通电平行直导线相互作用演示仪-教学用电学仪器 返回列表页

以往制作的仪器，两根平行直导线下方多用水银作为

通电连接导体，仪器自身不带电源，很不方便。用学生电源驱动，输出电流小，所产生的现象不明显，不易作演示教学；用蓄电池作电源，虽然现象可以作出来，但蓄电池的

充电和*维护也是相当麻烦；并且水银是有毒物质，既不安全又污染环境。我们针对其缺陷在结构上进行了大胆的改进且自带大电流电源，使其相互吸引和相互排斥的现象

特别明显，动作幅度很大，而且再不需要任何配套设备，大大满足了演示教学的需要，很有说服力。

     我们制作的新仪器是对传统演示仪器的一个创新，自带大电流电源，演示视角宽、现象明显，而且操作简单，是一个升级换代产品。

2主要技术性能

2.1工作条件： 电源电压：AC220V 50Hz

环境温度：-10℃~ 40℃

环境湿度：< 85﹪RH（40℃）；

2.2通电触点为银触点：两银点之间距离为30±2mm；

2.3两平行直导线为铜管，直径为φ4；

2.4电源功率≯25W,可瞬间提供60A以上电流；

2.  5可靠性：通电动作可连续操作不小于20次。

3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。

为了明确指示电流方向，仪器上配有电流方向指示标志。

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 

7. 干燥剂········································································ 1袋

源（瞬间电流不小于60A），放置在仪器内部。只要接通220V交流电源就可以作演示实验。避免了教师再另找大功率电源或蓄电池的麻烦，电源与演示部分合成一体也是本仪

器的一大特点。

在这里我们需向教师们讲明一点，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，但是两通电平行直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**的。因为从微观上看，通过两条平行直导线的正弦交流电流，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*的。

假设两平行直导线并联连接：在正半周时，A为正，B为负，电流方向如图一(a)所示——都向下；在负半周时， B为正,A为负，电流方向如图一(b)所示

——都向上。通过两根平行直导线的电流的方向总是*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。无论在哪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，将供电电源视为是直流的，红色接线柱视

为正极，黑色接线柱视为负极。

4  使用说明

4.1调水平

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银触点的凹槽中，并检查是否转动灵活。

通过调节仪器底部的可调支脚（主要调节后面的两支脚），使两平行直导线在自身重力的作用下，自动转向观察者方向，就视为仪器的水平调好了。注意不要使仪器过于前倾，否侧会影响两直导线的动作幅度。

4.2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）导导线的一端接仪器顶端上的一个黑色接线柱，另一端接仪器侧面上的电源“＋”极。

 用一根短（12cm）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仪器侧面上的电源“－”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。

4.3串联连线法（两平行直导线通电电流方向相反）

将仪器台面上的两接线柱分别各用一根短（12cm）导线就近连接到仪器侧面上的电源“+”极和“-”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。

5注意事项：

5.1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。

5.2使用时，必须将仪器水平调节好，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。注意不要使仪器过于前倾。

5.3因为通电平行直导线相互间产生的电磁作用力是很小的，故要将这个实验作好、现象明显，必须在上课前做好通电试验，如果动作不灵活，就要将两平行直导线的长度（形

状）作一下适当调整，卡在上下两银触点的凹槽中，不能太紧又不能太松，要使其用手轻轻一碰，转动灵活，受阻力小。

5.4仪器经过多次使用后，应检查一下，两根平行直导线的*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。

5.5教师在实验时，为了便于学生观察，提高视觉效果，可在仪器后面挂一张白纸作背景。

5.6保险管座设计在仪器主体的底部（2A保险管）。

6仪器的配套清单

6.1仪器                                1台

6.2平行直导线                    2根

6.3连接导线  12cm          2根

6.4连接导线  80cm          1根

6.5保险管    2A                1个

6.6说明书                            1本    

6.7合格证                            1个