Устройство для исследования вращательного движения магнитного поля

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в возможности выявления физической структуры и поведения магнитного поля между магнитными полюсами, один из которых вращается относительно другого. Устройство содержит ротор и статор, выполненные в виде отрезков концентрически расположенных цилиндров из ферромагнетика. Обмотка подмагничивания ротора подключена к регулируемому источнику постоянного тока, закреплена на статоре бесконтактно к расположенной в ней части магнитопровода ротора. В тороидальном магнитном зазоре размещена часть рабочей обмотки в виде рамки из проводника, механически связанной с управляемым приводом ее перемещения внутри магнитного зазора с измерением величины перемещения. Выводы рамки подключены к входу усилителя постоянного тока. Замыкание магнитной цепи «ротор-статор» осуществлено с помощью цилиндрического элемента ротора на его противоположном конце относительно обмотки подмагничивания ротора, близко расположенного к трубчатому магнитопроводу статора, являющемуся корпусом устройства, в котором через подшипниковую пару закреплена ось вращения ротора, механически связанная с синхронным двигателем. На его электрические входы подано переменное напряжение от перестраиваемого по частоте генератора переменного тока. Информационные выходы измерителя перемещения рамки, регулируемого источника постоянного тока и перестраиваемого по частоте генератора переменного тока, а также выход усилителя постоянного тока подключены к входам устройства обработки и отображения информации. 3 ил.

 

Изобретение относится к области физики магнетизма и предназначено для ответа на вопрос, какая из гипотез, объясняющих вращение магнитного поля в системе «вращающийся намагниченный ротор - неподвижный статор», оказывается справедливой в случае, когда между намагниченным ротором и статором, магнитные полюсы которых представляют взаимно концентрические отрезки цилиндров, образуется радиально-симметричное квазиоднородное магнитное поле.

Известна указанная конфигурация магнитного поля в электромагнитных акустических динамиках, в которых звуковая катушка, закрепленная с диффузором динамика, размещена в тороидальном магнитном зазоре постоянного магнита. Витки звуковой катушки оказываются перпендикулярными векторам магнитной индукции, поэтому переменный ток звуковой частоты, протекающий в звуковой катушке, приводит ее в колебательное движение по правилу «левой руки» под действием возникающих сил Лоренца.

В известных коллекторных двигателях постоянного тока в неподвижном магнитном поле двухполюсного статора находится наложенная на роторе многополюсная обмотка, связанная с коллектором, осуществляющим переключение источника постоянного тока к последовательности обмоток ротора так, чтобы подключенная к источнику секция обмотки была почти ортогональна вектору магнитной индукции, создаваемой статором - его постоянным магнитом или электромагнитом. В этом случае магнитное поле статора является неподвижным.

Также известны так называемые вентильные двигатели постоянного тока, ротор который представляет прямой двухполюсный постоянный магнит, а статор содержит многополюсную обмотку, секции которой последовательно по ходу вращения ротора-магнита подключаются к источнику постоянного тока с помощью переключающей транзисторной схемы с заданной тактовой частотой f=F n, где F - частота вращения ротора (об/с), n - число пар полюсов в статорной обмотке. При этом возникает в статоре скачкообразно вращающееся магнитное поле, за которым тянется ротор, поворачиваясь синхронно с вращающимся магнитным полем.

Использование коллекторных двигателей (генераторов) постоянного тока приводит к износу коллектора и щеток-токосъемников, что снижает надежность таких двигателей. Кроме того, переключение тока в многосекционных обмотках ротора вызывает переходные процессы, что снижает быстродействие таких двигателей.

При работе вентильных двигателей постоянного тока невозможно получить высокие пусковые моменты (как это имеет место в коллекторных двигателях постоянного тока), а сама работа эквивалентна синхронным двигателям переменного тока, частота вращения ротора которых не может изменяться при изменении момента присоединенной нагрузки, как это характерно для коллекторных двигателей постоянного тока. В вентильных двигателях также возникают переходные процессы, снижающие быстродействие работы таких двигателей.

