1、內容
展項由電磁加速器、電動機原理與奧斯特試驗三組實驗裝置組成,演示電磁學的相關科學原理。
電磁加速器:展項使觀眾了解帶電物體在磁場中的受力情況和運動情況,了解回旋加速器的原理。當控制第一個線圈的感應器感應到小球接近第一個線圈時,第一個線圈立刻通電,鐵球立刻被吸引穿過第一個線圈,當穿過第一個線圈時第一個線圈立刻斷電,鐵球因為慣性滾向第二個線圈,當第二個線圈感應器感應到鐵球時,第二個線圈又立刻通電吸引鐵球穿過第二個線圈,當穿過線圈后又滾到下一個線圈,如此循環往復。參與時,觀眾只需按下按鈕,即可觀察小球的運動情況。
電動機原理:觀眾參與互動之前,首先給線圈通電,導線上的電流會產生磁場,與周圍的其他磁場相互作用就會使導線受力開始運動,觀眾握住手柄并向前慢慢推動推桿,觀察轉盤轉動速度的變化。觀眾在調節拉桿改變磁鐵與線圈距離的時候,線圈就會發生偏轉,還會發現磁鐵越靠近線圈,線圈的轉動速度越快,而電動機就是這種將電磁能轉化為動能的設備。
奧斯特試驗:由通電導體和小磁針組成。磁針分布在導體附近,當導體未通電時,小磁針將指向地球的南北方向。將導體電源接通時,導線中便通過電流,會對磁針產生作用,使其發生偏轉。參與時,觀眾只需按下啟動按鈕,即可觀察磁針是如何發生偏轉的。
2、原理
電磁感應加速器包括內部和外部環圈感應體,所述感應體相互間隔一預定間隔,并且其內側和外側同軸且平行布置,以便沿軸向感生感應磁場。槽道在內部和外部環圈感應體之間,包括與內部和外部環圈感應體接觸的電介質層,并且由電介質層之間的磁場感生二次電流到該槽道中。放電線圈將脈沖能量供送到槽道中,并產生等離子體。
電動機(Motors)是一種旋轉式電動機器,它將電能轉變為機械能。電動機是利用通電線圈產生旋轉磁場并作用于轉子鼠籠式閉合鋁框形成磁電動力旋轉扭矩。電動機主要由定子與轉子組成,通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉動。通常電動機的作功部分作旋轉運動,這種電動機稱為轉子電動機;也有作直線運動的,稱為直線電動機。
奧斯特實驗表明通電導線周圍和永磁體周圍一樣都存在磁場。奧斯特實驗揭示了一個十分重要的本質——電流周圍存在磁場,電流是電荷定向運動產生的,所以通電導線周圍的磁場實質上是運動電荷產生的。這一現象由丹麥物理學家奧斯特于1820年7月通過試驗首先發現。
3、目的
本組展品由電磁加速器、電動機原理與奧斯特試驗組成,通過三個電磁試驗組,啟發青少年對科學的興趣,享受寓教于樂的樂趣,激發他們在科學的道路上不斷攀登。