出租通電平行直導線相互作用演示儀-教學用電學儀器

以往制作的儀器，兩根平行直導線下方多用水銀作為

通電連接導體，儀器自身不帶電源，很不方便。用學生電源驅動，輸出電流小，所產生的現象不明顯，不易作演示教學；用蓄電池作電源，雖然現象可以作出來，但蓄電池的

充電和*維護也是相當麻煩；并且水銀是有毒物質，既不安全又污染環境。我們針對其缺陷在結構上進行了大膽的改進且自帶大電流電源，使其相互吸引和相互排斥的現象

特別明顯，動作幅度很大，而且再不需要任何配套設備，大大滿足了演示教學的需要，很有說服力。

     我們制作的新儀器是對傳統演示儀器的一個創新，自帶大電流電源，演示視角寬、現象明顯，而且操作簡單，是一個升級換代產品。

2主要技術性能

2.1工作條件： 電源電壓：AC220V 50Hz

環境溫度：-10℃~ 40℃

環境濕度：< 85﹪RH（40℃）；

2.2通電觸點為銀觸點：兩銀點之間距離為30±2mm；

2.3兩平行直導線為銅管，直徑為φ4；

2.4電源功率≯25W,可瞬間提供60A以上電流；

2.  5可靠性：通電動作可連續操作不小于20次。

3結構與原理

本儀器在外形設計上，簡捷美觀，采用藝術造型，可視范圍大，可見度高，使用方法簡單，便于教師操作。

由于通電平行直導線的電磁作用力比較弱?。ㄔ谳^小的電流下），為了提高動作幅度，我們采取了旋轉方式，轉化成力矩來驅動平行直導線，這樣就大大加強了電磁力的作用

效果，而且轉動摩擦阻力較小，就使得演示現象十分明顯。

為了明確指示電流方向，儀器上配有電流方向指示標志。

為了方便教師的教學實驗，我們專門為儀器設計了能提供瞬間大電流的電 

7. 干燥劑········································································ 1袋

源（瞬間電流不小于60A），放置在儀器內部。只要接通220V交流電源就可以作演示實驗。避免了教師再另找大功率電源或蓄電池的麻煩，電源與演示部分合成一體也是本儀

器的一大特點。

在這里我們需向教師們講明一點，為了降低成本，充分利用電源的輸出功率，又能保證演示現象明顯，本儀器實際供給平行直導線的電流是交流電。

雖然是交流電，但是兩通電平行直導線相互間所產生的相吸、相斥的現象與直流供電的現象是**的。因為從微觀上看，通過兩條平行直導線的正弦交流電流，在每一

瞬間通過導線的電流都具有一個固定的方向（相似于直流電流），其電磁現象與通入直流電所產生的現象是*的。

假設兩平行直導線并聯連接：在正半周時，A為正，B為負，電流方向如圖一(a)所示——都向下；在負半周時， B為正,A為負，電流方向如圖一(b)所示

——都向上。通過兩根平行直導線的電流的方向總是*的，所產生的現象與通入同方向的直流電流是一樣的，都是互相吸引。

倘若兩平行直導線串聯連接：在正半周時，電流方向如圖二（a）所示；在負半周時，電流方向如圖二（b）所示。無論在哪一時刻流經兩平行直導線的電流方向總是相反

的，所以在電流磁場的作用下，兩導線互相排斥。

綜合以上分析，雖然我們采用了交流供電但其電磁力的作用現象與教材所描述的是沒有矛盾的。教師在講課時，可以結合教材講解，將供電電源視為是直流的，紅色接線柱視

為正極，黑色接線柱視為負極。

4  使用說明

4.1調水平

將儀器放在實驗桌上，把儀器所配備的兩平行直導線從附件袋中取出并將其裝卡在儀器上下兩個對應的銀觸點的凹槽中，并檢查是否轉動靈活。

通過調節儀器底部的可調支腳（主要調節后面的兩支腳），使兩平行直導線在自身重力的作用下，自動轉向觀察者方向，就視為儀器的水平調好了。注意不要使儀器過于前傾，否側會影響兩直導線的動作幅度。

4.2并聯連接法（兩平行直導線通電電流方向相同）

將儀器配帶的長（80cm）導）導導線的一端接儀器頂端上的一個黑色接線柱，另一端接儀器側面上的電源“＋”極。

 用一根短（12cm）導線將儀器臺面上的兩接線柱短路連接，并用另一根短導線將此短路點連接到儀器側面上的電源“－”極。

接通220V電源，按下儀器面板上的按鈕開關，指示燈亮，兩平行直導線就會產生相互吸引現象。

注意，連線必須擰緊，接觸良好，通電實驗時，盡量將長導線（80cm）遠離兩平行直導線，以免影響實驗效果。

4.3串聯連線法（兩平行直導線通電電流方向相反）

將儀器臺面上的兩接線柱分別各用一根短（12cm）導線就近連接到儀器側面上的電源“+”極和“-”極上即可。長（80cm）導線不用。

接通220V電源，按下儀器面板上的按鈕開關，指示燈亮，兩平行直導線就會產生相互排斥現象。

5注意事項：

5.1儀器在使用時是大電流供電，只能短時間工作，一般不大于5秒，不能按住按鈕不放，防止燒毀電源。

5.2使用時，必須將儀器水平調節好，使兩根平行直導線在實驗中能自動恢復到原來的起始位置。注意不要使儀器過于前傾。

5.3因為通電平行直導線相互間產生的電磁作用力是很小的，故要將這個實驗作好、現象明顯，必須在上課前做好通電試驗，如果動作不靈活，就要將兩平行直導線的長度（形

狀）作一下適當調整，卡在上下兩銀觸點的凹槽中，不能太緊又不能太松，要使其用手輕輕一碰，轉動靈活，受阻力小。

5.4儀器經過多次使用后，應檢查一下，兩根平行直導線的*是否發黑，（由于接觸不良，打火花造成的）若發黑就需拿下來，用細砂紙磨光后再用。

5.5教師在實驗時，為了便于學生觀察，提高視覺效果，可在儀器后面掛一張白紙作背景。

5.6保險管座設計在儀器主體的底部（2A保險管）。

6儀器的配套清單

6.1儀器                                1臺

6.2平行直導線                    2根

6.3連接導線  12cm          2根

6.4連接導線  80cm          1根

6.5保險管    2A                1個

6.6說明書                            1本    

6.7合格證                            1個