Указанные недостатки известных коллекторных или вентильных двигателей постоянного тока устраняются в многовитковых униполярных машинах постоянного тока без скользящих контактов. В них используется цилиндрический намагниченный ротор и концентрически расположенный к ротору цилиндрический статор, обмотка подмагничивания ротора и рабочая обмотка, выполненная тороидально на статоре, часть каждого из витков которой размещается в тороидальном магнитном зазоре между ротором и статором и ортогонально расположена к векторам магнитной индукции. При протекании тока I в рабочей обмотке к каждой такой части витков действует сила Лоренца, пропорциональная произведению вектора магнитной индукции В в тороидальном магнитном зазоре, длины L проводника указанной части витка рабочей обмотки и протекающего тока I. Эта сила по третьему закону Ньютона вызывает равную и противоположно направленную силу противодействия, составляющие которой прикладываются к магнитным полюсам - к ротору и статору. Составляющая силы противодействия, приложенная к статору, работы не производит, а приложенная к ротору составляющая силы противодействия по касательной к роторному цилиндру-полюсу вызывает вращательный момент. Поскольку эти вращательные моменты складываются от действия каждого из витков рабочей обмотки, число которых равно N, результирующий вращательный момент, приложенный к ротору, вычисляется как М=k В L N I, где 0<k<1 - коэффициент, определяемый разложением силы противодействия на составляющие, определяемый расположением указанной выше части витка рабочей обмотки между ротором и статором. Так, если этот проводник витка расположен посередине между ротором и статором, то k=0,5. Если проводник расположить ближе к ротору и дальше от статора, то k>0,5. Такие многовитковые униполярные машины не имеют ни коллекторов, ни каких-либо скользящих контактов, чем выгодно отличаются от известных коллекторных или вентильных двигателей постоянного тока [1, 2]. Ток в рабочей обмотке является постоянным, что повышает быстродействие работы таких двигателей (из-за отсутствия переходных процессов). Пусковые моменты в них являются весьма высокими.

Многовитковая униполярная машина рассмотренного типа может работать и как генератор постоянного тока (не пульсирующего, как в коллекторных генераторах постоянного тока!). Возникающая в рабочей обмотке э.д.с. индукции Е=В L N v, где v=рωRPOT - линейная скорость движения вращающегося магнитного поля в тороидальном магнитном зазоре относительно неподвижных частей проводников рабочей обмотки, где ω - угловая скорость вращения ротора радиуса RPOT, а безразмерный коэффициент р определяет угловую скорость ωM вращения магнитного поля ωM=рω, где р≈0,5 - согласно одной гипотезе или 0<р<1 - согласно другой гипотезе о физической сущности вращения магнитного поля в тороидальном магнитном зазоре при вращающемся намагниченном роторе и неподвижном статоре.

Рассмотрим первую из гипотез. Как известно, ферромагнетики состоят из магнитных доменов, каждый из которых представляет собой прямой микромагнитик с собственным магнитным моментом. При взаимодействии двух магнитных полюсов разной полярности (N и S) магнитные силовые линии, «вмороженные» в поверхностные домены ферромагнетика одного полюса стремятся по кратчайшему пути через магнитный зазор соединиться с поверхностными доменами ферромагнетика другого полюса. При этом вращение (или сдвиг) одного полюса относительно другого неподвижного полюса приводит сначала к некоторому искривлению и вытягиванию связанных попарно доменов этих магнитных полюсов, а затем к вынужденному разрыву этих связей и перебросу магнитных силовых линий на ближайшие к ним домены другого магнитного полюса. Поскольку вероятность таких срывов можно считать приблизительно одинаковой, то в рассматриваемой системе «ротор-статор» коэффициент р≈0,5 в силу малости магнитного зазора h между концентрическими ротором и статором по сравнению с радиусом ротора RPOT>>h, и угловая скорость вращения магнитного поля в тороидальном магнитном зазоре приблизительно равна половине угловой скорости вращения намагниченного ротора.

