磁懸浮與電磁感應實驗演示儀
采用的是電磁感應原理,先由電產生磁場,演示功能之一:磁場產生感應電流,LED發光;演示功能之二:磁力和重力二力平衡,使LED發光體及附件懸浮在空中,由于沒有阻力作用,懸浮體可以在懸浮空中轉動,同時一組線圈做磁力線切割,LED發光亮度在不斷地由弱變強、再由強變弱,視覺效果突出。
磁力是磁場對電流作用的非接觸力,永磁體之間的相互作用本質上是磁場對電流的作用,由于它具有非接觸的特點,異性磁極間的相互作用力可以很大,但由于它隨磁極間距變大而迅速減小,按等效磁荷觀點,有相應的庫侖定律,與磁荷乘積成正比與距離的平方成反比。因此,較難實現常溫條件下(非超導)的磁懸浮,即利用磁力使物體在重力場中穩定地懸浮起來。
本儀器應用現代測磁和電子反饋技術,可以可靠穩定地實現磁懸浮。
測磁傳感器測得的磁感應強度與以下因素有關:
1) 在一定電流下與懸物頂端磁鐵的距離有關,距離越大,磁感應強度越小,傳感器的輸出反映了懸物與傳感器間的相對距離。
2) 因傳感器緊貼安裝于線圈鐵芯,因此其輸出與線圈中通過的電流有關,電流越大,磁感應強度越大。
測量控制電路具有以下作用:
1) 線圈電流產生的磁場極性與懸物上磁鐵極性相反,以得到相吸引的磁力,且磁力須大于懸物的重力;
2) 當磁力較大,以至懸物磁鐵與線圈相對距離變小時,線圈電流變小,減小吸引懸物磁鐵的磁力;反之當磁力較小,以至懸物磁鐵與線圈距離變大時,線圈電流變大,增大吸引懸物磁鐵的磁力。
這樣懸物可穩定地無接觸懸掛于線圈芯棒的下方,保持與芯棒距離約12-20mm,懸物磁鐵與電磁鐵的間距由霍爾磁傳感器測得磁性強弱,反映了間距的近遠,繼而控制電磁鐵線圈電流的大小。
作品名稱:磁懸浮與電磁感應實驗演示儀
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