一种通电螺线管实验教具的制作方法

1.本实用新型涉及实验教具领域，尤其涉及一种通电螺线管实验教具。

背景技术：

2.传统课堂多用撒铁屑的方式描绘通电螺线管周围磁感线的形状，通过小型电磁铁吸引大头针的数量间接探究磁场与电流、匝数的关系，无法直观形象地表示螺线管内外部各个位置的磁场方向和大小，使得原本就看不见也摸不到的磁场变得更加抽象，造成学生理解的困难。
3.中国专利文献公开号cn201540670u公开的一种螺线管磁场演示仪能根据磁极之间的相互作用设计磁场探针，通过指针系统的偏转，不但可以判断通电螺线管内外部磁场的方向和大小，还将多种不同线圈匝数的螺线管，合并成一个螺线管，通过中间抽头经过合理的组合来实现有规律的多种不同线圈匝数的目的。
4.但现有技术无法探究通电螺线管磁场强度与是否插有铁芯的关系，无法研究通电螺线管外部磁场强度；且该专利是用小磁针表示某点磁场方向，方向表示不准确，无法定量表示磁场方向。

技术实现要素：

5.为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种通电螺线管实验教具，可以测量采集螺线管周围各个点位的磁场大小和方向，直观了解螺线管磁场分布情况。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.本实用新型提供的一种通电螺线管实验教具，包括用于放置螺线管的安装支架，所述安装支架上设置有空心的圆环筒，所述圆环筒外壁缠绕有线圈；垂直于所述圆环筒的轴线方向设置有横向导轨组件，所述横向导轨组件动力输出端设置有纵向组件，所述横向导轨组件驱动所述纵向组件沿垂直于所述圆环筒的轴线方向来回移动；所述纵向组件动力输出端上设置有测量杆，所述测量杆在所述纵向组件驱动下沿所述圆环筒的轴线方向来回移动，所述测量杆端部设置有磁力计。
8.本实用新型优选地技术方案在于，所述安装支架包括两个固定支脚，每个所述固定支脚顶端均设置有半圆托架，所述半圆托架底部设置有调节螺杆，所述调节螺杆与所述固定支脚螺纹连接，以调节所述半圆托架的高度，所述圆环筒放置于所述半圆托架中。
9.本实用新型优选地技术方案在于，所述横向导轨组件包括固定架，所述固定架上沿垂直于所述圆环筒的轴线方向设置有导向杆，所述纵向组件滑动连接于所述导向杆上；所述固定架一端设置有螺杆电机，所述螺杆电机输出端设置有驱动螺杆，所述驱动螺杆与所述纵向组件螺纹连接。
10.本实用新型优选地技术方案在于，所述纵向组件包括连接架，所述连接架与所述导向杆滑动连接，所述连接架与所述驱动螺杆螺纹连接；所述连接架上设置有齿轮电机，所
述齿轮电机输出端设置有驱动齿轮，所述测量杆上侧面设置有与所述驱动齿轮配合的齿条；所述连接架上还设置有两个导轮，两个所述导轮位于所述驱动齿轮的两侧，所述测量杆夹持于所述导轮和所述驱动齿轮之间。
11.本实用新型优选地技术方案在于，所述圆环筒内部通孔的直径大于所述测量杆的外径。
12.本实用新型优选地技术方案在于，所述安装支架位于所述横向导轨组件中部位置，以使所述测量杆在所述圆环筒两侧可移动距离相等。
13.本实用新型的有益效果为：
14.本实用新型提供的一种通电螺线管实验教具，包括用于放置螺线管的安装支架，所述安装支架上设置有空心的圆环筒，所述圆环筒外壁缠绕有线圈；垂直于所述圆环筒的轴线方向设置有横向导轨组件，所述横向导轨组件动力输出端设置有纵向组件，所述横向导轨组件驱动所述纵向组件沿垂直于所述圆环筒的轴线方向来回移动；所述纵向组件动力输出端上设置有测量杆，所述测量杆在所述纵向组件驱动下沿所述圆环筒的轴线方向来回移动，所述测量杆端部设置有磁力计。通过横向导轨组件和纵向组件驱动磁力计移动到圆环筒周围的任意位置，对应位置数据同时采集磁场数据绘制磁场分布图。