Это приводит к тому, что э.д.с. Е в два раза меньше той его величины, которая была бы при вращении магнитного поля со скоростью вращения ротора или, что то же в силу принципа относительности движения, вращения проводника в тороидальном радиально-симметричном и неподвижном магнитном поле с угловой скоростью ω (то есть при р≈0,5). Это выгодно потому, что мощность при работе двигателя Р=ωМ=Е I ≈ k I В L N ω RPOT, так как kω/ωM≈1.

Согласно второй гипотезе магнитное поле можно представить в виде квантованной среды с виртуальными свойствами вязкой жидкости. Известно, что поток жидкости в трубе имеет распределение скоростей - в центре трубы поток имеет наибольшую скорость, а на стенках трубы жидкость вообще не перемещается, как бы прилипая к стенкам трубы. Если магнитное поле обладает аналогичными свойствами, то скорость вращения магнитного поля в тороидальном зазоре между магнитными полюсами, один из которых - ротор - вращается с угловой скоростью ω, а другой - статор - остается неподвижным, то в поперечном сечении магнитного зазора шириной h угловая скорость соответствующих дифференциальных слоев магнитного поля распределена по линейному закону ωM(х)=ω(1-х/h), где координата х отсчитывается от поверхности ротора в радиальном направлении к статору и лежит в диапазоне 0≤х≤h.

По любой из указанных гипотез расположение проводника с током посередине магнитного зазора между ротором и статором приводит к выражению ωM≈ω/2.

Проверка одной из этих гипотез является задачей (целью) заявляемого технического решения, позволяющего выявить физическую структуру и поведение магнитного поля.

Данная цель достигается в устройстве для исследования вращательного движения магнитного поля, содержащем ротор и статор, а также обмотку подмагничивания ротора, отличающемся тем, что ротор и статор выполнены в виде отрезков концентрически расположенных цилиндров из ферромагнетика, обмотка подмагничивания ротора, подключенная к регулируемому источнику постоянного тока, закреплена на статоре бесконтактно к расположенной в ней части магнитопровода ротора, в тороидальном магнитном зазоре размещена часть рабочей обмотки в виде рамки из проводника, механически связанной с управляемым приводом перемещения этой части рамки внутри магнитного зазора с измерением величины перемещения, выводы рамки подключены к входу усилителя постоянного тока, замыкание магнитной цепи «ротор-статор» осуществлено с помощью цилиндрического элемента ротора на его противоположном конце относительно обмотки подмагничивания ротора, близко расположенного к трубчатому магнитопроводу статора, являющемуся корпусом устройства, в котором через подшипниковую пару закреплена ось вращения ротора, механически связанная с синхронным двигателем, на электрические входы которого подано переменное напряжение от перестраиваемого по частоте генератора переменного тока, например трехфазного, причем информационные выходы измерителя перемещения рамки, регулируемого источника постоянного тока и перестраиваемого по частоте генератора переменного тока, а также выход усилителя постоянного тока подключены к входам устройства обработки и отображения информации, например персонального компьютера.

Достижение поставленной цели объясняется возможностью измерения э.д.с. индукции в рамке из проводника, совмещаемой с различными слоями вращающегося магнитного поля в сечении тороидального магнитного зазора при разных измеряемых угловых скоростях вращения ротора и регулируемого тока подмагничивания ротора. Это позволяет выявить действие той или иной гипотезы о природе вращения магнитного поля, когда вращается намагниченный ротор относительно неподвижного статора, являющихся полюсами магнитной системы из двух концентрически расположенных с некоторым зазором цилиндрических ферромагнетиков.

Устройство понятно из рассмотрения представленных рисунков.

