劉承甲

摘 要：一種磁懸浮演示裝置，包括底板、兩個(gè)上磁鐵、圓棒、在底板的上端面一端設(shè)置豎直的平板，兩個(gè)上磁鐵磁極方向相同且間隔套裝在圓棒的外緣，在圓棒的一端制出旋轉(zhuǎn)部，其特征在于：在平板一側(cè)的底板上端面前端和后端均橫向間隔設(shè)置兩個(gè)線圈，前端的兩個(gè)線圈和后端的兩個(gè)線圈分別通過(guò)一電流調(diào)整模塊連接電源，4個(gè)線圈通電后的磁極方向均相同且與上磁鐵磁極方向相反，所述平板能滑動(dòng)并靠近或遠(yuǎn)離所述線圈。

關(guān)鍵詞：磁懸浮；磁鐵磁極；線圈；電流調(diào)整模塊；電源

中圖分類號(hào)：O441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

本裝置的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供將磁懸浮軸承和磁懸浮陀螺集成在一起且磁懸浮軸承的下磁鐵磁場(chǎng)、磁極均可調(diào)整的一種磁懸浮演示裝置。

1.本裝置采取的技術(shù)方案

一種磁懸浮演示裝置，包括底板、兩個(gè)上磁鐵、圓棒、在底板的上端面一端設(shè)置豎直的平板，兩個(gè)上磁鐵磁極方向相同且間隔套裝在圓棒的外緣，在圓棒的一端制出旋轉(zhuǎn)部，其特征在于：在平板一側(cè)的底板上端面前端和后端均橫向間隔設(shè)置兩個(gè)線圈，前端的兩個(gè)線圈和后端的兩個(gè)線圈分別通過(guò)一電流調(diào)整模塊連接電源，4個(gè)線圈通電后的磁極方向均相同且與上磁鐵磁極方向相反，所述平板能滑動(dòng)并靠近或遠(yuǎn)離所述線圈。而且，在底板上設(shè)置十字水平儀，在底板的前端和后端的側(cè)邊上均分別安裝兩個(gè)調(diào)節(jié)螺栓。而且，平板另一側(cè)的底板端部安裝一豎直的底座，該底座遠(yuǎn)離平板的端面上制出用于嵌裝磁鐵的凹槽，位于中心處的凹槽底面貼合的磁鐵表面的磁極方向與其外側(cè)的凹槽底面貼合的磁鐵表面的磁極方向相反。而且，底座上設(shè)置一十字水平儀，在底座前端和后端的側(cè)邊上均分別安裝有調(diào)節(jié)螺栓。而且，所述平板底面間隔設(shè)置兩個(gè)滑塊，該兩個(gè)滑塊滑動(dòng)安裝在底板相對(duì)位置設(shè)置的導(dǎo)軌上。而且，所述電流調(diào)整模塊包括旋鈕和滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器與所述電源串聯(lián)連接后構(gòu)成支路的兩端連接旋鈕的一組靜觸點(diǎn)，橫向設(shè)置的兩個(gè)線圈串聯(lián)連接后構(gòu)成支路的兩端連接旋鈕的另一組靜觸點(diǎn)，旋鈕的動(dòng)觸點(diǎn)的一個(gè)檔位為連通兩組靜觸點(diǎn)，旋鈕的動(dòng)觸點(diǎn)的另一個(gè)檔位為反向連通兩組靜觸點(diǎn)。

2.本裝置的優(yōu)點(diǎn)和積極效果

本裝置中，將現(xiàn)有的下磁鐵用線圈構(gòu)成的電磁鐵取代，而且橫向的兩個(gè)線圈相互串聯(lián)后通過(guò)電流調(diào)整模塊連接電源，平板為有機(jī)玻璃制成，表面光滑并具有極低的摩擦系數(shù)。使用時(shí)，將底板放置在平臺(tái)上，通過(guò)調(diào)整螺栓的轉(zhuǎn)動(dòng)使十字水平儀的氣泡位于十字正中間，然后閉合總開(kāi)關(guān)，并將滑動(dòng)變阻器調(diào)整到合適的阻值處，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕的動(dòng)觸點(diǎn)，使前端兩個(gè)線圈和后端兩個(gè)線圈的磁極方向相同，將圓棒自上方輕輕放下，在某一位置，圓棒連同其上的上磁鐵處于懸浮狀態(tài)，調(diào)整平板的位置，推動(dòng)圓棒軸向運(yùn)動(dòng)，然后將平板復(fù)位，觀察圓棒的運(yùn)動(dòng)，另外，還可以通過(guò)旋鈕的動(dòng)觸點(diǎn)改變其中一組橫向的兩個(gè)線圈的磁極方向，觀察圓棒能否懸浮，或者調(diào)小其中一組橫向的兩個(gè)線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度，觀察圓棒能否懸浮，再者斷開(kāi)電源后，在底座的凹槽內(nèi)嵌入磁鐵，再將底板朝上使底座放置在平臺(tái)上，此時(shí)可進(jìn)行磁懸浮陀螺的演示，非常的方便。