附图说明
15.图1是本实用新型具体实施方式中提供的通电螺线管实验教具整体结构示意图；
16.图中：
17.1、安装支架；2、圆环筒；3、横向导轨组件；4、纵向组件；5、磁力计；11、半圆托架；12、固定支脚；31、固定架；32、导向杆；33、驱动螺杆；34、螺杆电机；41、齿轮电机；42、连接架；43、驱动齿轮；44、导轮；45、测量杆。
具体实施方式
18.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
19.如图1所示，本实施例提供一种通电螺线管实验教具，包括用于放置螺线管的安装支架1，所述安装支架1上设置有空心的圆环筒2，所述圆环筒2外壁缠绕有线圈；使用台虎钳固定线圈，圆环筒2采用塑料透明管，手动旋转粗细适合的圆环筒2，将线圈上的漆包线排布紧密、均匀地缠绕在圆环筒2上。使用不同匝数的线圈可以探究磁场强度与线圈匝数的关系。
20.为了方便控制磁力计5在不同位置采集数据，垂直于所述圆环筒2的轴线方向设置有横向导轨组件3，所述横向导轨组件3动力输出端设置有纵向组件4，所述横向导轨组件3驱动所述纵向组件4沿垂直于所述圆环筒2的轴线方向来回移动；所述纵向组件4动力输出端上设置有测量杆45，所述测量杆45在所述纵向组件4驱动下沿所述圆环筒2的轴线方向来回移动，所述测量杆45端部设置有磁力计5。通过横向导轨组件3驱动将纵向组件4移动到螺线管两侧的任意位置，通过纵向组件4驱动测量杆45沿螺线管长度方向来回移动，检测螺线管长度方向各处的磁场。圆环筒2中部采用中空设置，且所述圆环筒2内部通孔的直径大于所述测量杆45的外径，使得测量杆45可以深入到螺线管内部进行测量。
21.为了构建磁场立体分布情况，所述安装支架1包括两个固定支脚12，每个所述固定
支脚12顶端均设置有半圆托架11，所述半圆托架11底部设置有调节螺杆，所述调节螺杆与所述固定支脚12螺纹连接，以调节所述半圆托架11的高度，所述圆环筒2放置于所述半圆托架11中。通过调节半圆托架11处于不同高度，测量不同高度层的磁场分布情况，可以构件螺线管三维的磁场分布情况。
22.进一步地，所述横向导轨组件3包括固定架31，所述固定架31上沿垂直于所述圆环筒2的轴线方向设置有导向杆32，所述纵向组件4滑动连接于所述导向杆32上；所述固定架31一端设置有螺杆电机34，所述螺杆电机34输出端设置有驱动螺杆33，所述驱动螺杆33与所述纵向组件4螺纹连接。螺杆电机34带动驱动螺杆33转动，从而带动固定架31沿着导向杆32来回移动。
23.进一步地，所述纵向组件4包括连接架42，所述连接架42与所述导向杆32滑动连接，所述连接架42与所述驱动螺杆33螺纹连接；所述连接架42上设置有齿轮电机41，所述齿轮电机41输出端设置有驱动齿轮43，所述测量杆45上侧面设置有与所述驱动齿轮43配合的齿条；所述连接架42上还设置有两个导轮44，两个所述导轮44位于所述驱动齿轮43的两侧，所述测量杆45夹持于所述导轮44和所述驱动齿轮43之间。通过导轮44和驱动齿轮43可以方便将测量杆45夹持固定，然后通过驱动齿轮43和测量杆45上的齿条配合来回移动，可以精确控制移动距离。
24.优选的，所述安装支架1位于所述横向导轨组件3中部位置，以使所述测量杆45在所述圆环筒2两侧可移动距离相等。可以对称检测两侧的磁场情况。
25.本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本技术的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

