多用交直流電機(jī)

2009-07-16 12:04:20 　來源：網(wǎng)絡(luò) 文章作者：匿名

　　該機(jī)外形如圖1所示，可以演示直流電動(dòng)機(jī)及交、直流發(fā)電機(jī)的工作原理，可見度大，效果明顯。

圖1

【制作方法】

　　1．底板的制作：

　　用厚15毫米的木板，按圖2所示的尺寸制作，做好后，在底板的中心豎直釘一根長(zhǎng)155毫米的自行車輻條，使其外露140毫米，并將其上端用銼銼尖。

圖2

　　2．鐵支架的制作：

　　按圖3所示的尺寸，用長(zhǎng)190毫米，寬25毫米，厚1．5毫米的鐵片制作兩個(gè)鐵支架，并在支架的水平部分鋸一條長(zhǎng)60毫米，寬3毫米的長(zhǎng)方形槽口。參照?qǐng)D中木螺釘?shù)奈恢茫瑢蓚€(gè)鐵支架固定在圖2中所示的位置，木螺釘不要擰得太緊，以便使鐵支架能在水平底板上左右移動(dòng)來調(diào)節(jié)兩支架間的距離。

圖3

3．線圈的繞制：

　　在一塊較大的木板上畫一個(gè)125毫米×95毫米的矩形，將4個(gè)截去針帽的長(zhǎng)鐵釘釘在矩形的四個(gè)角上，作為線模。用直徑0．4毫米的漆包線在線模上繞60匝，制成矩形線圈。取一根長(zhǎng)140毫米，外徑約6毫米（內(nèi)徑約3毫米）的玻璃管和一個(gè)長(zhǎng)5毫米，直徑3毫米的銅螺釘，在銅螺釘上繞一層棉線，涂上少量的502膠，緊塞在玻璃管的一端。將矩形線圈兩條短邊的漆包線平均分開，將玻璃管夾在漆包線中間，然后用棉線將矩形線圈的兩個(gè)短邊扎緊，使玻璃管固定于矩形線圈的軸線位置，并使管的開口一端露在線圈外。用同樣的方法再繞一個(gè)矩形線圈。

圖4

　　用厚0．5毫米左右的銅片按圖4所示的尺寸，做成直徑為25毫米的換向器和集流環(huán)。參照?qǐng)D2用棉線或細(xì)的白布帶，分別把換向器的兩個(gè)半銅環(huán)和集流環(huán)的兩個(gè)銅環(huán)綁扎在兩個(gè)矩形線圈的一條短邊上，兩半環(huán)應(yīng)與玻璃管的軸線對(duì)稱，兩半環(huán)間的兩條縫隙所在的平面應(yīng)跟線圈平面垂直，兩個(gè)集流環(huán)間的距離為3毫米左右，其圓心應(yīng)在矩形線圈的軸線上。將一個(gè)線圈的兩個(gè)引出端分別焊在換向器的兩個(gè)半環(huán)上（供作直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)），將另一個(gè)線圈的兩端分別焊在兩個(gè)集流環(huán)上（供做交流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)）。注意：換向器和集流環(huán)與線圈導(dǎo)線間要絕緣。

　　4．長(zhǎng)方體形磁鐵的制作：

圖5

　　用寬20毫米，厚10毫米的木條做框，用三合板或鐵片做底，按圖5所示的尺寸，做兩個(gè)木盒。將四塊同樣規(guī)格的廢動(dòng)圈式喇叭的環(huán)形磁鐵分別嵌入木盒內(nèi)，要求其中一盒內(nèi)的兩塊磁鐵的N極都在上方，另一盒的兩塊磁鐵的S極都在上方，用木條或油灰把磁鐵在盒中塞緊。取兩塊長(zhǎng)160毫米，寬90毫米的五合板，在板的中間各挖一條長(zhǎng)160毫米，寬2．6毫米，深2毫米的槽，將槽口向下釘在木盒上，將磁鐵封閉在木盆中制成長(zhǎng)方體形的磁鐵，將每塊長(zhǎng)方體形磁鐵的N、S極分別涂上紅色和藍(lán)色，并用白油漆標(biāo)上“N”，“S”字樣。

　　5．電刷的制作：

圖6

　　用兩塊較薄的磷銅片按圖6所示的尺寸制作。按圖1所示的位置，用穿上銅墊的木螺釘把電刷固定在豎直底板上、并且在電刷的上方安裝兩個(gè)接線柱，用直徑為1毫米的銅導(dǎo)線把接線往與電刷連接好。固定電刷時(shí)要注意，木螺釘不能擰得太緊，以便使電刷能夠轉(zhuǎn)動(dòng)；而且要使電刷與其下面的銅導(dǎo)線接觸良好。

　　6．整體組裝：

　�。�1）將兩塊長(zhǎng)方體形的磁鐵的槽口對(duì)準(zhǔn)鐵支架放入鐵支架上，使兩磁鐵異名磁極相對(duì)。

　�。�2）把帶有換向器的矩形線圈的玻璃管套在底板上的車輻條上作為轉(zhuǎn)軸，調(diào)節(jié)電刷的位置，使兩電刷分別跟兩個(gè)銅半環(huán)接觸，要助力接觸良好，松緊合適，以便使矩形線圈能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　【使用方法】

　　1．演示通電線圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)

　　把電刷轉(zhuǎn)向一邊，使其離開換向器，用帶夾子的細(xì)導(dǎo)線把換向器的兩個(gè)半銅環(huán)與6伏直流電源相接，通電矩形線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。并在與磁力線垂直的平面附近繞轉(zhuǎn)軸來回?cái)[動(dòng)。較后在與磁力線垂直的平面內(nèi)停下來，而不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。改變線圈中電流的方向或磁場(chǎng)方向，矩形線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也改變。

　　2．演示直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

　　轉(zhuǎn)動(dòng)電刷，使兩個(gè)電刷分別與換向器的兩個(gè)半銅環(huán)接觸，用導(dǎo)線把接線柱跟直流電源連通，矩形線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。若把變阻器串聯(lián)在電路中，移動(dòng)變阻器滑片，改變線圈中的電流強(qiáng)度，線圈的轉(zhuǎn)速改變。改變磁鐵間的距離，磁鐵間的磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生改變，線圈的轉(zhuǎn)速也發(fā)生改變。將兩塊磁鐵拔下，調(diào)換磁鐵的磁極，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變。

　　3．演示直流發(fā)電機(jī)的工作原理

　　去掉電源，將直流電動(dòng)機(jī)與靈敏電流計(jì)串聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)矩形線圈，靈敏電流計(jì)的指針向一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)。

　　4．演示交流發(fā)電機(jī)的工作原理

　　將直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈取下?lián)Q上交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈，轉(zhuǎn)動(dòng)電刷使兩個(gè)電刷與兩集流環(huán)接觸良好，轉(zhuǎn)動(dòng)矩形線圈，靈敏電流計(jì)的指針左右擺動(dòng)。

　　注：作直流電機(jī)使用肘，可洗用3－6伏的直流電源，演示磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用時(shí)，用6伏直流電源。

　　編者提示：本自制教具可輔以“磁場(chǎng)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

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