Учебный прибор

 

Класс 42п, 11ез № 117950

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИг1, К ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И. 3. Райцын

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР

Заявлено 28 июля 1958 г. за № 605009/24 в Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Основное авт. св. № 112062 от 14 июня 1957 г. на имя того же лица

В авт. св. № 112062 описан учебный прибор для демонстрации явлений трансформации электрического тока, выполненный в виде модели однофазного трансформатора с включенной в сеть первичной обмоткой и вторичной обмоткой, состоящей из двух катушек, вращающихся от ручного привода в разные стороны и служащих для постепенного наматывания образующего их гибкого провода, закрепленного своими концами на контактных кольцах.

Предлагается видоизменить этот прибор, чтобы использовать его для демонстрации зависимости величины магнитного поля соленоида от ампер-витков его обмотки. С этой целью вращающиеся от ручного привода катушки наложены на полый каркас, в который входит подвижный в осевом направлении ферромагнитный сердечник.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый прибор; на фиг. 2 — приставка к нему; на фиг. 3 — положение его на столе.

Обмотка соленоида, состоящая из двух катушек 1 (фиг. 1), наложена на полый каркас 2, снабженный контактными кольцами 8. К каждому из этих колец прикреплен один конец образующего катушку 1 гибкого провода 4. Вторые концы этих проводов охватывают каркас 5 и прикреплены к насаженным на него контактным кольцам б.

Для того, чтобы процесс намотки или размотки провода 4 был хорошо виден также с дальних мест аудитории, каркас 2 укреплен на более высоких опорах 7 по сравнению с опорами 8 каркаса 5 (фиг. 3). Кроме того, равные отрезки провода 4 окрашены в разные цвета.

К контактным кольцам 8 прижаты щетки 9, соединенные через ползунковый реостат 10, амперметр 11 и переключатель 12 с зажимами А и Б.

При помощи этих зажимов прибор присоединяется к аккумулятору или другому источнику постоянного тока низкого напряжения. К контактным кольцам б прижаты щетки 13, замыкающиеся между собой при помощи перемычки 14. № 117950

Каркасы 2 и 5, выполненные из электроизоляционного материала, вращаются на неподвижных трубчатых осях 15 и 1б.

Каркас 2 соединен гибкой передачей с ручным приводом 17 — 18, Так как правая и левая половины каркаса 2 вращаются в разные стороны. то в катушках 1, намотанных на эти каркасы, направление тока одинаково.

Вращением каркаса 2 с катушками 1 соленоида достигается возможность наглядного плавного изменения числа витков путем намотки или размотки провода 4 без разрыва цепи тока.

Каркас 5 приводится во вращение рукояткой 19.

Направляющие ролики 20 служат для полного сближения двух ветвей провода 4 при намотке его на каркас 5.

Прибор монтируется на горизонтальной доске 21 (фиг. 2), к которой прикреплена вертикальная панель с амперметром и простейшим счетчиком оборотов, связанным механически с каркасом 2.

Съемной частью прибора является приставка 22, на вертикальной панели 28 которой монтирована горизонтальная направляющая втулка 24.

Внутри втулки перемещается стержень 25, к которому прикреплен ферромагнитный сердечник 2б.

Стержень 25 подвижно соединен со стрелкой 27.

Шкала 28 проградуирована в единицах магнитного потока, пропорциональных ампер-виткам соленоида. Кроме того, может быть нанесена и вторая шкала 29 в виде чисел ампер-витков, выражающих намагничивающую силу обмотки.

Для демонстрации пропорциональной зависимости величины магнитного потока соленоида от числа его витков при постоянном значении тока в цепи соленоида прибор помещается на демонстрационном столе, а приставка 22 устанавливается на доске 21 так, чтобы сердечник 2б вошел в правый конец трубчатой оси 15, а основание 80 приставки упиралось в упорную планку 81. После этого приставка прижимается к доске прибора болтами 82. Зажимы А и Б присоединяются к источнику тока.

