Учебный прибор по физике Советский патент 1993 года по МПК G09B23/12 

Изобретение относится к учебным пособиям по электротехнике, в частности к униполярным машинам.

Изобретение является дальнейшим развитием конструкции Барлоу, использующее свойства сверхпроводящих материалов для экранирования магнитного поля (эффект Мейснера).

В предлагаемой конструкции униполярной машины ток подводится так же, как и в рассмотренных конструкциях к оси и периферии диска (ротора). При этом однако обе щетки со скользящими контактами находятся на оси диска и по крайней мере одна из них изолирована от оси. Подвод тока к периферии диска осуществляется с помощью проводника, соединяющего кольцо, изолированное от оси диска, и точку на периферии диска, окруженного экраном-трубкой из сверхпроводящего материала. Вследствие эффекта Мейснера экран (трубка), изолированный от токоведущих частей электродвигателей (униполярной машины), исключает взаимодействие тока в проводнике, который он окружает, с магнитным полем магнита и исключает тем самым возникновение тормозящей силы.

На чертеже показана схема предлагаемого прибора;

На оси находятся скользящие контакты, изолированные от нее (контакты 2 и 7). Диск 6 изолирован от оси. Проводник 5, соединяющий скользящий контакт 2 с периферией диска 6 защищен (экранирован) от воздействия магнитного поля экраном (трубкой), изолированным диэлектриком 4 от токоведущих частей и корпуса двигателя. Аналогично описанному выполнению контакта с периферией диска для более равномерного распределения теплового поля по диску целесообразно создание .нескольких симметрично распределенных по периферии диска контактов и соединительных проводов, экранированных сверхпроводящими трубка00

со

о

со

о

ми (экранами). Сверхпроводящий материал может быть любым видом сверхпровод я щей керамики, в том числе имеющей сверхпроводящие свойства при комнатной температуре. В других случаях возможно охлаждение устройства парами жидкого азота. В этом случае все устройство заключается в кожух. Весь диск находится в поперечном магнитном поле, создаваемом двумя магнитами, обращенными к диску разноименными полюсами.

Формула изобретения Учебный прибор по физике, представляющей собой диск, выполненный из электропроводящего материала, укрепленный на штативе с возможностью вращения, ось диска снабжена скользящими контактами, отличающийся тем, что, с целью демонстрации свойств электропроводящих материалов, периферия диска соединена с его осью с помощью провода, заключенного в сверхпроводящий экран.

Изобретение относится к учебным пособиям по электротехнике, способствующим более глубокому пониманию учащимися свойств перспективных материалов электротехники, каковыми являются высокотемпературные сверхпроводящие материалы. Сущность изобретения: предлагаемый прибор демонстрирует целый комплекс физических эффектов: эффект Холла, эффект Мейснера (экранировка магнитного поля), правило Лоренца, закон Ампера и др. В приборе используется сверхпроводящий экран для экранировки сверхпроводящего провода с током, что исключает взаимодействие этого провода с магнитным полем и тем самым возникновение тормозящей силы, равной по величине ускоряющей силе, возникающей от взаимодействия тока, идущего по диску с магнитным полем (в обоих случаях величины токов и магнитного поля одинаковы). Предлагаемая конструкция может служить прообразом промышленных разработок, так как плотность тока в сверхпрово- дящих материалах практически неограничена.1 ил. Ё

В

/

8

-(+)