教学用旋转磁极式交流发电机的制作方法
专利名称：教学用旋转磁极式交流发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用旋转磁极方式产生交变电流的教学用装置。适合教师课堂教学演示、学生分组实验或学生课外自主探究学习交流电产生的原理。
背景技术：
目前，公知的教学用交流发电机是利用电磁感应的原理，设计为磁极固定不动，电枢(线圈)在磁极之间转动产生出交流电，电流通过滑环和电刷引出。由电磁感应的原理可知，无论用何种方式，只要使线圈中的磁通量发生变化，线圈中便有感应电动势产生，在回路中形成电流。因而磁极固定、电枢转动和电枢固定、磁极转动都能产生出交变电流。而现行中学实验室和中学教材中在讲授交流电时，给出的却又是清一色的旋转电枢式发电机。 在工业生产中，旋转电枢式和旋转磁极式发电机兼而有之，但大功率的大型发电机由于工作时产生的电压高，输出的电流大，若采用旋转电枢式——用集流环和电刷将电流弓丨出，由于自感的作用，触点间容易产生电弧，导致设备损坏。所以实际工业生产中的大型发电机一般采用旋转磁极式电枢固定不动，磁极转动。这样，目前的教学和我们的实际生产应用产生了脱节。不利于学生全面感知交流电的产生。
发明内容为了克服现行教材讲授交流电时只有旋转电枢式单一发电模型的弊端，也为了更好地丰富实验室交流电演示用器材。本实用新型提供一种教学用旋转磁极式交流发电机， 电枢固定，磁极转动便能产生出交流电，且原理清楚、结构紧凑，便于生产和使用。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是漆包线密绕在铁芯上形成固定线圈，铁芯空间内置一可转动的杆状磁铁，转子磁铁旋转引起交替变化的磁通由铁芯导入线圈之中，使线圈中产生交流电。铁芯由硅铁片叠合而成，上、下转子轴承盖用螺钉与导磁硅铁连为一体，转轴、轴承用铝质材料制作，漆包线圈引线端ab与电流计或示波器相连。本实用新型的有益效果是可填补中学物理教学、物理实验室中只有旋转电枢式而无旋转磁极式交流发电机的空白。在讲授和探究交流电产生原理的教学中，既适合教师课堂教学演示，也适合学生分组实验或学生课外自主学习。使学生更全面地理解交流电产生的原理，拓宽理论与实际相结合的思维空间，引导学生掌握探究物理知识点的有效途径和方法。
图1是本实用新型的结构及电路原理图。图2是本实用新型的结构示意图。图1中，①杆状磁铁，②导磁硅铁，③漆包线圈，④电流计。图2中，①转子转轴，②转子上轴承，③转子磁铁，④导磁硅铁，⑤转子下轴承，⑥绕在“工”字形塑料骨架上并套在硅铁上的漆包线圈。
具体实施方式
在图1中，杆状磁铁①，导磁硅铁②，绕在“工”字形塑料骨架上并套在硅铁上的漆包线圈③，线圈的引出端与电流计相连。在图2所示实施例中，转轴①与转子磁铁③相连，通过上轴承②、下轴承⑤使转子磁铁置于导磁硅铁④内圆空间。转动转轴手柄，转子磁铁在导磁硅铁的内圆空间旋转时，通过导磁硅铁的导磁作用，将引起绕在硅铁上线圈中的磁通量的变化，在线圈中产生出感应电动势和电流。由图1可知当N极在上而S极在下时，此时穿过线圈的磁通量最大，随着磁铁顺时针转动，引起线圈中磁通量的变化，在线圈中产生出电流，电流计中电流的方向为 a-b (设为正)。由电磁感应规律易分析出，磁铁前半个周期的转动引起线圈中的电流流向一个方向，即a —b。随着磁铁的旋转，磁极的位置倒转过来，感应电动势的方向也倒转过来，结果，电流的方向也反过来。磁铁每转一整圈，电流方向就发生二次改变，即转子转动时引起线圈中输出的电流为方向发生周期性变化的交变电流。
权利要求1.一种教学用旋转磁极式交流发电机，漆包线密绕在铁芯上形成固定线圈，铁芯空间内置一可转动的杆状磁铁，转子磁铁旋转引起交替变化的磁通由铁芯导入线圈之中，使线圈中产生交流电。
2.根据权利要求1所述的教学用旋转磁极式交流发电机，其特征是铁芯由硅铁片叠合而成，上、下转子轴承盖用螺钉与导磁硅铁连为一体，转轴、轴承用铝质材料制作，漆包线圈引线端ab与电流计相连。
专利摘要一种采用旋转磁极方式产生交变电流的教学用装置，填补了中学物理教学、物理实验室中只有旋转电枢式而无旋转磁极式交流发电机的空白。该装置用漆包线密绕在铁芯上形成固定线圈，铁芯空间内置一可转动的杆状磁铁，转子磁铁旋转引起交替变化的磁通由铁芯导入线圈之中，使线圈中产生交流电。该装置在讲授和探究交流电产生原理的教学中，既适合教师课堂教学演示，也适合学生分组实验或学生课外自主学习。
文档编号G09B25/02GK202145357SQ20112016609
公开日2012年2月15日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者熊小兰, 黄春如 申请人:熊小兰, 黄春如
