Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции



Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции
Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции
Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции

 


Владельцы патента RU 2500038:

Поваляев Олег Александрович (RU)

Изобретение относится к учебным приборам по физике. Учебный прибор имеет штатив, немаркированный магнит, компас, подставку для магнитов, вольтметр, амперметр, миллиамперметр, источник питания учебный ВУ-4. Концы соединительных проводов снабжены штекерами. Ползун выполнен в виде стержня, изготовленного из немагнитного материала. На одном конце стержня закреплен набор магнитов, а на другом - ограничительная шайба. Направляющая для ползуна выполнена в виде немагнитопроводящей полиэтиленовой прозрачной трубки с ограничителями. Маятник выполнен в виде катушки-мотка. Намоточный провод снабжен маркером направления намотки. Концы намоточного провода соединены с удлинительными проводами, свободные концы которых снабжены штекерами. Удлинительные провода проходят внутри трубчатого стержня, выполненного из немагнитного материала, один конец которого соединен с катушкой, а свободный конец снабжен подвесным отверстием. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к учебным приборам, при проведении фронтальных лабораторных работ по разделу магнетизма и проверке экспериментальных умений учащихся по курсу общей физики для общеобразовательных школ и учебных заведений, а именно к средствам проверки экспериментальных умений по разделу магнетизм.

Известно техническое решение по патенту РФ на полезную модель №8146, кл. G09B 23/18,1997 г., которое состоит из неподвижных имитаторов магнитов и исследуемый объект и используя правило левой руки, располагаемой в соответствии с рекомендациями в патенте, определяют направление индукционного тока в исследуемом объекте. Данный прибор очень ограничен в проведении опытов, т.е. фактически позволяет провести только один эксперимент.

Известно техническое решение по патенту РФ №2058049 кл. G09B 23/18, 1992 г. «Прибор для демонстрации электромагнитной индукции». Прибор содержит вращающуюся обмотку с сердечником в магнитном поле, постоянном или переменном. Данный прибор позволяет демонстрировать только возникновение индукции в контуре, установить взаимосвязь между частотой вращения обмотки и частотой индукции и связать величину и направление ЭДС со скоростью изменения магнитного потока через контур.

Наиболее близким техническим решением является «Учебный прибор - маятник для демонстрации законов электромагнитной индукции» по заявке РФ №94025621, кл. G09B 23/18, опубликованной 10.05.1996 г. Данное техническое решение содержит электромагнит, между полюсами которого перемещается маятник, т.е. совершает колебательное движение, при этом возникают торможение маятника за счет взаимодействия магнитных вихревых токов и магнитного поля магнита. Число колебаний маятника в данном техническом решении можно менять с помощью установки дополнительных пластин по обе стороны маятника между полюсами магнита.

Однако данное техническое решение не позволяет демонстрировать комплекс опытов по электромагнитной индукции.

Задачей настоящего изобретения является создание универсального учебного прибора позволяющего расширить количество демонстрируемых экспериментов для исследования постоянных магнитов, магнитного действия электрического тока, и явления электромагнитной индукции, а также изучение взаимодействие катушки с током и постоянным магнитом.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании изобретения - это обеспечение чистоты проведения опытов, повышение наглядности проведения опытов, а, следовательно, повышение качества обучения учащихся.

Для решения поставленной задачи предлагается учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции включающий маятник и магнит, характеризуется тем, что он дополнительно снабжен штативом, немаркированным магнитом, компасом, подставкой для магнитов, вольтметром, амперметром, миллиамперметром, источником питания учебным ВУ-4, соединительными проводами, концы которых снабжены штекерами, ключом, ползуном, выполненным в виде стержня, изготовленного из немагнитного материала, на одном конце которого закреплен набор магнитов, а на другом ограничительная шайба и направляющей для ползуна, выполненной в виде немагнитопроводящей полиэтиленовой прозрачной трубки с ограничителями, причем маятник выполнен в виде катушки-мотка, а намоточный провод снабжен маркером направления намотки, концы намоточного провода соединены с удлиняющими проводами, свободные концы которых снабжены штекерами, а сами удлиняющие провода проходят внутри трубчатого стержня, при этом свободные концы удлиняющих проводов со штекерами выходят из стержня, выполненного из немагнитного материала, один конец которого соединен с катушкой, а свободный конец снабжен подвесным отверстием. Подставка для магнита выполнена в виде [- образной скобы, на верхней горизонтальной полке которой закреплен магнит. Продольная ось подвесного отверстия стержня перпендикулярна продольной оси катушки - мотка.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции, фиг.2 - исследование зависимости величины индукционного тока, на фиг.3 - изображена катушка - моток.

Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции включает школьный штатив 1, состоящий из основания 2, стержня 3, муфты 4, держателя 5 с клипсой 6, маятник 7, источник питания 8 учебный ВУ-4, амперметр 9, ключ 10. Маятник 7 выполнен в виде катушки-мотка 11, а намоточный провод 12 снабжен маркером 13 направления намотки. Концы намоточного провода соединены с удлиняющими проводами 14, пропущенными внутри трубчатого стержня 15, свободные концы удлиняющих проводов 14, выходящие из стержня 15 в зоне его свободного конца, снабжены штекерами 16. Трубчатый стержень 15 выполнен из немагнитного материала, один его конец соединен с катушкой-мотком 11, а свободный конец стержня снабжен подвесным отверстием 17, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси катушки-мотка 11. Устройство снабжено ползуном, выполненным в виде стержня 18 изготовленного из немагнитного материала, на одном конце которого закреплен набор магнитов 19, а на другом ограничительная шайба 20, и направляющей 21 для ползуна, выполненной в виде немагнитопроводящей прозрачной трубки с ограничителем 22 для ползуна.

Учебный прибор работает следующим образом. Маятник 7 подвешивается на штативе 1 за подвесное отверстие 17 на конце стержня 15, а к катушке-мотку 11 подводится магнит 23 закрепленный на верхней горизонтальной полке подставке 24 для магнитов, которая выполнена в виде Q-образной скобы. Посредством соединительных проводов 25 собирается электросхема как показано на фиг.1, при замыкания ключа 10 в катушке-мотке 11 проходит ток, который создает магнитное поле. Посредством компаса 26 определяем направление тока в проводах 25, а соответственно и в намоточном проводе 12 катушки-мотка 11. Наблюдаем за взаимодействием катушки-мотка 11 и магнита 23, а при изменении полярности, т.е. направления тока, изменяется направление магнитных линий катушки мотка с током, а, следовательно, изменяется и характер взаимодействие магнита и катушки-мотка. Таким способом можно определять направление вектора индукции электромагнитного поля, полярность немаркированного магнита. В одном случае катушка-моток притягивается к северному полюсу магнита, а в другом - она отталкивается от него, следовательно, можно сделать вывод, что направление магнитных линий катушки с током зависит от направления тока в катушке.

При исследовании изменения величины индукционного тока используют учебный прибор, выполненный по варианту, представленному на фиг.2, где направляющая 21 ползуна закреплена в клипсе 6 держателя 5 на штативе 1, а катушка-моток 11 одета на направляющую 21, и закреплена ограничителем 27. Ограничитель 22 может быть выполнен например в виде спицы, пронизывающей направляющую 21,в нижней ее части и удерживает ползун на излете от выпадания из направляющей 21. При проведении данного опыта используют миллиамперметр 28 и определяют как влияют на величину индукционного тока такие критерии: скорость движения магнитов в катушке-мотке, например путем изменения наклона направляющей для ползуна, использование магнитов различной силы (двух или более), либо различное соединение магнитов - одноименными или разноименными полюсами

Данный учебный прибор позволяет выявить зависимость направления тока в катушке-мотке от координации движения полюсов магнита, скорости движения магнита в катушке-мотке, прибор позволяет установить, как скорость движения магнита влияет на величину индукционного тока, которая меняется и при использовании магнитов разной силы.

Данный учебный прибор позволяет наблюдать все явления электромагнитной индукции и опыт Эрстеда. Данный прибор изготовлен и нашел широкое применение при школьном обучении.

1. Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции, включающий маятник и магнит, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен штативом, немаркированным магнитом, компасом, подставкой для магнитов, вольтметром, амперметром, миллиамперметром, источником питания учебным ВУ-4, соединительными проводами, концы которых снабжены штекерами, ключом, ползуном, выполненным в виде стержня, изготовленного из немагнитного материала, на одном конце которого закреплен набор магнитов, а на другом ограничительная шайба и направляющая для ползуна, выполненной в виде немагнитопроводящей полиэтиленовой прозрачной трубки с ограничителями, причем маятник выполнен в виде катушки-мотка, а намоточный провод снабжен маркером направления намотки, концы намоточного провода соединены с удлинительными проводами, свободные концы которых снабжены штекерами, а сами удлинительные провода проходит внутри трубчатого стержня, выполненного из немагнитного материала, один конец которого соединен с катушкой, а свободный конец снабжен подвесным отверстием.

2. Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции по п.1, отличающийся тем, что подставка для магнитов выполнена в виде [-образной скобы, на верхней горизонтальной полке которой закреплен магнит.

3. Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции по п.1, отличающийся тем, что продольная ось подвесного отверстия стержня перпендикулярна продольной оси катушки-мотка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лабораторным приборам по разделу физики "Магнетизм". Сердечник выполнен составным из двух автономных элементов, каждый из которых выполнен в виде металлической пластины с закрепленным на ней вертикальным стержнем.

Изобретение относится к комплекту оборудования по курсу физики «Электромагнитные явления». Устройство содержит корпус, съемную крышку, маркированный и немаркированный магнит, компас, установочный столик, источник питания, набор соединительных проводов, прямоугольные платы, на каждой из которых закреплены либо выключатель, либо лампочка, либо постоянный резистор, либо переменный резистор, либо катушка, либо проволочные резисторы на каркасе, штатив.

Изобретение относится к области электронных обучающих устройств. Стенд для изучения гибридных электронных устройств содержит: блок логических элементов, блок триггеров, счетчик, дешифратор двоичного кода в позиционный, регистр, аналого-цифровой преобразователь, первый блок индикации, второй блок индикации, блок ввода-вывода, блок компараторов, блок переключателей, аналоговый сумматор, набор диодов, набор резисторов, набор конденсаторов, блок управления, регулятор напряжения, генератор.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме в высших и средних специальных учебных заведениях по курсу физики для изучения и углубления знаний физических законов и явлений.

Изобретение относится к области обучающихся устройств, а именно к техническим средствам для изучения основ функционирования электрических машин и электроприводов.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения. .

Изобретение относится к способу демонстрации явления униполярной индукции. .

Изобретение относится к демонстрационному оборудованию и предназначено для демонстрации физических свойств магнитных жидкостей - магнитных и жидкостных - в общеобразовательных, учебных и выставочных целях.

Изобретение относится к демонстрационно-исследовательскому оборудованию и предназначено для демонстрации и исследования физических свойств магнитных жидкостей в общеобразовательных, учебных, выставочных целях и научных.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Лист электропроводящей бумаги уложен на планшет. Через отверстие в планшете проходит длинный соленоид. Одно из лекал, входящих в набор лекал, через его отверстие насажено на длинный соленоид и уложено на лист электропроводящей бумаги и зафиксировано фиксатором его положения. Общий контакт переключателя на два положения соединен с первым вводом вольтметра с большим входным сопротивлением. Неподвижный контакт закреплен на листе электропроводящей бумаги и соединен со вторым вводом вольтметра с большим входным сопротивлением. Зонд соединен с первым контактом переключателя. Витки индикаторной катушки охватывают длинный соленоид под планшетом. Первый вывод катушки соединен со вторым вводом вольтметра с большим входным сопротивлением, а второй вывод - со вторым контактом переключателя на два положения. Техническим результатом изобретения является моделирование циркуляции вектора вихревого электрического поля в разнообразных замкнутых контурах. 7 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений. Установка содержит зонд, потенциометр, соединенный двумя концевыми контактами с источником постоянного тока. Два электрода круглого сечения плотно прижаты винтами к планшету с листом электропроводящей бумаги. Первый электрод соединен с движком потенциометра, а второй электрод - с одним из концевых контактов потенциометра. Первый ввод вольтметра с большим входным сопротивлением соединен со вторым электродом, а второй ввод - с зондом. Криволинейные кольца выполнены из диэлектрика и имеют разметку на их наружном и внутреннем контурах. Используемое из набора кольцо уложено на планшете с листом электропроводящей бумаги и прижато фиксатором положения. Прямоугольная система координат планшета направлена вдоль сторон планшета. Документальный лист имеет прямоугольную систему координат, которая аналогична прямоугольной системе координат планшета. Прямоугольный треугольник выполнен из диэлектрика и служит для переноса координат зонда с листа электропроводящей бумаги на документальный лист. Техническим результатом является упрощение конструкции и расширение области исследований. 6 ил.

