Стенд для демонстрации свойств магнитного поля Советский патент 1992 года по МПК G09B23/18 

Изобретение относится к физике, а именно к электродинамике, и может быть использованопри изучении различных свойств магнитного поля, в частности проникающей способности магнитных полей и способности магнитных полей наводить ЭДС индукции в областях npocTpancTBaj, которые защищены металлическими экранами.

Основной идеей изобретения является демонстрация проникающей способности магнитного поля через сплошные металлические экраны при относительном движении источника магнитного поля и экрана, что достигается выт полнением экрана с возможностью перемещения относительно магнита.

На фиг.1-3 показан предлагаемый стенд.

Устройство содержит подковообразный железный магнит 1, являющийся источником магнитного поля, прямоугольная рамка 2, выполненная из нескольких сотен витков медного эмалированного провода, которые стянуты в жгут с помощью хлопчатобумажной тесьмы, гальванометр (или самопишущий, прибор) 3, который подсоединен к рамке 2 с помощью гибких многожильных проводов ... Стенд выполняется так, что магнит 1 и рамка 2 могут перемещаться друг относительно друга, .как на фиг. 1 показано стрелкой А. На основании 5 (фиг,2 и 3) жестко

М

Ю

1

4

укреплена опорная рама, выполненная в виде двух треугольных опор 6 и перекладины 7 соединяющей эти опоры На перекладине 7 укреплены навесы 8, представляющие собой шарикоподшипники жестко насаженные на перекладину 7 своей внутренней обоймой, а на внешней обойме подшипника крепится хомут с крючком 9. На крючках 9 подвешивается прямоугольная рамка 2, а также магнит 1 с помощью специальных хлопчатобумажных нитей 10. Такой подвес магнита 1 рамки 2 превращает их в некоторый физический маятник,, т.к. если отклонить магнит от положения равновесия и отпустить, то он будет совершать свободные колебания, как показано на фиг,3 стрелкой Б. Аналогичное относится и к рамке 2, однако для того, чтобы колебания рамки были идентичны колебаниям магнита (например, по периоду и амплитуде), на рамку навешиваются грузы 11. Чтобы предотвратить качания рамки 2 или магнита 1, в станине предусмотрены стопоры 12, выполненные в виде болтов, которые ввернуты в основание 5. На рамку 2 могут надеваться экраны 13, которые изготовляют в виде трубок из различных материалов, таких как железо, медь, алюминий и т „л. Трубки делают кругового или эллиптического сечения„ Для облегчения постановки экрана 13 или его снятия с рамки 2 экраны имеют .прорезь- 1 и стягиваются хомутом 15. Экраны 13 подвешиваются к перекладине 7 с помощью нитей 16 о

Работа стенда при демонстрации свойств магнитного поля заключается в следующем.

При перемещении рамки 2 (фиг.Т.) .вдоль стрелки А, т.е. при вдвигании ее в полость магнита .1 или выдвижении наружу, рамка пересекает магнитные силовые линии и в .соответствии с законом индукции Фарадея в ней наводится ЭДС индукции. Демонстрация указанного свойства магнитного поля

с помощью стенда производится следующим образом. С помощью стопора 12

10

15

20

25

. . 720071 4

фиксируют относительно основания 5 магнит 1 (фиг.2).. Затем приводят в колебательное движение рамку2, как показано стрелкой Б на фиг.З, нос при этом на рамку не надет экран

13. Затем на рамку 2 надевают экран 13 эллиптического сечения, просунув ее через прорезь 1 k в экране 13, и фик- сируют экран 13 стопорами 12 относительно станины 5 (фиг.2). Снова приводят в колебательное движение рамку 2, как показано на стрелкой Б. В данном случае рамка 2 будет перемещаться внутри экрана 13 и в зависимости от материала экрана (железо или цветные металлы) в ней будут наводиться различной величины ЭДС индукции. ЭДС будет минимального значения для железного экрана. Но если привести в колебательное движение экраны. 13 и рамку 2 как целое, скрепив их друг с другом, то ЭДС индукции будет наводиться в рамке 2 такой величины, как будто бы экрана 13 нет. ЭДС индукции не зависит от материала, из которого сделан экран,,

Указанное .свойство проявляется и тогда, когда в колебательном движении находится магнит 1, а рамка 2 и экран 13 неподвижны.

30

Ф о р м у л а изобретения

Стенд для демонстрации свойств магнитного поля, содержащий стойку, постоянный и-образный магнит, электро- регистрирующую аппаратуру и рамку из электропроводящей проволоки, установленную на стойке с возможностью перемещения в поле постоянного магнита и подключенную к электрореги- стрирующей аппаратуре, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он содержит сплошной металлический экран, выполненный в вид%полой трубки и закрепленный на стойке с возможностью перемещения в поле постоянного магнита, при этом одна из сторон рамки расположена внутри полой трубки.

Е

.г

и а

3

Изобретение относится к демонстрационным устройствам по физике и может быть использовано при изучении различных свойств магнитного поля, в частности проникающей способности магнитных полей и способнссти маг нитных полей на водит ь ЭДС индукции в областях пространства, которыеА защищены металлическими экранами. Стенд для демонстрации свойств маг ни-гного поля содержит стойку, постоянный и-образный магнит, электрорегист- рирующую аппаратуру, рамку из элек- трбпроводящей проволоки, установленную на стойке с возможностью перемещения в поле постоянного магнита и подключенную к электрорегистрирующей аппаратуре, а также сплошной металлический экран, выполненный в виде полой трубки и закрепленный на стойке с возможностью перемещения в поле постоянного магнита. При этом одна из сторон электропроводящей рамки расположена внутри полой трубки. 3 ил. с S (/)

Ч1.ШЦ

U

69 г в 9

i эпф

А-Л

&

13

фагЗ