通电平行直导线相互作用演示器

24033通电平行直导线相互作用演示器 使用说明 高中物理教学仪器

一、概述

通电平行直导线相互作用演示器是根据高中物理教学的需要而设计，它是用来演示电流与电流之间通过磁场作用的仪器。它利用大电流的强磁场磁力矩的作用，现象明显，操作简单。为减少学生的焦虑，本仪器使电源与演示板独立，并装为一体，这样可采用教学电源40A大电源输入演示。

二、主要技术性能

1、工作条件

电源电压：AC220V 50Hz 

环境温度：-10℃~ 40℃ 

环境湿度：< 85﹪RH（40℃）

2、两触点距离：30±2mm

3、两平行直导线为铜管，直径为φ5mm

4、电源功率100W，开路4.5V，工作电流150A

5、可靠性：通电动作可连续操作不小于15次

三、结构与原理

本仪器在外形设计上，简捷美观，采用艺术造型，可视范围大，可见度高，使用方法简单，便于教师操作。

由于通电平行直导线的电磁作用力比较弱小（在较小的电流下），为了提高动作幅度，我们采取了旋转方式，转化成力矩来驱动平行直导线，这样就大大加强了电磁力的作用效果，而且转动摩擦阻力较小，就使得演示现象十分明显。

为了方便教师的教学实验，我们专门为仪器设计了能提供瞬间大电流的电源（瞬间电流不小于150A），放置在仪器内部。只要接通220V交流电源就可以做演示实验。

在这里我们需要向教师们讲明一点，为了降低成本，充分利用电源的输出功率，又能保证演示现象明显，本仪器实际供给平行直导线的电流是交流电。

虽然是交流电，但是两通电平行导线相互间所产生的相吸、相斥的现象与直流供电的现象是完全一致的因为从微观上看，通过两条平行直导线的正弦交流电硫，在每一瞬间通过导线的电流都具有一个固定的方向（相似于直流电流），其电磁现象与通入直流电所产生的现象是一致的。

假设两平行直导线并联连接：在正半周时，A为正极端，B为负极端，电流如图一（a）△△△所示-都向下；在负半周时，B为正极端，A为负极端，电流如图一(b)△△△所示-都向上。 通过两根平行直导线的电流的方向总是一致的，所产生的现象与通入同方向的直流电流是一样的，都是互相吸引。

倘若两平行直导线串联连接：在正半周时，电流方向如图二（a）所示；在负半周时，电流方向如图二（b）所示。无论在那一时刻流经两平行直导线的电流方向总是相反的，所以在电流磁场的作用下，两导线互相排斥。

综合以上分析，虽然我们采用了交流供电但其电磁力的作用现象与教材所描述的是没有矛盾的。教师在讲课时，可以结合教材讲解将供电电源视为直流的，红色接线柱视为正极，黑色接线柱视为负极。为了去掉学生疑虑，可采用教学电源40A大电流做以上实验。

四、使用说明

1、平行直导线安装

将仪器放在实验桌上，把仪器所配备的两平行直导线从附件袋中取出并将其装卡在仪器上下两个对应的触电的凹槽中，并检査是否转动灵活。

2、并联连接法（两平行直导线通电电流方向相同）将仪器配带的长（80cm)导线的一端接仪器顶端上的一个接线柱，另一端接仪器侧面上的电源极上。

用一根短（15cm）导线将仪器台面上的两接线柱短路连接，并用另一根短导线将此短路点连接到电源另一极。

接通220V电源，按下仪器面板上的按钮开关，指示灯亮, 两平行直导线就会产生相互吸引现象。

注意，连线必须拧紧，接触良好，通电实验时，尽量将长导线（80cm）远离两平行直导线，以免影响实验效果。

3、串联连接法（两平行直导线通电电流相反）

将仪器板面上的两接线柱分别各用一根短（15cm )导线就近连接电源的两极上即可。长（80cm)导线不用。

接通220V电源，按下仪器面板上的按钮开关，指示灯亮，两平行直导线就会产生相互排斥现象

五、注意事项

1、仪器在使用时是大电流供电，只能短时间工作，一般不大于5秒，不能按住按钮不放，防止烧毁电源。

2、使用时必须将仪器调节好，使两根平行直导线在实验中能自动恢复到原来的起始位置。

3、因为通电平行直导线相互间产生的电磁作用力是很小的，故要将这个实验做好、现象明显，必须在上课前做好通电实验，如果动作不灵活，就要将两个平行直导线的长度 (形状）做一下适当调整，卡在上下两触电的凹槽中，不能太紧又不能太松，要使其用手轻轻一碰，转动灵活，受阻力最小。

4、仪器经过多次使用后，应检査—下，两根平行直导线的尖端是否发黑，（由于接触不良，打火花造成的）若发黑就需拿下来，用细砂纸磨光后再用。

5、在搬运过程中，一定搬着底座防止固定螺丝松动，发生意外。

6、保险管座设计在仪器主体的底部（2A保险管）

六、装箱明细

1、仪器1台 2、平行直导线2根 3、连接导15cm2根 4、连接导线80cm1根 5、说明书1份 6、口格证1份