На рис. 1 показан центральный разрез измерительного устройства и его связи с остальными элементами и блоками устройства:

1 - намагниченный ротор,

2 - ось вращения ротора,

3 - статор, концентрически расположенный относительно цилиндрического ротора,

4 - обмотка подмагничивания ротора, закреплена в теле статора бесконтактно к ротору,

5 - регулируемый источник постоянного тока I,

6 - рамка из тонкого проводника с N витками с длиной L рабочей части каждого витка,

7 - усилитель постоянного тока с малым дрейфом (операционный усилитель),

8 - регулируемый привод перемещения рамки 6 внутри магнитного зазора шириной h,

9 - блок управления приводом перемещения рамки с измерителем перемещения, 10 - синхронный двигатель переменного тока, механически связанный с осью вращения 2,

11 - регулируемый по частоте гаренатор переменного тока, например трехфазный,

12 - устройство обработки и отображения информации, например персональный компьютер.

Магнитный поток указан в зазорах пунктирными стрелками, а в теле ротора фигурной стрелкой между магнитными полюсами S и N.

На рис. 2 показан вид сверху на разрез по А (рис.1) концентрически расположенных ротора и статора, а на рис. 3 дан график распределения угловой скорости вращения магнитного поля в различных слоях в сечении магнитного зазора по координате х, совмещенной с одним из радиусов системы «ротор-статор».

Рассмотрим действие заявляемого устройства.

При вращении намагниченного обмоткой подмагничивания 4 с током I ротора 1 в тороидальном магнитном зазоре шириной h между ротором и статором 3 возникает радиально симметричное квазиоднородное магнитное поле с индукцией В. Это поле увлекается ротором в направлении его вращения со скоростью, либо приблизительно равной половине скорости вращения ротора ωM≈0,5ω, либо с переменной угловой скоростью ωM=рω, где р=1 - х/h.

В рамке из N тонких проводников длиной L каждый в магнитном поле с индукцией В, движущейся с линейной скоростью v(x)=ωM(х)(RPOT+х), индуцируется э.д.с. величиной Е, равной Е=В L N ωM(х) (RPOT+х), значение которой усиливается в усилителе постоянного тока 7 и анализируется в устройстве 12 при вариации смещения х рамки 6 внутри магнитного зазора. Если значение э.д.с. практически мало изменяется при смещениях рамки 6 приводом перемещения 8, то можно говорить с правомерности применения первой из гипотез, при которой имеем ωM≈0,5 ω. Если э.д.с. линейно уменьшается в функции координаты х при отсчете от поверхности ротора 1, то справедливой является гипотеза о представлении вращающегося магнитного поля в виде квантованной среды со свойствами виртуальной вязкой жидкости.

Точность анализа повышается при выполнении рабочей части рамки в виде цилиндра из тонких проводников (ПЭВ-2 диаметром 0,05 мм) с диаметром порядка 0,5 мм. При этом сечение такого цилиндра имеет величину около 0.2 мм2. При сечении проводника рамки 0,002 мм2 число витков N=100. Если L=15 мм=0,015 м, а магнитная индукция В=0,1 Тл, то при скорости v(x)=1 м/с получим э.д.с. индукции Е=0,1*0,015*100*1=0,15 В. Величина магнитного зазора при этом должна быть приблизительно на порядок больше диаметра рабочей части рамки 6, то есть h=5 мм. Число витков обмотки подмагничивания 4 и ток подмагничивания I легко задать для получения магнитной индукции в рабочем тороидальном зазоре величиной В=0,1 Тл. Для снижения магнитных потерь противоположный полюс ротора выполняется в виде отрезка цилиндра, максимально близко расположенного к трубке магнитопровода статора (зазор около 0,5 мм). Если радиус ротора RPOT=25 мм, то при линейной скорости движения магнитного поля v(x)=1 м/с относительно рамки 6 с тонким проводником, расположенной посередине магнитного зазора между ротором и статором, угловая скорость вращения ротора ω должна быть выбрана равной ω=2*1000 мм/с /25 мм=80 рад/с = 12,74 об/с = 764 об/мин. Синхронный двигатель 10 с понижающим редуктором в отношении 5:1 при этом подключен к трехфазному генератору переменного тока 11 с регулируемой частотой в диапазоне 50…70 Гц. Можно использовать также стандартную трехфазную сеть 50 Гц (то есть без регулировки частоты).