技术领域：
本实用新型涉及一种采用旋转磁极方式产生交变电流的教学用装置。适合教师课堂教学演示、学生分组实验或学生课外自主探究学习交流电产生的原理。
背景技术：
目前，公知的教学用交流发电机是利用电磁感应的原理，设计为磁极固定不动，电枢(线圈)在磁极之间转动产生出交流电，电流通过滑环和电刷引出。由电磁感应的原理可知，无论用何种方式，只要使线圈中的磁通量发生变化，线圈中便有感应电动势产生，在回路中形成电流。因而磁极固定、电枢转动和电枢固定、磁极转动都能产生出交变电流。而现行中学实验室和中学教材中在讲授交流电时，给出的却又是清一色的旋转电枢式发电机。 在工业生产中，旋转电枢式和旋转磁极式发电机兼而有之，但大功率的大型发电机由于工作时产生的电压高，输出的电流大，若采用旋转电枢式——用集流环和电刷将电流弓丨出，由于自感的作用，触点间容易产生电弧，导致设备损坏。所以实际工业生产中的大型发电机一般采用旋转磁极式电枢固定不动，磁极转动。这样，目前的教学和我们的实际生产应用产生了脱节。不利于学生全面感知交流电的产生。
发明内容为了克服现行教材讲授交流电时只有旋转电枢式单一发电模型的弊端，也为了更好地丰富实验室交流电演示用器材。本实用新型提供一种教学用旋转磁极式交流发电机， 电枢固定，磁极转动便能产生出交流电，且原理清楚、结构紧凑，便于生产和使用。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是漆包线密绕在铁芯上形成固定线圈，铁芯空间内置一可转动的杆状磁铁，转子磁铁旋转引起交替变化的磁通由铁芯导入线圈之中，使线圈中产生交流电。铁芯由硅铁片叠合而成，上、下转子轴承盖用螺钉与导磁硅铁连为一体，转轴、轴承用铝质材料制作，漆包线圈引线端ab与电流计或示波器相连。本实用新型的有益效果是可填补中学物理教学、物理实验室中只有旋转电枢式而无旋转磁极式交流发电机的空白。在讲授和探究交流电产生原理的教学中，既适合教师课堂教学演示，也适合学生分组实验或学生课外自主学习。使学生更全面地理解交流电产生的原理，拓宽理论与实际相结合的思维空间，引导学生掌握探究物理知识点的有效途径和方法。
图1是本实用新型的结构及电路原理图。图2是本实用新型的结构示意图。图1中，①杆状磁铁，②导磁硅铁，③漆包线圈，④电流计。图2中，①转子转轴，②转子上轴承，③转子磁铁，④导磁硅铁，⑤转子下轴承，⑥绕在“工”字形塑料骨架上并套在硅铁上的漆包线圈。
具体实施方式
在图1中，杆状磁铁①，导磁硅铁②，绕在“工”字形塑料骨架上并套在硅铁上的漆包线圈③，线圈的引出端与电流计相连。在图2所示实施例中，转轴①与转子磁铁③相连，通过上轴承②、下轴承⑤使转子磁铁置于导磁硅铁④内圆空间。转动转轴手柄，转子磁铁在导磁硅铁的内圆空间旋转时，通过导磁硅铁的导磁作用，将引起绕在硅铁上线圈中的磁通量的变化，在线圈中产生出感应电动势和电流。由图1可知当N极在上而S极在下时，此时穿过线圈的磁通量最大，随着磁铁顺时针转动，引起线圈中磁通量的变化，在线圈中产生出电流，电流计中电流的方向为 a-b (设为正)。由电磁感应规律易分析出，磁铁前半个周期的转动引起线圈中的电流流向一个方向，即a —b。随着磁铁的旋转，磁极的位置倒转过来，感应电动势的方向也倒转过来，结果，电流的方向也反过来。磁铁每转一整圈，电流方向就发生二次改变，即转子转动时引起线圈中输出的电流为方向发生周期性变化的交变电流。
权利要求1.一种教学用旋转磁极式交流发电机，漆包线密绕在铁芯上形成固定线圈，铁芯空间内置一可转动的杆状磁铁，转子磁铁旋转引起交替变化的磁通由铁芯导入线圈之中，使线圈中产生交流电。
2.根据权利要求1所述的教学用旋转磁极式交流发电机，其特征是铁芯由硅铁片叠合而成，上、下转子轴承盖用螺钉与导磁硅铁连为一体，转轴、轴承用铝质材料制作，漆包线圈引线端ab与电流计相连。
专利摘要一种采用旋转磁极方式产生交变电流的教学用装置，填补了中学物理教学、物理实验室中只有旋转电枢式而无旋转磁极式交流发电机的空白。该装置用漆包线密绕在铁芯上形成固定线圈，铁芯空间内置一可转动的杆状磁铁，转子磁铁旋转引起交替变化的磁通由铁芯导入线圈之中，使线圈中产生交流电。该装置在讲授和探究交流电产生原理的教学中，既适合教师课堂教学演示，也适合学生分组实验或学生课外自主学习。
文档编号G09B25/02GK202145357SQ20112016609
公开日2012年2月15日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者熊小兰, 黄春如 申请人:熊小兰, 黄春如
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