多用交直流電機

　　該機外形如圖1所示，可以演示直流電動機及交、直流發(fā)電機的工作原理，可見度大，效果明顯。

圖1

         【制作方法】

　　1．底板的制作：

　　用厚15毫米的木板，按圖2所示的尺寸制作，做好后，在底板的中心豎直釘一根長155毫米的自行車輻條，使其外露140毫米，并將其上端用銼銼尖。

圖2

　　2．鐵支架的制作：

　　按圖3所示的尺寸，用長190毫米，寬25毫米，厚1．5毫米的鐵片制作兩個鐵支架，并在支架的水平部分鋸一條長60毫米，寬3毫米的長方形槽口。參照圖中木螺釘?shù)奈恢�，將兩個鐵支架固定在圖2中所示的位置，木螺釘不要擰得太緊，以便使鐵支架能在水平底板上左右移動來調節(jié)兩支架間的距離。

圖3

    3．線圈的繞制：

　　在一塊較大的木板上畫一個125毫米×95毫米的矩形，將4個截去針帽的長鐵釘釘在矩形的四個角上，作為線模。用直徑0．4毫米的漆包線在線模上繞60匝，制成矩形線圈。取一根長140毫米，外徑約6毫米（內徑約3毫米）的玻璃管和一個長5毫米，直徑3毫米的銅螺釘，在銅螺釘上繞一層棉線，涂上少量的502膠，緊塞在玻璃管的一端。將矩形線圈兩條短邊的漆包線平均分開，將玻璃管夾在漆包線中間，然后用棉線將矩形線圈的兩個短邊扎緊，使玻璃管固定于矩形線圈的軸線位置，并使管的開口一端露在線圈外。用同樣的方法再繞一個矩形線圈。

圖4

　　用厚0．5毫米左右的銅片按圖4所示的尺寸，做成直徑為25毫米的換向器和集流環(huán)。參照圖2用棉線或細的白布帶，分別把換向器的兩個半銅環(huán)和集流環(huán)的兩個銅環(huán)綁扎在兩個矩形線圈的一條短邊上，兩半環(huán)應與玻璃管的軸線對稱，兩半環(huán)間的兩條縫隙所在的平面應跟線圈平面垂直，兩個集流環(huán)間的距離為3毫米左右，其圓心應在矩形線圈的軸線上。將一個線圈的兩個引出端分別焊在換向器的兩個半環(huán)上（供作直流電機實驗），將另一個線圈的兩端分別焊在兩個集流環(huán)上（供做交流發(fā)電機實驗）。注意：換向器和集流環(huán)與線圈導線間要絕緣。

　　4．長方體形磁鐵的制作：

圖5

　　用寬20毫米，厚10毫米的木條做框，用三合板或鐵片做底，按圖5所示的尺寸，做兩個木盒。將四塊同樣規(guī)格的廢動圈式喇叭的環(huán)形磁鐵分別嵌入木盒內，要求其中一盒內的兩塊磁鐵的N極都在上方，另一盒的兩塊磁鐵的S極都在上方，用木條或油灰把磁鐵在盒中塞緊。取兩塊長160毫米，寬90毫米的五合板，在板的中間各挖一條長160毫米，寬2．6毫米，深2毫米的槽，將槽口向下釘在木盒上，將磁鐵封閉在木盆中制成長方體形的磁鐵，將每塊長方體形磁鐵的N、S極分別涂上紅色和藍色，并用白油漆標上“N”，“S”字樣。

　　5．電刷的制作：

圖6

　　用兩塊較薄的磷銅片按圖6所示的尺寸制作。按圖1所示的位置，用穿上銅墊的木螺釘把電刷固定在豎直底板上、并且在電刷的上方安裝兩個接線柱，用直徑為1毫米的銅導線把接線往與電刷連接好。固定電刷時要注意，木螺釘不能擰得太緊，以便使電刷能夠轉動；而且要使電刷與其下面的銅導線接觸良好。

　　6．整體組裝：

　�。�1）將兩塊長方體形的磁鐵的槽口對準鐵支架放入鐵支架上，使兩磁鐵異名磁極相對。

　�。�2）把帶有換向器的矩形線圈的玻璃管套在底板上的車輻條上作為轉軸，調節(jié)電刷的位置，使兩電刷分別跟兩個銅半環(huán)接觸，要助力接觸良好，松緊合適，以便使矩形線圈能靈活轉動。

　　【使用方法】

　　1．演示通電線圈在磁場中的轉動

　　把電刷轉向一邊，使其離開換向器，用帶夾子的細導線把換向器的兩個半銅環(huán)與6伏直流電源相接，通電矩形線圈在磁場中轉動。并在與磁力線垂直的平面附近繞轉軸來回擺動。較后在與磁力線垂直的平面內停下來，而不能持續(xù)轉動。改變線圈中電流的方向或磁場方向，矩形線圈的轉動方向也改變。

　　2．演示直流電動機的工作原理

　　轉動電刷，使兩個電刷分別與換向器的兩個半銅環(huán)接觸，用導線把接線柱跟直流電源連通，矩形線圈連續(xù)轉動。若把變阻器串聯(lián)在電路中，移動變阻器滑片，改變線圈中的電流強度，線圈的轉速改變。改變磁鐵間的距離，磁鐵間的磁場強度發(fā)生改變，線圈的轉速也發(fā)生改變。將兩塊磁鐵拔下，調換磁鐵的磁極，線圈的轉動方向發(fā)生改變。

　　3．演示直流發(fā)電機的工作原理

　　去掉電源，將直流電動機與靈敏電流計串聯(lián)，轉動矩形線圈，靈敏電流計的指針向一個方向偏轉。

　　4．演示交流發(fā)電機的工作原理

　　將直流電機的轉子線圈取下?lián)Q上交流發(fā)電機的轉子線圈，轉動電刷使兩個電刷與兩集流環(huán)接觸良好，轉動矩形線圈，靈敏電流計的指針左右擺動。

　　注：作直流電機使用肘，可洗用3－6伏的直流電源，演示磁場對通電線圈的作用時，用6伏直流電源。

　　編者提示：本自制教具可輔以“磁場”部分的物理實驗教學。

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