CN103927916A - 电动机演示模型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动机演示模型，包括底座、转子、转子支架、磁铁和磁铁支座，底座上固定有四个呈四边形布置的导杆支座和两个手柄座，两个手柄座对称布置，导杆支座上固定有两个相互平行的导杆，两导杆共同承担两个磁铁底座，两磁铁底座对称布置，两磁铁底座可沿导杆滑动，两磁铁支座上各固定一个磁铁，两磁铁磁极相对，两磁铁的相背面上各铰接一个刚性连杆，刚性连杆与手柄铰接，手柄铰接在手柄座上；转子位于两磁铁之间，转子内固定有轴，轴铰接在转子支架上，转子支架固定在底座上。本发明的电动机演示模型结构简单，不仅可以演示电流对通电导体受力的影响，还可以演示磁场强度对通电导体受力大小的影响，更具直观性和操作性。

Description

电动机演示模型

技术领域

本发明涉及一种教学模型，具体是一种用来演示电动机原理的电动机演示模型。

技术背景

电动机是把电能转换为机械能的设备，是利用通电导体在磁场中受力的作用原理，通电线圈两个端线同时有相反方向的电流，使整个线圈产生绕轴的扭力，使线圈转动。

直流电动机由于其使用范围的普遍性，也成为了中学物理教学方面重点内容。但目前市面上的电动机的演示模型，磁场方向和强度都是固定的，只能用来演示磁场强度固定的情况下的电动情况，不能用来演示磁场强度变化对通电导体所受安培力的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种电动机演示模型，该模型不仅可以演示电流对通电导体受力的影响，还可以演示磁场强度对通电导体受力的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动机演示模型，包括底座、转子、转子支架、磁铁和磁铁支座，所述底座上固定有四个导杆支座和两个手柄座，四个导杆支座呈四边形布置，两个手柄座对称布置，导杆支座上固定有两个导杆，两导杆相互平行，两导杆共同承担两个磁铁底座，两磁铁底座对称布置，两磁铁底座可沿导杆滑动，两磁铁支座上各固定一个磁铁，两磁铁磁极相对，两磁铁的相背面上各铰接一个刚性连杆，刚性连杆与手柄铰接，手柄铰接在手柄座上；

转子位于两磁铁之间，转子内固定有轴，轴铰接在转子支架上，轴上还固定有扇叶，扇叶位于转子支架外侧，转子支架固定在底座上。

所述转子为市售产品，转子内含通电线圈，通电线圈两端连接两个电刷，电刷接外电源。 

本发明的工作原理是：通过向上抬起手柄，手柄推动两磁铁沿导杆相向滑动，两磁铁间距离缩小，产生一定强度的磁场，在转子（通电线圈）内通电，根据安培定理，通电线圈在磁场中产生安培力，带动轴一起旋转，通过扇叶的旋转可以观察到这一现象。

移动磁铁到另一距离，在线圈中通入相同电流，观察扇叶的旋转速度发生的变化，根据公式F=BILsinθ（其中F为安培力，B为磁场强度、I为电流大小、L为线圈长度、θ为磁场与线圈的夹角），验证安培力大小与磁场强度呈正比。

本发明的电动机演示模型结构简单，不仅可以演示电流对通电导体受力的影响，还可以演示磁场强度对通电导体受力大小的影响，更具直观性和操作性。

附图说明

图1为本发明电动机演示模型的磁铁分开时的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明电动机演示模型的磁铁合并时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

电动机演示模型，包括底座9、转子2、转子支架3、第一磁铁1a、第二磁铁1b和第一磁铁支座11a和第二磁铁支座11b，所述底座9上固定有倒T形的第一导杆支座8a、第二导杆支座8b、第三导杆支座8c、第四导杆支座8d、第一手柄座12a和第二手柄座12b，第一导杆支座8a、第二导杆支座8b、第三导杆支座8c和第四导杆支座8d呈四边形布置，第一手柄座12a位于第一导杆支座8a和第二导杆支座8b之间，第二手柄座12b位于第三导杆支座8c和第四导杆支座8d之间，第一导杆支座8a和第三导杆支座8c之间固定有第一导杆10a，第二导杆支座8b和第四导杆支座8d之间固定有第二导杆10b，第一导杆10a与第二导杆10b相互平行，第一导杆10a和第二导杆10b共同承载两个可沿第一导杆10a和第二导杆10b滑动的磁铁支座11a、11b，磁铁支座11a和磁铁支座11b相互对称，磁铁支座11a上固定有第一磁铁1a，磁铁支座11b上固定有第二磁铁1b，第一磁铁1a与第二磁铁1b磁极相对；第一手柄座12a上铰接一个第一手柄7a，第一手柄7a与第一刚性连杆6a铰接，第一刚性连杆6a与第一磁铁1a铰接；第二手柄座12b上铰接一个第二手柄7b，第二手柄7b与第二刚性连杆6b铰接，第二刚性连杆6b与第二磁铁1b铰接；第一磁铁1a与第二磁铁1b之间有转子2，转子2为市售产品，转子2内置线圈，线圈两端连接两个电刷，电刷与外电源连接。转子2中间固定有轴5，轴5两端铰接在转子支架3上，转子支架3固定在底座9上，轴5一端还固定有扇叶4，扇叶4位于转子支架3外侧。

演示时，转子2内的线圈通电，抬起或压下第一手柄7a和第二手柄7b，第一手柄7a和第二手柄7b带动第一磁铁1a和第二磁铁1b靠近或远离，转子2受到安培力的作用带动轴5转动，观察扇叶4的旋转情况，从而看出扇叶4随磁场强度变化的旋转速度。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明的技术方案进行若干变形或者等同替换，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.电动机演示模型，包括底座、转子、转子支架、磁铁和磁铁支座，其特征在于：所述底座上固定有四个导杆支座和两个手柄座，四个导杆支座呈四边形布置，两个手柄座对称布置，导杆支座上固定有两个导杆，两导杆相互平行，两导杆共同承担两个磁铁底座，两磁铁底座对称布置，两磁铁底座可沿导杆滑动，两磁铁支座上各固定一个磁铁，两磁铁磁极相对，两磁铁的相背面上各铰接一个刚性连杆，刚性连杆与手柄铰接，手柄铰接在手柄座上；转子位于两磁铁之间，转子内固定有轴，轴铰接在转子支架上，转子支架固定在底座上。

2.如权利要求1所述的电动机演示模型，其特征在于：所述轴上还固定有扇叶，扇叶位于转子支架外侧。