Провод 4 полностью перематывается на каркас 5 (счетчик оборотов при этом показывает нулевое число витков на каркасе 2 соленоида).

Ползунок реостата 10 устанавливается на минимальное сопротивление и переключателем 12 замыкается цепь тока. Амперметр 11 показывает максимальную величину тока, а стрелка 27 приставки 22 продолжает стоять на нулевой отметке шкалы, так как на каркасе 2 обмотки нет.

При помощи рукоятки 17 каркас 2 приводится во вращение и провод 4 образует на нем обмотку соленоида. Счетчик оборотов показывает число намотанных витков.

В процессе этой намотки сердечник 2б втягивается в соленоид и стрелка 27 начинает передвигаться по шкале. Так как с изменением числа витков соленоида, при постоянном значении тока, протекающего по этим виткам, магнитный поток соленоида изменяется, то в течение всего времени намотки или размотки провода 4 можно наблюдать по шкале

28 увеличение или уменьшение магнитного потока соленоида.

Числовое значение, прочитанное по первой шкале, пропорционально .произведению ампер на число витков по данным амперметра и счетчика оборотов.

Для демонстрации пропорциональной зависимости величины магнитного потока соленоида от величины тока в его цепи при постоянном числе витков величина тока регулируется реостатом 10.

Происходящее при этом изменение магнитного потока соленоида .влияет на степень втягивания сердечника 2б, а следовательно, и на положение стрелки 27. Числовое значение, прочитанное по первой шкале, так№ 117950

Предмет изобретения

Видоизменение учебного прибора по авт. св. № 112062, отл ич а ющ ее с я тем, что, с целью использования его для демонстрации зависимости величины магнитного поля соленоида от ампер-витков его обмотки, вращающиеся от ручного привода катушки наложены на полый каркас, в который входит подвижный в осевом направлении ферромагнитный сердечник.

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Л. А. Блатова Гр. 175

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 и. л. Зак. 1660

Поди. к печ. 30.Ш-59 r, Тираж 785 Цена 50 коп, Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14. же пропорционально произведению ампер на число витков по данным амперметра и счетчика оборотов, Для демонстрации магнитного поля соленоида с прибора снимают приставку 22 и помещают магнитную стрелку N S по осевой линии ab на некотором расстоянии против торца каркаса 2. При этом магнитная стрелка нормально ориентируется по направлению магнитного меридиана земли, принимая, например, положение 1.

Провод 4 перематывается на каркас 2, образуя витки соленоида.

После замыкания переключателем 12 цепи тока наблюдают, как магнитное поле соленоида заставляет отклониться магнитную стрелку и занять, например, положение II.

Для демонстрации влияния направления тока в витках соленоида на его полярность переключатель 12 переводится на другую позицию.

Регулируя с помощью реостата 10 величину тока в цепи соленоида, наблюдают за изменением магнитного поля соленоида по эффекту ориентирования магнитной стрелки. Для этого передвигают магнитную стрелку вдоль осевой линии ab и определяют расстояние стрелки до полюса соленоида.

Для демонстрации нейтрализации магнитного поля тока в бифилярной обмотке переставляют магнитную стрелку по линии cd против торца каркаса 5. При этом магнитная стрелка нормально ориентируется по направлению магнитного меридиана (положение III).

Провод 4 перематывается на каркас 5 и переключателем 12 замыкается цепь тока, величину которого показывает амперметр 11.

Вследствие того, что в каждой паре расположенных рядом витков, намотанных на каркас 5, проходит один и тот же ток, но в противоположных направлениях, магнитные поля вокруг них почти полностью ней трализуются. Поэтому магнитное поле бифилярной обмотки не оказывает влияния на магнитную стрелку.

Переводя переключатель 12 в другое положение, показывают, что магнитные свойства бифилярной обмотки при этом не изменяются.