Учебный прибор по электротехнике Советский патент 1989 года по МПК G09B23/18 

Изобретение относится к учебным пособиям по электротехнике для определения относительной величины плотности тока, переменного напряжения в сечении токовода и может быть использовано при проведении сопоставительного анализа токопроводимости шин со сложным профилем.

Целью изобретения является обеспечение наглядности демонстрации

распределения напряженности магнитного поля в шинопроводе и окружающем пространстве.

На фиг.1 изображен прибор, общий вид; на фиг.2 - график определения величины Н ч, в любой точке относительно другой, взятых на плоскости Р, проходящей через поперечное сечение шины.

14У06854

напряженность поля в точках М, и М

Учебный прибор по электротехнике состоит из основания 1, верхней платформы 2, жестко соединяющих их шпилек 3, линейки 4 с бегунком 5. Линейка 4 свободно перемещается по

распорным шпилькам 3. В верхней час- 1Н, H,R + ,

относительно Точки

от точки М к точке F,

ти бегунка 5 закреплена центрирующая игла 6, на которой подвижно размещена втулка 7, стержень 8, жестко ю соединенный с ней одним концом под углом о 66, а другим - шарнирно с верхним концом пластины 9, которая заканчивается в нижней своей части щупом 10. При этом ось стержня 8 15 пересекается с осью втулки 7 в плоскости верхней платформы 2. В нижней части бегунка 5-расположен.указатель 11 .

С верхней частью пластины 9 одним 20 концом жестко закреплена пластинчатая пружина 12, которая другим кон-- цом шарнирно соединена с центрирующей иглой 6. На основании 1 неподвижно установлена исследуемая модель 25 13 токовода.

На фиг.1 обозначен : F, F, и F - точки, относительно которых выполняется исследование , Ру- плоскость, ЗО на которой визуально выделяется плоскость, ограниченная верхней платформой 2, пружиной 12 и пластиной 9j Р - линия расположения точек, в которых определяется относительная величина тока (величина тока ограничивается линией, описанной пружиной 12 и Ттластиной 9), Z - щирина пластины 9, принятая по глубине проникновения тока в тоководе; d- угол, образованный плоскостью верхней платформы 2 и осью стержня 8, при этом вершина находится в точке пересечения оси стержня 8 с осью центрирующей иглы 6; Р - поверхность основания 1 ,

На фиг.2 показан график доказательства увеличения напряженности И ,( в точках М, и М, произвольно выбранных на плоскости Р относительно точек фокусов F, кости Р.

На фиг.2 обозначены: Rp , Rp , RF, , R FI и R Fj радиусы от точек FO, F 1, F i к точкам М, Mj;

H,Rk, H,R;,, H,R;,, H., H,

векторы напряженности в точках Н, М относительно точек F, Fi, Fj ; Z ,, Z НуМ 2 - суммарная

35

40

F, Fj на плос-от точки М - к точке F

liyi, -. H;R Й7,, . .

Отсюда следует вывод, что Н,. в любой точке (М,, М ) относительно другой (FO) пропорциональна трехкратной величине расстояния между ними и направлена по касательной к окружности.

Таким образом, тангенс угла J, равен 3, т.е. d равен бб.

Определение величины относительной плотности тока в наглядном пособии производят следующим образом.

Первоначально производят подготовительную работу. Определяют точки на исследуемой модели 13, относитель но которых производится отсчет (ос- нрвная точка F находится по оси центра тяжести фигуры, остальные - Fy и F - на прямой линии, проходящей через основную точку, так как ли нии уровней напряженности поля уединенной плоской шины описываются с учетом линии Кассиниотвечающей условию

R,-R.j S /1 d/ .

В точках F, F о, F - величина на пряженности поля равна нулю. S - сечение токовода-, 1Г 3,14, R ,R j - переменные радиусы от соответствующих . фокусов F , F , q- постоянная составляющая .

Далее модель 13 устанавливают на основание 1 так, чтобы линия , осталась под указателем 11 и прохо- Q дила параллельно оси линейки 4.

Указатель 11 поочередно устанавливают над точками F, Fp, F

Для визуального наблюдения за ве- личинрй и формой сечения Spy(F,,, F, 55 ) по линии Р, втулку 7 поворачивают до установки стержня-8 над лини ей Рд, которую выбирают произвольно. При этом щуп 10 касается внешней поверхности модели 13. Жесткость и

относительно Точки

от точки М к точке F,

- от точки М - к точке F

liyi, -. H;R Й7,, . .