Изобретение относится к области исследования электростатических полей в различных средах и условиях, преимущественно в области жидких углеводородных горючих в условиях их естественной конвекции. Устанавливают отдающий и принимающий электроды. Между электродами фиксировано устанавливают на одинаковые или различные расстояния между собой не менее трех параллельных металлических сеток с ячейками 1-3 мм. Нагревают сетки до температуры более 100°C. Подачу фиксированного высоковольтного электростатического напряжения на отдающий электрод осуществляют в постоянном режиме одновременно с нагревом металлических сеток в течение 5-10 минут. В объеме с жидким углеводородным горючим устанавливают и поддерживают или докритическое, или критическое, или сверхкритическое давление. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения конфигурации распространения силовых линий электростатических полей в объеме жидкого углеводородного горючего или их смесей в условиях естественной конвекции при докритических, критических и сверхкритических параметрах давления и температуры. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по физике. На противоположных сторонах прямоугольного листа электропроводящей бумаги (ЭПБ) установлены два электрода прямоугольной формы. Первый электрод соединен с движком потенциометра, а второй - с одним из концевых контактов потенциометра. Первый ввод вольтметра соединен со вторым электродом, а второй ввод - с верхним концом зонда. На правой стороне прямоугольного планшета параллельно неподвижной линейке установлен направляющий шток, а на нем установлен подвижный движок. Один конец подвижной линейки жестко закреплен на движке, а второй лежит на неподвижной линейке. По подвижной линейке перемещается ползунок, который снабжен вертикальным отверстием для нижнего конца зонда и риской для отсчета положения зонда на подвижной линейке. Перпендикулярно подвижной линейке на ползунке закреплена рейка, а другой ее конец содержит вертикальное отверстие и закреплен на подвижной опоре. В вертикальном отверстии на рейке перпендикулярно документальному листу бумаги подвижно установлен и подпружинен фломастер. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции. 8 ил.

Изобретение относится к учебным приборам по физике. Малые листы электропроводящей бумаги создают сопротивления R/2, R, 2R и уложены на планшете. Пары электродов прямоугольного сечения для каждого малого листа электропроводящей бумаги установлены на противоположных сторонах этих листов. Криволинейный четырехугольный лист электропроводящей бумаги образован пересечением двух концентрических окружностей и двух радиальных прямых и уложен на планшете. Первый ввод вольтметра с большим входным сопротивлением соединен со вторым вводом амперметра, в второй его ввод - с зондом. Общий контакт переключателя соединен со вторым вводом амперметра, а другие контакты его соединены с первыми электродами соответственно большого, малого и криволинейного четырехугольного листов электропроводящей бумаги. Вторые электроды всех названных листов электропроводящей бумаги соединены с одним из концевых контактов потенциометра. Круговое кольцо изготовлено из диэлектрика с нанесенной разметкой на внутреннем и наружном контурах, насажено на один из электродов круглого сечения и уложено на большом листе электропроводящей бумаги. Полоски, изготовленные из диэлектрика с нанесенной разметкой с обеих сторон, уложены симметрично между электродами на всех листах электропроводящей бумаги. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерений. 12 ил.

