(毕业设计 页数:17 字数:5981)断电自感演示仪的设计与制作
摘要:通过实验我们知道,当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中就产生感应电流,这意味着电路中有电动势存在,当穿过导体回路的磁通量发生变化时,就产生感应电动势。精确的实验表明,导体回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比,这就是法拉第电磁感应定(Faraday’s law of electromagnetic induction)。互感和自感现象均属于电磁感应的范畴,当两线圈中一个线圈的电流发生变化时,便会在另一线圈中产生感应电动势,这便是互感。当单一线圈中的电流发生变化时,他所激发的磁场通过线圈自身的磁通量也在变化,使线圈自身产生感应电动势,这便是自感。其中自感又分为通电自感与断电自感。增大电感,减小电阻是提高自感可见度的正确途径。因电感越大,自感电动势阻碍电流增强达稳定的时间越长;直流电阻越小,消耗的功率越少,衰减越慢,持续时间越长,以使持续时间超过人眼的视觉暂留时间,使实验现象更明显。断电自感成功的再一重要关键:负载电阻等于电感阻抗。再此我们通过对电磁感应现象中断电自感现象的分析,对其原理进行研究,设计并制作断电自感演示仪。
关键词:断电自感演示仪,自感系数,时间常数,线圈,视觉暂留
目 录 一、 引言-----------------------------------------------------------------------------(3) 二、 电磁感应-----------------------------------------------------------------------(4) 1〉 电磁感应定律--------------------------------------------------------------(4) 2〉 动生电动势和感生电动势-----------------------------------------------(5) 3〉 自感和互感-----------------------------------------------------------------(5) 三、 断电自感的产生原理--------------------------------------------------------(9) 1〉 断电自感现象的理论分析--------------------------- --------------------(9) 2〉 本实验设计中断电自感的具体分析------------------------------------(12) ● 分析电流衰变规律,明确做好断电实验的条件----------------------(12) ● 抓住灯泡的功率问题,从能量的观点来分析-------------------------(13) 四、 断电自感演示仪的设计-----------------------------------------------------(15) 1〉 根据实验条件绕制线圈,合理选择灯泡、电源和铁心--------------(15) 2〉 断电自感演示仪的设计中应注意的问题------------------------------(15) ● 铁心选择过程中应注意的问题----------------------------------------(15) ● 线圈绕制过程中应该注意的问题-------------------------------------(16) ● 开关选择中应注意的问题----------------------------------------------(16) 五、 断电自感演示仪的制作-----------------------------------------------------(16)
引 言 电磁学是经典物理学的一部分。它主要是研究电荷、电流产生电场、磁场的规律,电场与磁场的相互关系,电磁场对电荷、电流的作用,以及电磁场对物质的各种效应等。 人类有关电磁现象的认识可追溯到公元前六百年,随着人们认识的不断发展,科学的不断进步,直到十九世纪三十年代,英国物理学家法拉第电磁感应的发现(1831年8月29日发现电磁感应现象),才使我们真正意义上认识电和磁。他从1833年6月15日开始的第五批《电的实验研究》文章极为重要。法拉第从这里开始研究,使他建立了以他的名字命名的著名的——法拉第电磁感应定律(Faraday’s law of electromagnetic induction)。他认识到当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中则产生感应电动势,感应电动势的大小取决于磁通量随时间的变化率 [ 感应电流的方向首先由俄国物理学家楞次于1834年给出,对电磁感应定律作了重大发展 ] ,在此基础上他制出第一台发电机。此外,1821年他还发现电动机原理,并制出最初的电动机。法拉第《电的实验研究》第九部分极其重要。从1834年12月18 日开始的这部分文章讲自感现象、讲闭路及开路瞬时电流。对以后电磁学的发展有重大影响。从此,电磁学按三个方向发展:第一方面,经验材料的继续积累;第二方面,寻求电磁学的实际应用;第三方面,实验事例的理论总结[1]。
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