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简单、巧妙而有趣的电磁摆

来源:机械传动 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-02-07
作者:网站采编
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摘要:简单、巧妙而有趣的电磁摆吴佑茂(广州英豪学校)单摆的振动是一种阻尼振动,当它的机械能耗’尽之时,它就会停下来。用于时钟里的重力摆能持续摆动是通过机械传动,把发条的弹

简单、巧妙而有趣的电磁摆吴佑茂(广州英豪学校)单摆的振动是一种阻尼振动,当它的机械能耗’尽之时,它就会停下来。用于时钟里的重力摆能持续摆动是通过机械传动,把发条的弹性势能逐渐传递给钟摆,以补充损失的饥械能。笔者在教学中,设计并制作了一种电磁摆,是用电能补充损失的机械能,使之持续摆动,现象离奇,趣味横生,现介绍给读者参考。取一根15X lX0.5厘米。的木棍和一个直径为2厘米、长为2厘米的圆柱形强磁性磁体,用强力胶把磁体固定在木棍的一端(木棍方向沿磁体的轴方向)。在木棍上距磁体lo厘米处打一个孔,在孔中插一根6厘米长直径4毫米的铝棒,作为转动轴(如图所示)。转动轴的右半边贴上一块透明胶,在木棍的上端用双面胶贴一块聚苯乙烯泡沫塑料板,板厚0.5厘米,板面约30X10厘米’,并对板面加以美化。用直径为2毫米的铁丝弯两个钩作为轴承,形状如图所示,轴承的左半边较陡,右半边稍平。将轴承固定在一块位于竖直平面上的木板上。将轴放置在轴承上。取直径为o.4毫米的漆包线,绕一个1000匝边长为6厘米正方形线圈。把线圈安装在磁体下方的木板上,线圈平面在竖直方向上,且跟木板垂直。再如图所示那样,用导线把线圈、转轴等串联成电流的通路。如果磁体下端为N极,磁极下方电流的方向(即方形线圈上边电流的方向),耍自读者流向木板的方向。就制成了一个电磁摆。只要按下电键.X,电磁摆就会自动摆动起来,振幅越来越大,直到最大振幅值,持续摆动。从外表上看来,这个电磁摆还头重脚轻,倾而不倒(因重心在支点以下,处于稳定平衡状态),逼人生趣。这电磁摆的工作原理是:当按下电键x时,电流通过线圈,经后轴承,再到前轴承,流回电源负极。线圈上边的电流距磁体近,受到磁场的安培力,安培力的方向向左,线圈固定不能动。安培力的反作用力作用在磁体上,方向向右,推动磁体向右运动。在磁体从平衡位置向右运动到振幅位置的过程中,由于轴的左边没有透明胶绝缘,轴逆时针转动,电路处于闭合状态;当磁体从右边振幅位置回到平衡位置的过程中,由于轴承左边陡,右边较平,轴顺时针转动,轴与轴承断开电路;当磁体在平衡位置的左边摆动时,轴的右边与轴承的接触处有透明胶绝缘,电路不通。由于特殊形状的轴承和半边导电的轴的巧妙配合,在摆动的一个周期内,只有÷的`Q时间通电,子的时间不通电。在通电的时间内,电流对磁体做正功,电能转变成机械能,以补充电磁摆耗散的机械能,所以电磁摆能持续的摆动。

文章来源:《机械传动》 网址: http://www.jxcdzz.cn/qikandaodu/2021/0207/342.html



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