CN101853595A

CN101853595A - 电磁驱动式共振、固有频率演示器

Info

Publication number: CN101853595A
Application number: CN201010170424A
Authority: CN
Inventors: 归鼎; 喻承
Original assignee: SHENGE HIGH SCHOOL SHANGHAI
Current assignee: SHENGE HIGH SCHOOL SHANGHAI
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2010-10-06

Abstract

本发明公开一种电磁驱动式共振、固有频率演示器，包括低频信号发生器、电磁铁、金属长条、夹子、底座，其中：所述电磁铁设置在底座表面，金属长条由夹子夹住一端也设置在底座表面，金属长条的另一端位于电磁铁下方，电磁铁与低频信号发生器相连。所述底座上设有定位门，该定位门从上向下卡住用于固定铁夹，定位门上有朝下的斜面，并通过前后移动夹子调节夹子的高度。本发明结构简单，使用方便，振幅明显，便于观察；振动能够长时间持续；可以方便的任意改变固有频率；可以得到精确的频率数值反馈；便于携带，不易受损。

Description

电磁驱动式共振、固有频率演示器

技术领域

本发明涉及一种教学装置中的演示装置，具体地说，涉及的是一种电磁驱动式共振、固有频率演示器。

背景技术

共振是机械振动的相关内容中一个比较有意思的知识点。共振在各个版本课本中多有阐述，而且在高考中是作为一考点而出现的。但是在现在的课本中，共振的实验并不多，而且效果也并不明显。

现在比较多见的共振演示实验大多是靠一个振动的物体去策动另一个固有频率和它相同的物体。

现有这类实验器材的不足之处有：

1.实验效果并不明显，振幅较小。

2.由于驱动力是一个振动物体本身振动提供的，由于没有能量的补充，所以随着其机械能的不断损失，不用多久振动就会逐渐停止。

3.实验器材的固有频率可调节性不强，固有频率都是固定的，即便是可以改变被策动物的固有频率，也是采用替换组件的办法，无法精确的控制变量，所以使得实验的拓展余地有限。

4.没有将固有频率的测量和共振联系起来，大多只能得到一个定性的结论。

5.对于搬运来讲，大多体积庞大或者细线易缠绕损坏。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种电磁驱动式共振、固有频率演示器，结构简单，操作方便，观察直观明了。

为实现上述的目的，本发明所述的电磁驱动式共振、固有频率演示器，包括：低频信号发生器、电磁铁、金属长条、夹子、底座，其中：所述电磁铁设置在底座表面，金属长条由夹子夹住一端也设置在底座表面，金属长条的另一端位于电磁铁下方，电磁铁与低频信号发生器相连；

进一步的，所述底座表面设有一滑槽，电磁铁在该滑槽中水平移动。

进一步的，所述电磁铁设置在一透明有机玻璃罩内，有机玻璃罩的下边缘设有与底座上滑槽相吻合的轨道长条。

进一步的，所述夹子，其一端通过固定孔固定在底座表面，另一端从定位门穿出，定位门固定在底座上。

进一步的，所述定位门，其与夹子接触部分有朝下的斜面，可以通过前后移动夹子调节夹子的高度。

进一步的，所述夹子，其中间部分夹在限制其左右晃动的限位缝中；

进一步的，所述夹子，设有进一步固定其位置的支撑弹簧，该支撑弹簧从下向上支起夹子，使得夹子的被牢牢卡在定位门和固定孔之间，并可通过旋转支撑弹簧调节其固定的松紧度。

本发明中，低频信号发生器控制输入电磁铁中交流电流的频率，由于通电的电磁铁为条形磁铁，低频信号发生器输出的是交流电流，所以电磁铁的极性不断发生变化，从而对电磁铁下方的金属长条一会儿吸引一会儿不吸引，产生一个周期性变化的策动力，使得金属长条不断上下抖动，所以通过控制低频信号发生器的频率，可以使得金属长条震动幅度不断变化，当低频信号发生器的频率与金属长条的固有频率相同时，达到共振，此时金属长条的震动幅度最大。

与现有的演示装置相比较，本发明结构简单，使用方便，振幅明显，便于观察；振动能够长时间持续；可以方便的任意改变固有频率(比如通过改变长度)；可以得到精确的频率数值反馈；便于携带，不易受损；甚至策动力的施加位置也可以任意改变。

附图说明

图1为本发明一实施例结构示意图；

图2为本发明一实施例低频信号发生器与电磁铁连接示意图。

图中：底座1、固定孔2、支撑弹簧3、限位缝4、夹子5、定位门6、金属长条7、电磁铁8、有机玻璃罩9、滑槽10、低频信号发生器11。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本发明的保护范围。

