱(13)，所述模擬電機內(nèi)阻(22)上的電阻可調(diào)，且可插接于一對模擬電機內(nèi)阻接線柱(13)中，所述直流電流表(20)串聯(lián)在電源接線柱(16)上；機械電壓測定電壓表A、機械電壓測定電壓表B，通過接線柱分別與線圈A和線圈B并聯(lián)；電源電壓測定電壓表與電源接線柱(16)并聯(lián)；電機內(nèi)阻電壓表(17)與一對模擬電機內(nèi)阻接線柱(13)并聯(lián)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種內(nèi)阻可調(diào)直流電機演示教具，其特征在于:當一端連接直流電源(23)，必須插上模擬電機內(nèi)阻(22)，電機才能轉動；一對模擬電機內(nèi)阻接線柱(13)和一對電源接線柱(16)可雙向互換使用，即直流電源(23)連接模擬電機內(nèi)阻接線柱(13)，模擬電機內(nèi)阻(22)連接于一對電源接線柱(16)，演示效果不變。
【文檔編號】G09B23/18GK203950484SQ201420349728
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月28日 優(yōu)先權日:2014年6月28日
【發(fā)明者】郭金虎, 陸光華 申請人:江蘇省興化中學