技术特征：

1.一种通电螺线管实验教具，其特征在于：包括用于放置螺线管的安装支架(1)，所述安装支架(1)上设置有空心的圆环筒(2)，所述圆环筒(2)外壁缠绕有线圈；垂直于所述圆环筒(2)的轴线方向设置有横向导轨组件(3)，所述横向导轨组件(3)动力输出端设置有纵向组件(4)，所述横向导轨组件(3)驱动所述纵向组件(4)沿垂直于所述圆环筒(2)的轴线方向来回移动；所述纵向组件(4)动力输出端上设置有测量杆(45)，所述测量杆(45)在所述纵向组件(4)驱动下沿所述圆环筒(2)的轴线方向来回移动，所述测量杆(45)端部设置有磁力计(5)。2.根据权利要求1所述的通电螺线管实验教具，其特征在于：所述安装支架(1)包括两个固定支脚(12)，每个所述固定支脚(12)顶端均设置有半圆托架(11)，所述半圆托架(11)底部设置有调节螺杆，所述调节螺杆与所述固定支脚(12)螺纹连接，以调节所述半圆托架(11)的高度，所述圆环筒(2)放置于所述半圆托架(11)中。3.根据权利要求1所述的通电螺线管实验教具，其特征在于：所述横向导轨组件(3)包括固定架(31)，所述固定架(31)上沿垂直于所述圆环筒(2)的轴线方向设置有导向杆(32)，所述纵向组件(4)滑动连接于所述导向杆(32)上；所述固定架(31)一端设置有螺杆电机(34)，所述螺杆电机(34)输出端设置有驱动螺杆(33)，所述驱动螺杆(33)与所述纵向组件(4)螺纹连接。4.根据权利要求3所述的通电螺线管实验教具，其特征在于：所述纵向组件(4)包括连接架(42)，所述连接架(42)与所述导向杆(32)滑动连接，所述连接架(42)与所述驱动螺杆(33)螺纹连接；所述连接架(42)上设置有齿轮电机(41)，所述齿轮电机(41)输出端设置有驱动齿轮(43)，所述测量杆(45)上侧面设置有与所述驱动齿轮(43)配合的齿条；所述连接架(42)上还设置有两个导轮(44)，两个所述导轮(44)位于所述驱动齿轮(43)的两侧，所述测量杆(45)夹持于所述导轮(44)和所述驱动齿轮(43)之间。5.根据权利要求1所述的通电螺线管实验教具，其特征在于：所述圆环筒(2)内部通孔的直径大于所述测量杆(45)的外径。6.根据权利要求1所述的通电螺线管实验教具，其特征在于：所述安装支架(1)位于所述横向导轨组件(3)中部位置，以使所述测量杆(45)在所述圆环筒(2)两侧可移动距离相等。

技术总结

本实用新型公开了一种通电螺线管实验教具，属于实验教具领域，包括用于放置螺线管的安装支架，所述安装支架上设置有空心的圆环筒，所述圆环筒外壁缠绕有线圈；垂直于所述圆环筒的轴线方向设置有横向导轨组件，所述横向导轨组件动力输出端设置有纵向组件，所述横向导轨组件驱动所述纵向组件沿垂直于所述圆环筒的轴线方向来回移动；所述纵向组件动力输出端上设置有测量杆，所述测量杆在所述纵向组件驱动下沿所述圆环筒的轴线方向来回移动，所述测量杆端部设置有磁力计。通过横向导轨组件和纵向组件驱动磁力计移动到圆环筒周围的任意位置，对应位置数据同时采集磁场数据绘制磁场分布图。分布图。分布图。