如图1、2所示，本实施例提供一种电磁驱动式共振、固有频率演示器，包括：低频信号发生器11、电磁铁8、金属长条7、夹子5、底座1，其中：所述电磁铁8设置在底座1表面，金属长条7由夹子5夹住一端也设置在底座1表面，金属长条7的另一端位于电磁铁8下方，电磁铁8与低频信号发生器11相连；

本实施例中，金属长条7采用锯条，具体实验演示步骤如下：

1、将电磁铁8和锯条分别用如附图1所示安装好上，使得两者之间的距离适当。

2、将电磁铁8接通低频信号发生器11，并打开电源接通。

3、调节信号发生器11的频率输出，注意观察锯条振动的振幅。

4、当发现振幅最大之处时，调节电磁铁8和锯条之间的距离，使得实验效果明显。

5、改变锯条长度重复第3、4步。

实验结果相当明显，频率如果不一致的话，锯条是根本不动的。当驱动力频率和锯条一致时能够观察到明显的振动，甚至可以听到锯条与铁芯碰撞发出的清脆的声响。并且通过信号发生器11可以轻松的读出频率的数值。

本实施例中，所述底座1表面设有一滑槽10，电磁铁8在该滑槽10中水平移动。

本实施例中，所述电磁铁8设置在一透明有机玻璃罩9内，有机玻璃罩9的下边缘设有与底座上滑槽相吻合的轨道长条。

本实施例中，所述夹子5，其一端通过固定孔2固定在底座1表面，另一端从定位门6穿出，定位门6固定在底座1上。

本实施例中，所述定位门6，其与夹子5接触部分有朝下的斜面，可以通过前后移动夹子调节夹子的高度。

本实施例中，所述夹子5，其中间部分夹在限制其左右晃动的限位缝4中；

本实施例中，所述夹子5，设有进一步固定其位置的支撑弹簧3，该支撑弹簧3从下向上支起夹子5，使得夹子5的被牢牢卡在定位门6和固定孔2之间，并可通过旋转支撑弹簧3调节其固定的松紧度。

本实施例中，低频信号发生器11控制输入电磁铁8中交流电流的频率，由于通电的电磁铁8为条形磁铁，低频信号发生器11输出的是交流电流，所以电磁铁8的极性不断发生变化，从而对电磁铁8下方的锯条一会儿吸引一会儿排斥，使得锯条不断上下抖动，所以通过控制低频信号发生器11的频率，可以使得锯条震动幅度不断变化，当低频信号发生器11的频率与锯条的固有频率相同时，达到共振，此时锯条的震动幅度最大。

由以上的实施例可以看出，本发明结构简单，使用方便，振幅明显，便于观察；振动能够长时间持续；可以方便的任意改变固有频率(比如通过改变长度)；可以得到精确的频率数值反馈；便于携带，不易受损；甚至策动力的施加位置也可以任意改变。

Claims

1.一种电磁驱动式共振、固有频率演示器，其特征在于，包括：低频信号发生器、电磁铁、金属长条、夹子、底座，其中：所述电磁铁设置在底座表面，金属长条由夹子夹住一端也设置在底座表面，金属长条的另一端位于电磁铁下方，电磁铁引低频信号发生器相连。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动式共振、固有频率演示器，其特征在于：所述底座表面设有一滑槽，电磁铁在该滑槽中水平移动。

3.根据权利要求2所述的电磁驱动式共振、固有频率演示器，其特征在于：所述电磁铁设置在一透明有机玻璃罩内，有机玻璃罩的下边缘设有与底座上滑槽相吻合的轨道长条。

4.根据权利要求1所述的电磁驱动式共振、固有频率演示器，其特征在于：所述夹子，其一端通过固定孔固定在底座表面，另一端从定位门穿出，定位门固定在底座上。

5.根据权利要求4所述的电磁驱动式共振、固有频率演示器，其特征在于：所述定位门，其与夹子接触部分有朝下的斜面，可以通过前后移动夹子调节夹子的高度。

6.根据权利要求1或4所述的电磁驱动式共振、固有频率演示器，其特征在于：所述夹子，其中间部分夹在限制其左右晃动的限位缝中。

7.根据权利要求1或4所述的电磁驱动式共振、固有频率演示器，其特征在于：所述夹子，设有进一步固定其位置的支撑弹簧，该支撑弹簧从下向上支起夹子，使得夹子的被牢牢卡在定位门和固定孔之间，并可通过旋转支撑弹簧调节其固定的松紧度。