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物理

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自制电磁秋千  

2017-06-05 21:56:31|  分类: 物理小制作 |  标签: |举报 |字号 订阅

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自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) 
摘要: 自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) 商场柜台上招徕顾客的电磁秋千(电磁摆),在电力的驱动下不断摆来摆去,十分有趣。那是利用了复杂的电子电路,假如不用任何电子元件,也能做出一个类似的装置来吗?是的 ...




自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件)
    商场柜台上招徕顾客的电磁秋千(电磁摆),在电力的驱动下不断摆来摆去,十分有趣。那是利用了复杂的电子电路,假如不用任何电子元件,也能做出一个类似的装置来吗?是的,我们的这个电磁摆只用到了同性磁极相互排斥的原理,由于设计的非常巧妙,摆杆一样可以飞快地来回摆动。十分简单,保证成功哦!
    下面是这种电磁秋千(电磁摆)的全图,可以看出摆杆在飞快地摆动。自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    这是演示视频:
    http://v.youku.com/v_show/id_XMjY5NDE2NDYw.html
套件内容包括:
    1块木板,1卷铜丝,1卷漆包线,1个焊接了鳄鱼夹的2节5号电池盒,1块小磁铁,1段软导线,共6样材料。
自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    购买请进我爱制作网淘宝店:http://shop61919335.taobao.com/
需要您自备的工具和材料:
    钳子、小刀、刻度尺、剪子(可选)、1个空饮料瓶、万能胶(或502快干胶、AB胶等)、透明胶带和双面胶(可选),2节5号干电池(最好是高能电池)
制作过程:
    这个科技小制作包括支架、摆杆、电磁铁线圈、电源几个部分组成。
    我们先来制作电磁秋千(电磁摆)的支架:。
    1、先用铜丝制成一个U型框架,如下图,底边长6厘米,两长边各长17厘米。自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    制作诀窍:先不要着急用钳子把铜丝剪断。先把铜丝捋直,用刻度尺量出17厘米长度,用钳子弯一个直角;再量6厘米,再弯一个直角;最后量出17厘米长度,用钳子夹断,就弄出上图形状的铜丝框架了。
    图中的工具是尖嘴钳,非常适合这种工作。当然如果你只有普通的家用钳子,也可以,甚至只用手也可以完成上述工作。一切看你自己的动手能力啦!
    2、如下图尺寸完成支架。底边各长6厘米,斜边长9厘米。自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    对尺寸的精度要求不是很严格,两边基本对称就好了。而且铜丝是软的,很容易调节。
    再来制作电磁秋千(电磁摆)的摆杆:
    1、如下图,上方两个横边和两个竖边长度都是4厘米,下方的横边长2厘米。自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    同样的,先用刻度尺量出4厘米长的铜丝,用钳子弯一个直角,再量4厘米,再弯一个直角,量出2厘米,再弯直角,再4厘米,再直角,最后量4厘米,再用钳子掐断铜丝。
    2、用万能胶(或AB胶、502快干胶等)把小磁铁粘在摆杆的下端,如上图下。至此摆杆部分就完成了。
    注意:使用AB胶和快干胶的时候,要按照说明书,注意安全。不建议未成年人自己操作。如果你没有那些胶,也可以用透明胶带把小磁铁缠在铜丝上面,只不过效果不是很好罢了。     
    最后要动手制作的,是电磁铁线圈部分:
    电磁铁如下图:


自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    1、找一个空饮料瓶,把瓶嘴那部分剪下一小块来,高度大约3.5厘米,用来做电磁铁线圈的骨架;
    2、用漆包线在瓶嘴的凹陷部分缠绕50多圈,打结,两端各留出7、8厘米长的线头;
    3、用小刀把线头的绝缘漆各刮掉2厘米长,露出里面的铜丝;
    至此电磁铁线圈部分就完成了。
    注意:缠绕线圈的时候,要防止漆包线打结。最好先把套件里面的线圈放开,漆包线捋直,再开始绕制线圈。
    到这里电磁秋千(电磁摆)所有的部分都制作完成了,我们开始最后的组装。自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    1、 如上图,把支架放在木板一端,用胶粘牢。(我推荐用透明胶带缠紧,比用万能胶方便调整和拆卸);     
    2、把摆杆放在支架上,摆杆两端向下弯折,防止其在摆动的过程中滑落;
    3、电磁铁线圈放在摆杆的正下方,用一点儿胶粘在木板上(推荐用双面胶,方便拆卸)。线圈一端刮掉绝缘漆的部分紧紧缠在右侧的支架上,另一端空着;
    4、调节支架的高度,让小磁铁尽量靠近电磁铁线圈,但又不能相互接触;自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    5、如上图,电池盒装上2节5号电池,1端鳄鱼夹夹住电磁铁悬空的线头,另一端夹住软导线。至此整个电磁秋千(电磁摆)的科技小制作就完成了!
通电实验:

自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    如上图,用手捏住软导线的另一端,轻轻接触摆杆的中上部分。我们管它叫“电刷”,用其中的2、3根细铜丝就好。如果摆杆没有开始摆动,是电流的方向不对,请更换电极,即让夹软导线的鳄鱼夹改夹电磁铁线圈,原先接线圈的改接软导线。
    很快你就可以看到摆杆开始摆动起来,尽量减小电刷对它的阻力,又保证它们能够接触,最后摆杆摆动幅度会很大很快,这么一个简单的装置,会如此顺畅有力地动作起来,一定会出乎你的意料!自己亲手制作的电磁秋千摆动起来,很有成就感哦!
工作原理:

自制电磁秋千(电磁摆)(科技小制作套件) - 物理 - 物理
    如上图。未通电时,摆杆垂直不动。用电刷接触摆杆,接通电路,电流方向:电池组正极——电磁铁线圈——支架——摆杆——电刷——电池组负极。此时电磁铁线圈产生磁性,如果它的磁场与小磁铁异性相吸,则摆杆保持不动。
    这时候就要交换电源的正负极,让通过电磁铁线圈的电流方向反向。这样电磁铁的磁极方向也随着改变,它就会与小磁铁同性相斥,摆杆会被推向一边。
    保持电刷的位置不动,因为摆杆移动了,电路也就断开了,电磁铁没有了电流,失去了磁性,也就不再排斥摆杆上的小磁铁,于是摆杆在重力的作用下回到原先的平衡位置。
    当摆杆重新回到平衡位置时,此时电路重新接通了,电磁铁又开始推动摆杆。因为这时摆杆具有一定的速度,所以它会越过平衡位置,在惯性和电磁铁推动力的共同作用下摆向另一边。
    这时摆杆又脱离了电刷,最终会再次在重力的作用下回归平衡位置,于是再次通电,再次被排斥……往复循环,电磁秋千(电磁摆)就不停地运动起来。
我的电磁秋千(电磁摆)为什么不工作:
    1、尝试改变电流的方向(交换电源的电极);
    2、检查电路是否接通:漆包线上的绝缘漆是否刮干净,鳄鱼夹是否与导线接触良好,电池盒里的电池是否安装正确;
    3、电刷的阻力是否太大;
    4、更换新的高能电池,例如南孚;


 
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