本發(fā)明涉及電磁諧振無線充電裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁感應(yīng)與電磁諧振對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
電磁諧振技術(shù)和電磁感應(yīng)技術(shù)也是高等院校中電工基礎(chǔ)、電路原理以及高頻電路等課程中都涉及到的一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)和授課難點(diǎn)，而目前高校電子電路實(shí)驗(yàn)中關(guān)于電磁諧振技術(shù)和電磁感應(yīng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究卻很少。教師基本采用講授模式進(jìn)行理論講解和公式推導(dǎo)，缺少配套實(shí)驗(yàn)裝置給學(xué)生清晰直觀的演示和實(shí)驗(yàn)練習(xí)，更談不上對(duì)電磁諧振式傳能方式和電磁感應(yīng)式傳能方式之間的對(duì)比，無法從直觀和確切的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解，例如專利文獻(xiàn)；cn106448376a中提到；一種單片機(jī)控制的無線電能傳輸教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，點(diǎn)亮發(fā)光二極管，通過點(diǎn)亮發(fā)光二極管靜態(tài)形式展示無線傳輸，卻不能以動(dòng)態(tài)形式進(jìn)行直觀展示無線傳能的效果，更不能做電磁諧振式傳能方式和電磁感應(yīng)式傳能方式之間的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種電磁感應(yīng)與電磁諧振對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置，便于教學(xué)，能夠使學(xué)生直觀的觀察到電磁諧振和電磁感應(yīng)之間的區(qū)別。
本發(fā)明的為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：
一種電磁感應(yīng)與電磁諧振對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)、顯示屏、側(cè)支架以及演示機(jī)構(gòu)；所述顯示屏設(shè)置在所述側(cè)支架上，所述側(cè)支架固定在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一側(cè)，所述顯示屏的側(cè)面設(shè)有頻率顯示數(shù)碼管，所述頻率顯示數(shù)碼管的下部設(shè)有輸入信號(hào)指示燈，所述輸入信號(hào)指示燈的下部設(shè)有按鈕陣列；所述頻率顯示數(shù)碼管的一側(cè)設(shè)有電壓顯示數(shù)碼管，所述電壓顯示數(shù)碼管的下部設(shè)有電源開關(guān)以及電壓調(diào)節(jié)旋鈕；所述演示機(jī)構(gòu)固定在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)的臺(tái)面上，所述演示機(jī)構(gòu)包括依次設(shè)置在臺(tái)面上的軌道支架、安裝在所述軌道支架上的軌道以及與所述軌道配合的負(fù)載小車，所述負(fù)載小車上安裝有接收線圈，所述軌道的前端或末端套有發(fā)射線圈，所述軌道的長(zhǎng)度方向依次固定有若干個(gè)諧振線圈；所述軌道支架外側(cè)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)的臺(tái)面上固定有標(biāo)尺。
優(yōu)選地，所述發(fā)射線圈和諧振線圈通過調(diào)節(jié)螺栓固定在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。
優(yōu)選地，所述諧振線圈采用直徑2mm的銅質(zhì)漆包線，平面螺旋式繞制結(jié)構(gòu)線圈直徑為250mm匝數(shù)2匝，線圈各自獨(dú)立無電源線連接，線圈垂直于跑道，諧振線圈與發(fā)射線圈平行間隔5厘米安裝，線圈與線圈之間平行擺放間隔5厘米。
優(yōu)選地，所述接收線圈采用直徑2mm的銅質(zhì)漆包線，平面螺旋式繞制結(jié)構(gòu)線圈直徑為150mm匝數(shù)2匝，線圈垂直于負(fù)載小車并嵌入負(fù)載小車的外殼。
一種電磁感應(yīng)與電磁諧振對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟一；首先把小車放在發(fā)射線圈的起始端車頭與發(fā)射線圈及測(cè)量尺零刻度處平齊，啟動(dòng)電源開關(guān)；
步驟二；等待裝置啟動(dòng)就緒后旋轉(zhuǎn)電壓調(diào)節(jié)旋鈕從零頻率檔位刻度至諧振檔位，此時(shí)小車從發(fā)射線圈端零刻度處前進(jìn)直至停止；
步驟三；通過刻度尺來讀取小車運(yùn)動(dòng)距離；
步驟四；此時(shí)觀察顯示屏上的效率曲線及電能參數(shù)，包括開路電壓、短路電流；
步驟五；把電壓調(diào)節(jié)旋鈕手動(dòng)復(fù)位至0頻率檔位，裝置其他各部整體復(fù)位；
步驟六；把電壓調(diào)節(jié)旋鈕從零頻率檔位刻度至非諧振檔位，此時(shí)小車從發(fā)射線圈端的零刻度處前進(jìn)直至停止；
步驟七；通過刻度尺來讀取小車移動(dòng)距離；
步驟八；此時(shí)觀察顯示屏上的效率曲線及電能參數(shù)，包括開路電壓、短路電流；
步驟九；把電壓調(diào)節(jié)旋鈕手動(dòng)復(fù)位至0頻率檔位，裝置其他各部整體復(fù)位；
步驟十；對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及觀察兩次的效率折線變化；
步驟十一；關(guān)閉電源器材整理歸位。
