專利名稱：可顯示電流方向的交直流發(fā)電機(jī)模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可顯示電流方向的交直流發(fā)電機(jī)模型，屬教學(xué)器材類。
背景技術(shù)：
在高中物理教學(xué)中進(jìn)行電能及電能輸送教學(xué)時(shí)，依然沿用手搖交直流發(fā)電機(jī)搖動(dòng)手柄，使串接在電路中的燈泡發(fā)亮來說明電能的輸送。這一實(shí)驗(yàn)過程雖能使學(xué)生明顯地看到燈光被點(diǎn)亮，表明電能產(chǎn)生、流動(dòng)到達(dá)用電器，但也存在著不足，那就是在燈光發(fā)亮?xí)r無法區(qū)別發(fā)電機(jī)此時(shí)輸出的是交流電還是直流電；這無疑是目前此類教學(xué)儀器的一種缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型發(fā)明的目的旨在提供一種可顯示電流方向的交直流發(fā)電機(jī)模型，希望它不僅能直觀地顯示電流方向，而且還能顯示出所產(chǎn)生的電流是交流電還是直流電。
這種可顯示電流方向的交直流發(fā)電機(jī)模型，由設(shè)于機(jī)臺(tái)上的手搖輪1，傳動(dòng)皮帶2、電磁鐵或者是永久磁鐵構(gòu)成的磁場(chǎng)、放于磁場(chǎng)中由纏于鐵芯上的線圈組成的電樞3組成，其特征在于在所述電樞3的兩輸出端的兩端各連接著一個(gè)互為絕緣的整流環(huán)4，該兩整流環(huán)之間設(shè)置著一個(gè)由兩二極管D1、D2并聯(lián)組成的外電路。
根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種可顯示電流方向的交直流發(fā)電機(jī)模型，在電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，可以根據(jù)操作者的實(shí)驗(yàn)要求，非常直觀地顯示出交流電的發(fā)電或者是直流電的發(fā)電。


附圖1為本實(shí)用新型模型結(jié)構(gòu)圖；附圖2線圈切割磁力線產(chǎn)生電流的示意圖；附圖3為本實(shí)用新型外電路示意圖。
圖中 1、手搖輪 2、傳動(dòng)皮帶 3、電樞4、整流環(huán)5、磁鐵 6、外電路 7、電刷具體實(shí)施方式
如圖1所示的這種可顯示電流方向的交直流發(fā)電機(jī)模型，由設(shè)于機(jī)臺(tái)上的手搖輪1，傳動(dòng)皮帶2、電磁鐵5或者是永久磁鐵5構(gòu)成的磁場(chǎng)、放于磁場(chǎng)中由纏于鐵芯上的線圈組成的電樞3組成，其特征在于在所述電樞3的兩輸出端的兩端各連接著一個(gè)互為絕緣的整流環(huán)4，該兩整流環(huán)之間設(shè)置著一個(gè)由兩二極管D1、D2并聯(lián)組成的外電路6。
圖2給出的是線圈切割磁力線產(chǎn)生電流的示意圖，一個(gè)發(fā)電機(jī)主要包括磁場(chǎng)和電樞，電樞是許多繞在一個(gè)鐵芯上的線圈，所述的磁場(chǎng)可由永久磁鐵或者是電磁鐵產(chǎn)生。當(dāng)繞在鐵芯上的在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)線圈都在切割磁力線，因此產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，由于每個(gè)線圈互相串聯(lián)，所以總的電動(dòng)勢(shì)就為各個(gè)線圈電動(dòng)勢(shì)之和。同時(shí)，每一個(gè)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生產(chǎn)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，(見圖2)當(dāng)線圈作順時(shí)針方向在從0度——180度之間繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，按照電學(xué)相關(guān)理論中的右手定律，在線圈cdef中cd和ef兩線內(nèi)就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)正電荷按圖中箭頭表示方向移動(dòng)，因此線圈兩端ab的電動(dòng)勢(shì)等于cd及ef中所產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的和，其正負(fù)則如圖中所示。而當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過180度以后，從180到360度時(shí)，線圈中的電動(dòng)勢(shì)就改變了方向。正是由于線圈每轉(zhuǎn)過180度其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的方向就改變一次，因此當(dāng)有一外電路與線圈的兩端連接時(shí)，整個(gè)線路內(nèi)就產(chǎn)生交流電，這就是交流發(fā)電機(jī)的原理。如果使線圈的兩端與外電路兩線頭的接觸與電動(dòng)勢(shì)同時(shí)改變，這樣在線圈中雖仍為交流電，但在外電路中卻為直流電了。這就使直流發(fā)電機(jī)的原理了。這個(gè)使線圈的兩端與外電路兩線頭改變的設(shè)備就叫整流器，它通常用兩個(gè)互相絕緣的半環(huán)做成，稱為整流環(huán)，將整流環(huán)與外電路連起來的稱電刷。
本實(shí)用新型給出的發(fā)電機(jī)模型，它采用的是永久磁鐵，電樞由線圈繞在鐵芯上構(gòu)成，它通過操作者搖動(dòng)手搖輪，由傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)電樞在磁場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)改變電刷7在電樞3上的位置就可成為交流或直流發(fā)電機(jī)。
具體做法是當(dāng)將電刷放置在中央位置，此時(shí)打開開關(guān)，搖動(dòng)手柄產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，兩個(gè)發(fā)光二極管D1或D2中只有一個(gè)持續(xù)發(fā)光，此時(shí)表示為直流發(fā)電狀態(tài)。而將電刷放置在兩旁位置時(shí)，打開開關(guān)搖動(dòng)手柄，外電路中的兩個(gè)發(fā)光二極管D1、D2則顯示上下輪流交替發(fā)光，此時(shí)則表示是交流發(fā)電狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種可顯示電流方向的交直流發(fā)電機(jī)模型，由設(shè)于機(jī)臺(tái)上的手搖輪(1)，傳動(dòng)皮帶(2)、電磁鐵或者是永久磁鐵構(gòu)成的磁場(chǎng)、放于磁場(chǎng)中由纏于鐵芯上的線圈組成的電樞(3)、電刷(7)組成，其特征在于在所述電樞(3)的兩輸出端的兩端各連接著一個(gè)互為絕緣的整流環(huán)(4)，該兩整流環(huán)之間設(shè)置著一個(gè)由兩二極管D1、D2并聯(lián)組成的外電路(6)。
專利摘要本實(shí)用新型介紹的一種可顯示電流方向的交直流發(fā)電機(jī)模型，由設(shè)于機(jī)臺(tái)上的手搖輪1，傳動(dòng)皮帶2、電磁鐵或者是永久磁鐵構(gòu)成的磁場(chǎng)、放于磁場(chǎng)中由纏于鐵芯上的線圈組成的電樞3、電刷7組成，其特征在于在所述電樞3的兩輸出端的兩端各連接著一個(gè)互為絕緣的整流環(huán)4，該兩整流環(huán)之間設(shè)置著一個(gè)由兩二極管D
文檔編號(hào)G09B23/00GK2916811SQ20062003914
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日
發(fā)明者姚成興, 董潔婷 申請(qǐng)人:上海市嘉定區(qū)第二中學(xué)