Отсюда следует вывод, что Н,. в любой точке (М,, М ) относительно другой (FO) пропорциональна трехкратной величине расстояния между ними и направлена по касательной к окружности.

Таким образом, тангенс угла J, равен 3, т.е. d равен бб.

Определение величины относительной плотности тока в наглядном пособии производят следующим образом.

Первоначально производят подготовительную работу. Определяют точки на исследуемой модели 13, относительно которых производится отсчет (ос- нрвная точка F находится по оси центра тяжести фигуры, остальные - Fy и F - на прямой линии, проходящей через основную точку, так как линии уровней напряженности поля уединенной плоской шины описываются с учетом линии Кассиниотвечающей условию

R,-R.j S /1 d/ .

В точках F, F о, F - величина напряженности поля равна нулю. S - сечение токовода-, 1Г 3,14, R ,R j - переменные радиусы от соответствующих фокусов F , F , q- постоянная составляющая .

Далее модель 13 устанавливают на основание 1 так, чтобы линия , осталась под указателем 11 и прохо- дила параллельно оси линейки 4.

Указатель 11 поочередно устанавливают над точками F, Fp, F

Для визуального наблюдения за ве- личинрй и формой сечения Spy(F,,, F, ) по линии Р, втулку 7 поворачивают до установки стержня-8 над линией Рд, которую выбирают произвольно. При этом щуп 10 касается внешней поверхности модели 13. Жесткость и

форма пружины 12 подобраны такими, что она изгибается и своим контуром описьшает кривую, отражающую график величины внешней напряженности поля Н„ токовода с током (по гиперболическому закону).

Использование изобретения позволяет визуально проводить отборочный анализ из ряда сложных профилей тоководов с последующим вычисление на ЭВМ.

Формула изобретения

Учебный прибор по электротехнике, отличающийся тем, что, с целью обеспечения наглядности демонстрации распределения напряженности магнитного поля в шинопроводе и в окружающем пространстве, он имеет основание для укладки исследуемой модели

0

5

о

сложного профиля по сечению Ш1нопро- вода и средство для интерпретации эпюры с вырезом поля, состоящее из расположенной параллельно основанию и над ним платформы, скользящего одним концом по контуру модели шинопровода щупа, верхняя часть которого выполнена в виде пластины расположенной над платформой втулки, установленной подвижно на центрирующей игле, стержня, к втулке под углом

в нем с одним концом, а другим - шарнирио с верхним концом пластины, и пластинчатой пруткины, один конец которой шарнирно соединен с верхним концом центрирующей иглы, а второй жестко закреплен на пластине, при этом на основании параллельно оси симметрии модели щинопровода установлена направляющая с ползуном, связанным с Центрирующей иглой.

расположенного

66 и жестко соединенного

Изобретение относится к учебным пособиям по электротехнике для проведения сопоставительного анализа в токопроводимости шин со сложным профилем. Целью изобретения является обеспечение наглядности демонстрации распределения напряженности магнитного поля в шинопроводе и в окружающем пространстве. Это достигается тем, что учебный прибор по электротехнике состоит из основания 1, верхней платформы 2, жестко их соединяющих шпилек 3, по которым перемещается линейка 4 с бегунком 5. В верхней части бегунка 5 закреплена центрирующая игла 6, на которой подвижно размещена втулка 7. Стержень 8 жестко соединен со втулкой 7 одним концом под углом Α, равным 66°, а другим - шарнирно с верхним концом пластины 9, которая заканчивается в нижней своей части щупом 10. При этом ось стержня 8 пересекается с осью втулки 7 в плоскости верхней платформы 2. В нижней части бегунка 5 расположен указатель 11. С верхней частью пластины 9 одним концом жестко соединена пластинчатая пружина 12, а другим концом она шарнирно соединена с центрирующей иглой 6. На основании 1 неподвижно установлена исследуемая модель 13 токовода. Модель 13 устанавливают на основание 1 так, чтобы линия F₁F₂ осталось под указателем 11 и проходила параллельно оси линейки 4. Указатель 11 поочередно устанавливают до установки стержня 8 над линией P_а, которая выбирается произвольно. При этом щуп 10 касается внешней поверхности модели 13, а пружина 12 изгибается и своим контуром описывает кривую, отражающую график величины внешней напряженности поля H_у токовода с током.

и

It

Фиг.1

иг.2

Wyff«

FO