本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比較，針對(duì)電磁諧振技術(shù)和電磁感應(yīng)技術(shù)研究，不僅從小車運(yùn)動(dòng)距離上直觀的觀察到傳能效果，還能給出了相應(yīng)的配套測(cè)量裝置從精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上對(duì)這兩種供電方法進(jìn)行對(duì)比。通過本裝置使學(xué)生更加清晰直觀的明白電磁感應(yīng)、電磁諧振、電磁場(chǎng)、高頻電力電子，電磁感應(yīng)的意義。本裝置輔助教學(xué)深化學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解為人們學(xué)習(xí)有一定幫助。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。如圖1所示，一種電磁感應(yīng)與電磁諧振對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)1、顯示屏2、側(cè)支架3以及演示機(jī)構(gòu)；所述顯示屏設(shè)置在所述側(cè)支架上，所述側(cè)支架固定在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一側(cè)，所述顯示屏的側(cè)面設(shè)有頻率顯示數(shù)碼管5，所述頻率顯示數(shù)碼管的下部設(shè)有輸入信號(hào)指示燈6，所述輸入信號(hào)指示燈的下部設(shè)有按鈕陣列7；所述頻率顯示數(shù)碼管的一側(cè)設(shè)有電壓顯示數(shù)碼管8，所述電壓顯示數(shù)碼管的下部設(shè)有電源開關(guān)9以及電壓調(diào)節(jié)旋鈕10；所述演示機(jī)構(gòu)固定在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)的臺(tái)面上，所述演示機(jī)構(gòu)包括依次設(shè)置在臺(tái)面上的軌道支架11、安裝在所述軌道支架上的軌道12以及與所述軌道配合的負(fù)載小車13，所述負(fù)載小車上安裝有接收線圈14，所述軌道的前端或末端套有發(fā)射線圈15，所述軌道的長(zhǎng)度方向依次固定有若干個(gè)諧振線圈16；所述軌道支架外側(cè)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)的臺(tái)面上固定有標(biāo)尺17。所述發(fā)射線圈和諧振線圈通過調(diào)節(jié)螺栓18固定在所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。(將上述標(biāo)號(hào)標(biāo)記對(duì)應(yīng)標(biāo)記在附圖中)
所述諧振線圈采用直徑2mm的銅質(zhì)漆包線，平面螺旋式繞制結(jié)構(gòu)線圈直徑為250mm匝數(shù)2匝，線圈各自獨(dú)立無電源線連接，線圈垂直于跑道，諧振線圈與發(fā)射線圈平行間隔5厘米安裝，線圈與線圈之間平行擺放間隔5厘米。
所述接收線圈采用直徑2mm的銅質(zhì)漆包線，平面螺旋式繞制結(jié)構(gòu)線圈直徑為150mm匝數(shù)2匝，線圈垂直于負(fù)載小車并嵌入負(fù)載小車的外殼。
一種電磁感應(yīng)與電磁諧振對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟一；首先把小車放在發(fā)射線圈的起始端車頭與發(fā)射線圈及測(cè)量尺零刻度處平齊，啟動(dòng)電源開關(guān)；
步驟二；等待裝置啟動(dòng)就緒后旋轉(zhuǎn)電壓調(diào)節(jié)旋鈕從零頻率檔位刻度至諧振檔位，此時(shí)小車從發(fā)射線圈端零刻度處前進(jìn)直至停止；
步驟三；通過刻度尺來讀取小車運(yùn)動(dòng)距離；
步驟四；此時(shí)觀察顯示屏上的效率曲線及電能參數(shù)，包括開路電壓、短路電流；
步驟五；把電壓調(diào)節(jié)旋鈕手動(dòng)復(fù)位至0頻率檔位，裝置其他各部整體復(fù)位；
步驟六；把電壓調(diào)節(jié)旋鈕從零頻率檔位刻度至非諧振檔位，此時(shí)小車從發(fā)射線圈端的零刻度處前進(jìn)直至停止；
步驟七；通過刻度尺來讀取小車移動(dòng)距離；
步驟八；此時(shí)觀察顯示屏上的效率曲線及電能參數(shù)，包括開路電壓、短路電流；
步驟九；把電壓調(diào)節(jié)旋鈕手動(dòng)復(fù)位至0頻率檔位，裝置其他各部整體復(fù)位；
步驟十；對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及觀察兩次的效率折線變化；
步驟十一；關(guān)閉電源器材整理歸位。
工作原理:通過可變的輸入電壓和可以變換的輸入信號(hào)可以得到不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)的主題方向是無線傳能。
打開設(shè)備電源，通過固定電壓旋鈕或者可調(diào)電壓旋鈕調(diào)節(jié)輸入線圈的電壓，然后通過數(shù)字矩陣選擇輸入的信號(hào)和調(diào)節(jié)的頻率，當(dāng)確認(rèn)輸入后按下確認(rèn)按鈕進(jìn)行輸出，便可觀察小車的運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)需要停止的時(shí)候則再次按下確認(rèn)按鈕則可進(jìn)行停止。
可繼續(xù)調(diào)節(jié)進(jìn)行試驗(yàn)觀察。
可關(guān)閉電源進(jìn)行關(guān)機(jī)。
當(dāng)為停止直接關(guān)機(jī)時(shí)，下一次啟動(dòng)默認(rèn)狀態(tài)為停止?fàn)顟B(tài)。
針對(duì)電磁諧振技術(shù)和電磁感應(yīng)技術(shù)研究，不僅從小車運(yùn)動(dòng)距離上直觀的觀察到傳能效果，還能給出了相應(yīng)的配套測(cè)量裝置從精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上對(duì)這兩種供電方法進(jìn)行對(duì)比。通過本裝置使學(xué)生更加清晰直觀的明白電磁感應(yīng)、電磁諧振、電磁場(chǎng)、高頻電力電子，電磁感應(yīng)的意義。本裝置輔助教學(xué)深化學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解為人們學(xué)習(xí)有一定幫助。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。