Изобретение относится к области образования и наглядных учебных пособий, в частности к наглядным пособиям для демонстрации принципа работы одиночного стержневого молниеотвода. Модель защищаемого объекта выполнена трехмерной. Модель зоны защиты выполнена в виде полого тонкостенного конуса с вертикальной осью, вдоль которой расположен телескопический стержень, выходящий за пределы конуса. При этом угол при вершине конуса между его осью и боковой поверхностью равен 41-55°. Техническим результатом изобретения является обеспечение демонстрации принципа определения высоты одиночного стержневого молниеотвода. 1 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений. Прямоугольный лист электропроводящей бумаги (ЭПБ) с вырезом по форме съемного проводника уложен на прямоугольном планшете. На противоположных сторонах прямоугольного листа ЭПБ установлены параллельно проводящие шины. Ползунок подвижной линейки снабжен вертикальным отверстием для установки зонда и риской для отсчета положения зонда на подвижной линейке. Зонд вставлен в вертикальное отверстие и касается нижним концом прямоугольного листа ЭПБ. На ползунке перпендикулярно подвижной линейке одним концом закреплена рейка. На съемный проводник насажено съемное кольцо из диэлектрика с разметкой и уложено на прямоугольном листе ЭПБ. Выводы многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) соединены с вводами персонального компьютера, а вторые вводы каждого канала его соединены с минусовой клеммой источника постоянного тока. Потенциометры и зонд соединены с каналами АЦП. Техническим результатом изобретения является автоматизация выполнения лабораторной работы и ускорение процесса исследования. 6 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. На противоположных сторонах подвижной муфты первыми концами шарнирно соединены две тяги. Концы двух подвижных стержней с грузами шарнирно соединены с концами горизонтального стержня. Середины подвижных стержней с грузами шарнирно соединены со вторыми концами тяг. Отрицательная клемма источника постоянного тока через тумблер соединена с отрицательной клеммой электродвигателя. Общий контакт первой платы переключателя соединен с положительной клеммой электродвигателя. Подвижные контакты первой платы соединены с первыми выводами соответствующих резисторов первой группы N резисторов. Общий контакт второй платы соединен с положительной клеммой источника постоянного тока. Подвижные контакты второй платы соединены с первыми выводами соответствующих резисторов второй группы N резисторов. На одном из концов горизонтального стержня установлена контактная пара. На первом конце подвижного стержня с грузом напротив контактной пары установлен размыкающий стержень. На валу установки неподвижно закреплены два токоприемника. Подвижные контактные кольца токоприемников соединены с контактной парой. Шарообразная рукоятка подвижно соединена с трубкой, неподвижно закрепленной на подвижной муфте. Технический результат изобретения заключается в расширении области исследований. 4 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики для получения и углубления знаний физических законов и явлений. Датчик Холла расположен рядом с криостатом так, чтобы магнитные силовые линии, выходящие из торца катушки индуктивности, входили в плоскость, в которой расположены токовые выводы T-T и выводы напряжения X-X датчика Холла. Токовые выводы T-T через первый реостат соединены с клеммами источника постоянного тока, а выводы напряжения X-X соединены с вводами вольтметра. Вводы счетчика времени соединены с клеммами источника постоянного тока. Общий контакт переключателя на три положения соединен через второй реостат со вторым вводом катушки индуктивности. Контакт первого положения переключателя на три положения - свободный, а контакты второго и третьего положений его соединены соответственно с отрицательной и положительной клеммами источника постоянного тока. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений. 5 ил.

Изобретение относится к области измерительной и учебной техники и может быть использовано для изучения явлений электромагнетизма. По периметру диэлектрического диска впрессованы металлические шарики, диаметр которых равен толщине диска. Диск расположен на изолированном основании. Металлический зонд размещен на изолированном штативе с возможностью касания с каждым шариком при повороте диска, выполнен в виде заостренной иглы и соединен через вольтметр и реостат с источником питания. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания распределенного заряда с контролируемой величиной заряда. 2 н.п. ф-лы, 1 ил. 1 табл.
Наверх