Каждая из выдвинутых гипотез позволят понять, какие физические процессы определяют структуру и взаимодействие магнитного поля с магнитными полюсами, один из которых перемещается (вращается) относительно другого неподвижного полюса. В частности, в таких процессах проявляется эффект магнитного трения.

Литература

1. Меньших О.Ф. Бесколлекторный двигатель постоянного тока. Патент РФ № 2391761, опубл. в бюлл. № 16 от 10.06.2010.

2. Меньших О.Ф. Прибор для измерения спектра сигнала индукции в магнитно-связанной системе. Патент РФ № 2467464, опубл. в бюлл. № 32 от 20.11.2012.

Устройство для исследования вращательного движения магнитного поля, содержащее ротор и статор, а также обмотку подмагничивания ротора, отличающееся тем, что ротор и статор выполнены в виде отрезков концентрически расположенных цилиндров из ферромагнетика, обмотка подмагничивания ротора, подключенная к регулируемому источнику постоянного тока, закреплена на статоре бесконтактно к расположенной в ней части магнитопровода ротора, в тороидальном магнитном зазоре размещена часть рабочей обмотки в виде рамки из проводника, механически связанной с управляемым приводом перемещения этой части рамки внутри магнитного зазора с измерением величины перемещения, выводы рамки подключены к входу усилителя постоянного тока, замыкание магнитной цепи «ротор-статор» осуществлено с помощью цилиндрического элемента ротора на его противоположном конце относительно обмотки подмагничивания ротора, близко расположенного к трубчатому магнитопроводу статора, являющемуся корпусом устройства, в котором через подшипниковую пару закреплена ось вращения ротора, механически связанная с синхронным двигателем, на электрические входы которого подано переменное напряжение от перестраиваемого по частоте генератора переменного тока, например трехфазного, причем информационные выходы измерителя перемещения рамки, регулируемого источника постоянного тока и перестраиваемого по частоте генератора переменного тока, а также выход усилителя постоянного тока подключены к входам устройства обработки и отображения информации, например персонального компьютера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к физике магнитного поля, создаваемого магнитными системами, полюсы которых взаимно перемещаются. Технический результат состоит в исследовании распределения угловых скоростей вращающегося магнитного поля в различных сечениях магнитного зазора при взаимном перемещении магнитных полюсов относительно друг друга.

Изобретение относится к области образования и наглядных учебных пособий, в частности, к наглядным пособиям для демонстрации принципа работы одиночного тросового молниеотвода.

Изобретение относится к стендам для лабораторных работ, применяемым при обучении студентов, изучающих дисциплину «Электротехнология». Автоматизированный тепловой пункт (устройство преобразования электрической энергии в тепловую), содержит параллельно соединенные между собой тэновый, электродный и вихревой подогреватели воды, отопительный прибор, бойлер со змеевиком, насос, термодатчики, щит управления, расходомер, систему трубопроводов, при этом в него введены электромагнитные клапаны, программируемый контроллер для управления и регулирования режимами нагрева, бойлер выполнен сообщающимся с атмосферой для осуществления процесса тепломассообмена, сборка всех элементов выполнена с использованием резьбовых соединений предусматривающее возможность введения в процесс новых элементов.

Изобретение относится к электродинамике и и может быть использовано для экспериментальной проверки эффекта возбуждения вихревого электрического поля при движении магнитного поля, создаваемого движением постоянного магнита.

Изобретение относится к учебным пособиям по физике. Стержень с грузом установлен с возможностью совершать колебательные движения в вертикальной плоскости.

Изобретение относится к обучающим приспособлениям для демонстрации электромагнитных явлений. На одном конце плоского стержня закреплена катушка-моток, а на другом выполнено подвесное отверстие для подвеса стержня и магнит.

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.

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 учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. На противоположных сторонах подвижной муфты первыми концами шарнирно соединены две тяги.