附圖說(shuō)明：

3.具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本裝置進(jìn)一步說(shuō)明，下述實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本裝置的保護(hù)范圍。

一種磁懸浮演示裝置，如圖1、圖2所示，包括底板12、兩個(gè)上磁鐵7、圓棒9、在底板的上端面一端設(shè)置豎直的平板4，兩個(gè)上磁鐵磁極方向相同且間隔套裝在圓棒的外緣，在圓棒的一端制出旋轉(zhuǎn)部6，本裝置的創(chuàng)新在于：在平板一側(cè)的底板上端面前端和后端均橫向間隔設(shè)置兩個(gè)線圈8，前端的兩個(gè)線圈和后端的兩個(gè)線圈的接線端子15分別通過(guò)線纜16和電流調(diào)整模塊21連接電源18，4個(gè)線圈通電后的磁極方向均相同且與上磁鐵磁極方向相反，所述平板能滑動(dòng)并靠近或遠(yuǎn)離所述線圈。

本實(shí)施例中，在底板上設(shè)置十字水平儀5，在底板的前端和后端的側(cè)邊的基座2上均分別安裝兩個(gè)調(diào)節(jié)螺栓1。平板另一側(cè)的底板端部安裝一豎直的底座3，該底座遠(yuǎn)離平板的端面上制出用于嵌裝磁鐵的凹槽，如圖3所示，外側(cè)共有四個(gè)弧形凹槽13，中心處為一個(gè)圓形凹槽14，弧形凹槽內(nèi)嵌裝的磁鐵的磁極方向與圓形凹槽嵌裝的磁鐵的磁極方向相反。底座上設(shè)置一十字水平儀5，在底座前端和后端的側(cè)邊的基座2上均分別安裝調(diào)節(jié)螺栓1。所述平板底面間隔設(shè)置兩個(gè)滑塊10，該兩個(gè)滑塊滑動(dòng)安裝在底板相對(duì)位置設(shè)置的導(dǎo)軌11上，滑塊可以是外套式的設(shè)置在圓柱的導(dǎo)軌上，也可以使用傳統(tǒng)的滑塊和導(dǎo)軌嵌裝關(guān)系的結(jié)構(gòu)。所述電流調(diào)整模塊包括旋鈕17和滑動(dòng)變阻器20，滑動(dòng)變阻器與所述電源串聯(lián)連接后構(gòu)成支路的兩端連接旋鈕的一組靜觸點(diǎn)，橫向設(shè)置的兩個(gè)線圈串聯(lián)連接后構(gòu)成支路的兩端連接旋鈕的另一組靜觸點(diǎn)，旋鈕的動(dòng)觸點(diǎn)的一個(gè)檔位為連通兩組靜觸點(diǎn)，旋鈕的動(dòng)觸點(diǎn)的另一個(gè)檔位為反向連通兩組靜觸點(diǎn)，上述一個(gè)檔位和另一個(gè)檔位不同的作用是使線圈中的電流反向，從而使磁極方向發(fā)生變化。

4.本裝置使用時(shí)

將底板放置在平臺(tái)上，通過(guò)調(diào)整螺栓的轉(zhuǎn)動(dòng)使十字水平儀的氣泡位于十字正中間，然后閉合總開(kāi)關(guān)19，并將滑動(dòng)變阻器調(diào)整到合適的阻值處，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕的動(dòng)觸點(diǎn)，使前端兩個(gè)線圈和后端兩個(gè)線圈的磁極方向相同，將圓棒自上方輕輕放下，在某一位置，圓棒連同其上的上磁鐵處于懸浮狀態(tài)；

調(diào)整平板的位置，推動(dòng)圓棒軸向運(yùn)動(dòng)，然后將平板復(fù)位，觀察圓棒的運(yùn)動(dòng)；

通過(guò)旋鈕的動(dòng)觸點(diǎn)改變其中一組橫向的兩個(gè)線圈的磁極方向，觀察圓棒能否懸??；

調(diào)小其中一組橫向的兩個(gè)線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度，觀察圓棒能否懸?。?/p>

斷開(kāi)電源后，在底座的凹槽內(nèi)嵌入磁鐵，再將底板朝上使底座放置在平臺(tái)上，此時(shí)可進(jìn)行磁懸浮陀螺的演示；

本裝置中，將現(xiàn)有的下磁鐵用線圈構(gòu)成的電磁鐵取代，而且橫向的兩個(gè)線圈相互串聯(lián)后通過(guò)電流調(diào)整模塊連接電源，平板為有機(jī)玻璃制成，表面光滑并具有極低的摩擦系數(shù)。使用時(shí)，可進(jìn)行多種磁懸浮演示，而且可以讓學(xué)生直觀的觀察磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁極方向?qū)A棒懸浮的影響，使用時(shí)非常方便。

參考文獻(xiàn)

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