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 импульсной технике и может быть использовано для воспроизведения импульсного магнитного поля разрядов молнии при испытаниях технических систем на воздействие близких ударов молнии. Устройство содержит емкостный накопитель энергии, первый вывод которого соединен через последовательно соединенные индуктивность разрядного контура и первый коммутатор к первому выводу второго коммутатора и к первому выводу взрывающегося проводника прерывателя тока, второй вывод которого соединен с первым выводом резистивной нагрузки и со вторым выводом емкостного накопителя энергии. Также введен преобразователь электрического тока в магнитное поле, состоящий из двух параллельных между собой электродов, образующих межэлектродный промежуток. При этом каждый электрод выполнен в виде плоской проводящей пластины или набора линейных параллельных проводников, либо один из электродов выполнен в виде плоской проводящей пластины, а другой электрод выполнен в виде набора линейных параллельных проводников. Первые выводы первого и второго электродов преобразователя соединены соответственно со вторым выводом второго коммутатора и вторым выводом взрывающегося проводника прерывателя тока, а вторые выводы первого и второго электродов соединены между собой через резистивную нагрузку. Технический результат заключается в повышении достоверности имитации магнитного поля разрядов молнии при испытаниях технических систем на воздействие близких ударов молнии. 2 ил.

Изобретение относится к наглядным пособиям для изучения электронного состояния поверхности металлов. Пластину из исследуемого металла приводят в контакт с ионной жидкостью, изменяют потенциал пластины относительно электрода сравнения, регистрируют первую и вторую производные поверхностного натяжения исследуемого металла по поверхностной плотности заряда. Определяют потенциал, соответствующий нулю первой производной поверхностного натяжения, а по второй производной поверхностного натяжения находят безразмерный наклон зависимости первой производной поверхностного натяжения от потенциала. Находят максимальное значение модуля указанного безразмерного наклона. В катодном направлении от нуля первой производной поверхностного натяжения находят потенциал, соответствующий половине спада модуля безразмерного наклона от максимального значения до единицы. Различие между потенциалом нуля первой производной поверхностного натяжения и найденным потенциалом перехода является следствием спонтанного дефицита электронов проводимости в поверхностном слое металла при потенциале нулевого заряда. Техническим результатом изобретения является расширение диапазона изменения концентрации электронов в металле, обеспечение возможности регистрации перехода металл-изолятор в поверхностном слое металла, несущем избыточный заряд. 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к моделированию промышленных процессов. Устройство для моделирования электровоза переменного тока, подключенного между контактной сетью и рельсом, содержит первый линейный резистор и параллельно ему включенную цепь с последовательно соединенными индуктивной катушкой и первым нелинейным резистором. В точке подключения модели электровоза к контактной сети через последовательно соединенные вторую катушку индуктивности и второй линейный резистор подключен источник переменного напряжения. Последовательно с первым нелинейным резистором включен второй нелинейный резистор, степень зависимости сопротивления которого от тока электровоза в два раза больше степени зависимости от тока электровоза сопротивления первого резистора. Технический результат изобретения заключается в повышении точности воспроизведения кривой тока электровоза. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной и учебной техники и может быть использовано для изучения явлений электромагнетизма. По периметру диэлектрического диска впрессованы полые металлические цилиндрики, отверстие их обращено наружу. Диск расположен на изолированном основании. Металлический зонд расположен на изолированном штативе с возможностью его введения внутрь каждого цилиндрика при повороте диска, выполнен в виде заостренной иглы и соединен через вольтметр и реостат с источником питания. Зонд вводят внутрь цилиндрика до соприкосновения его с донышком. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания на поверхности твердых тел распределенного заряда с контролируемой величиной заряда. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к лекционным демонстрационным устройствам, обеспечивающим наглядность при изучении раздела электричества в курсе общей физики. Способ лекционной демонстрации дифференциальной формы закона Джоуля включает пропускание тока через однородный проводник, площадь сечения которого изменяется по его длине, и регистрацию наибольшего нагревания проводника в месте его наименьшего сечения. Техническим результатом изобретения является демонстрация действия закона Джоуля в дифференциальной форме. 1 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. На прямоугольном планшете уложены два прямоугольных листа и два фигурных листа электропроводящей бумаги (ЭПБ) с прямолинейной границей между двумя областями с различными удельными электрическими сопротивлениями. На противоположных горизонтальных сторонах первого прямоугольного листа ЭПБ установлены параллельно длинные металлические электроды. На противоположных вертикальных сторонах второго прямоугольного листа ЭПБ установлены параллельно короткие металлические электроды. На верхней и нижней сторонах первого фигурного листа ЭПБ установлены фигурные металлические электроды. На левой и правой сторонах второго фигурного листа ЭПБ установлены прямые металлические электроды. Все первые металлические электроды соединены с плюсовой клеммой источника постоянного тока, а вторые электроды - с соответствующими контактами переключателя. С минусовой клеммой источника постоянного тока соединен один концевой контакт реостата, а подвижный его контакт - с общим контактом переключателя. Для переноса координат зонда с листа ЭПБ на документальный лист введен прямоугольный треугольник из диэлектрика. Техническим результатом изобретения является возможность моделирования электростатического поля на границе раздела двух диэлектриков. 4 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по физике. На прямоугольном планшете уложен лист электропроводящей бумаги (ЭПБ), снабженный прямоугольной системой координат в виде взаимно перпендикулярных линеек. На краю левой стороны листа ЭПБ установлен неподвижный прямоугольный электрод, а на правой половине листа ЭПБ установлен подвижный прямоугольный электрод. Рядом с неподвижным прямоугольным электродом на листе ЭПБ установлен съемный проводник круглого сечения, плотно прижатый к листу ЭПБ первым винтом с гайкой. На съемный проводник насажено съемное лекало с разметкой и уложено на листе ЭПБ. Подвижный прямоугольный электрод прижимается вторым винтом с гайкой с помощью металлической рейки, установленной одним концом на опоре, а другим концом - на подвижном прямоугольном электроде. Потенциометр концевыми контактами соединен с источником постоянного тока, а подвижный контакт его соединен с первым вводом амперметра. Второй ввод амперметра соединен с общим контактом первого переключателя на два положения. Контакт первого положения этого переключателя соединен с неподвижным прямоугольным электродом, а контакт второго положения - со съемным проводником круглого сечения. Первый ввод вольтметра соединен с минусовой клеммой источника постоянного тока и с металлической рейкой, а второй ввод его - с общим контактом второго переключателя на два положения. Контакт первого положения этого переключателя соединен со вторым вводом амперметра, а контакт второго положения - с верхним концом зонда. Техническим результатом изобретения является расширение области исследований. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области обучающих устройств и может быть использовано для получения практических навыков работы с пассивными и активными аналоговыми, цифровыми, цифроаналоговыми и аналого-цифровыми электронными компонентами. Предлагаемый конфигурируемый учебный стенд по электронике содержит источник питания, блок генераторов сигналов, устройства для измерения токов и напряжений, двухканальный осциллограф, но при этом в качестве объектов изучения используются и аналоговые, и цифровые электронные компоненты, которые расположены на верхнем слое унифицированных печатных плат, закрепленных на верхней поверхности стенда на унифицированных крепежных местах. Предлагаемый конфигурируемый учебный стенд позволяет расширить номенклатуру изучаемых электронных компонентов и схем при повышении дидактических возможностей их изучения, снижает материальные затраты при аппаратном обеспечении лабораторных работ, повышает удобства пользования за счет конфигурирования стенда в соответствии с потребностями пользователя, позволяет «на лету» производить замену вышедших из строя объектов изучения. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при исследовании закономерности возникновения вихревого электрического поля относительно траектории движения постоянного магнита, а также в измерительной технике и приборостроении в качестве датчика. Технический результат состоит в упрощении конструкции. Устройство для исследования вихревого электрического поля состоит из вращающегося от синхронного электродвигателя, подключенного к регулируемому по частоте многофазному генератору переменного тока, ферромагнитного тороида, намагниченного по кругу, и многовитковой измерительной катушки, установленной бесконтактно вблизи указанного вращающегося тороида и подключенной к измерителю постоянного напряжения через усилитель постоянного тока. Витки измерительной катушки расположены в плоскостях, коллинеарных относительно оси вращения намагниченного по кругу ферромагнитного тороида. 2 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Установка содержит: первый зонд; потенциометр, соединенный двумя концевыми контактами с источником постоянного тока; прямоугольный планшет; съемный проводник круглого сечения; два прямоугольных электрода; вольтметр с большим входным сопротивлением, первый ввод которого соединен с верхним концом первого зонда, а второй ввод - с минусовой клеммой источника постоянного тока; неподвижную линейку, закрепленную на левой стороне прямоугольного планшета и которая выполняет роль оси ординат системы координат прямоугольного планшета; направляющий шток, установленный на правой стороне прямоугольного планшета, параллельно неподвижной линейке; движок, установленный подвижно на направляющем штоке; подвижная линейка, выполняющая роль оси абсцисс системы координат прямоугольного планшета, один конец которой жестко закреплен на движке, а второй конец ее лежит на неподвижной линейке; ползунок, перемещающийся по подвижной линейке, снабженный риской для отсчета положения первого зонда на подвижной линейке и вертикальным отверстием для нижнего конца первого зонда; первое съемное лекало из диэлектрика, насаженное на съемный проводник круглого сечения, на котором изображены внутреннее и наружное кольца с разметкой и отверстиями. На прямоугольный планшет уложен квадратный лист электропроводящей бумаги, а на нем установлен съемный проводник круглого сечения и упругая стойка, на которой верхним концом закреплен второй зонд. Для выбора требуемого режима работы установлены амперметр, первый и второй переключатели на два положения. На квадратном листе электропроводящей бумаги установлено второе съемное лекало из диэлектрика, на котором изображены внутреннее и наружное кольца с разметкой и отверстиями для касания нижним концом первого зонда квадратного листа электропроводящей бумаги. В центре второго съемного лекала из диэлектрика расположен элемент конечно-разностной сетки с нулевым, первым, вторым, третьим и четвертым узлами с отверстиями, при этом второй зонд нижним концом через нулевой узел с отверстием постоянно касается квадратного листа электропроводящей бумаги. Для переноса координат эквипотенциальных линий электрического поля, снимаемых с квадратного листа электропроводящей бумаги, установка содержит квадратный документальный лист из обычной бумаги и систему координат, аналогичную системе координат прямоугольного планшета. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в возможности выявления физической структуры и поведения магнитного поля между магнитными полюсами, один из которых вращается относительно другого. Устройство содержит ротор и статор, выполненные в виде отрезков концентрически расположенных цилиндров из ферромагнетика. Обмотка подмагничивания ротора подключена к регулируемому источнику постоянного тока, закреплена на статоре бесконтактно к расположенной в ней части магнитопровода ротора. В тороидальном магнитном зазоре размещена часть рабочей обмотки в виде рамки из проводника, механически связанной с управляемым приводом ее перемещения внутри магнитного зазора с измерением величины перемещения. Выводы рамки подключены к входу усилителя постоянного тока. Замыкание магнитной цепи «ротор-статор» осуществлено с помощью цилиндрического элемента ротора на его противоположном конце относительно обмотки подмагничивания ротора, близко расположенного к трубчатому магнитопроводу статора, являющемуся корпусом устройства, в котором через подшипниковую пару закреплена ось вращения ротора, механически связанная с синхронным двигателем. На его электрические входы подано переменное напряжение от перестраиваемого по частоте генератора переменного тока. Информационные выходы измерителя перемещения рамки, регулируемого источника постоянного тока и перестраиваемого по частоте генератора переменного тока, а также выход усилителя постоянного тока подключены к входам устройства обработки и отображения информации. 3 ил.

Наверх