JPH08305278A - 磁気回路実験装置 - Google Patents
磁気回路実験装置Info
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- JPH08305278A JPH08305278A JP10744895A JP10744895A JPH08305278A JP H08305278 A JPH08305278 A JP H08305278A JP 10744895 A JP10744895 A JP 10744895A JP 10744895 A JP10744895 A JP 10744895A JP H08305278 A JPH08305278 A JP H08305278A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気回路実験装置において、励磁コイル内の
中心部分の磁束密度を正確に測定できるようにする。 【構成】 軸方向貫通孔を有するコイル軸と、この軸上
に巻回された励磁コイルと、この励磁コイルに励磁電流
を供給する手段と、磁束計に接続される磁束密度測定用
プローブとからなる磁気回路実験装置において、励磁コ
イルの軸方向の中心部に、コイル軸の軸方向貫通孔に連
通する半径方向のプローブ挿入孔を設け、プローブ挿入
孔に挿入したプローブ先端部をコイル軸の軸方向貫通孔
の中央部に設置できるようにした。
中心部分の磁束密度を正確に測定できるようにする。 【構成】 軸方向貫通孔を有するコイル軸と、この軸上
に巻回された励磁コイルと、この励磁コイルに励磁電流
を供給する手段と、磁束計に接続される磁束密度測定用
プローブとからなる磁気回路実験装置において、励磁コ
イルの軸方向の中心部に、コイル軸の軸方向貫通孔に連
通する半径方向のプローブ挿入孔を設け、プローブ挿入
孔に挿入したプローブ先端部をコイル軸の軸方向貫通孔
の中央部に設置できるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、教育用の磁気回路実験
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高等学校、大学等の物理学の授業におい
ては磁気回路に関する実験が行われているが、そのため
の装置として、励磁コイル、資料棒、回路棒によって磁
気回路を作り、この回路中にプロ−ブを接続し、励磁コ
イルに流す電流を変化させ、プロ−ブで磁界の強さの変
化を検出するようにしたものが使用されている。
ては磁気回路に関する実験が行われているが、そのため
の装置として、励磁コイル、資料棒、回路棒によって磁
気回路を作り、この回路中にプロ−ブを接続し、励磁コ
イルに流す電流を変化させ、プロ−ブで磁界の強さの変
化を検出するようにしたものが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、プロ
−ブは励磁コイルの外側にセットされるため磁気漏洩が
大きく、正確な測定が困難であり、また実験に必要なデ
−タを得るためには、大きな電流を流す必要があり、そ
のため励磁コイルの発熱が大きくなり実験ができなくな
る等の問題があった。
−ブは励磁コイルの外側にセットされるため磁気漏洩が
大きく、正確な測定が困難であり、また実験に必要なデ
−タを得るためには、大きな電流を流す必要があり、そ
のため励磁コイルの発熱が大きくなり実験ができなくな
る等の問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段および作用】本発明者は種
々の実験、研究の結果、励磁コイルの中央部にプロ−ブ
を設置すると最もよいデ−タが得られることを見出し本
発明を完成した。
々の実験、研究の結果、励磁コイルの中央部にプロ−ブ
を設置すると最もよいデ−タが得られることを見出し本
発明を完成した。
【０００５】本発明では、軸方向貫通孔を有するコイル
軸と、この軸上に巻回された励磁コイルと、前記励磁コ
イルに励磁電流を供給する手段と、磁束計に接続される
磁束密度測定用プローブとからなる磁気回路実験装置に
おいて、前記励磁コイルにその軸方向の中央部において
前記軸方向貫通孔に連通する半径方向のプローブ挿入孔
を設けた。励磁電流供給手段は、電源と、前記励磁コイ
ルの巻線にその異なる巻回数の位置において接続される
とともに、前記電源に選択的に接続される複数の端子と
で構成される。前記半径方向プローブ挿入孔は、前記コ
イル軸の軸方向中央部に環着された前記コイル軸に垂直
な板状部材に穿設するのが望ましい。
軸と、この軸上に巻回された励磁コイルと、前記励磁コ
イルに励磁電流を供給する手段と、磁束計に接続される
磁束密度測定用プローブとからなる磁気回路実験装置に
おいて、前記励磁コイルにその軸方向の中央部において
前記軸方向貫通孔に連通する半径方向のプローブ挿入孔
を設けた。励磁電流供給手段は、電源と、前記励磁コイ
ルの巻線にその異なる巻回数の位置において接続される
とともに、前記電源に選択的に接続される複数の端子と
で構成される。前記半径方向プローブ挿入孔は、前記コ
イル軸の軸方向中央部に環着された前記コイル軸に垂直
な板状部材に穿設するのが望ましい。
【０００６】前記励磁コイルのプローブ挿入口にプロー
ブを挿入すれば、空心コイルの中心部における磁束密度
を正確に測定することができ、磁束密度、磁界の強さ、
励磁電流および／またはコイルの巻数との関係について
の実験ができる。
ブを挿入すれば、空心コイルの中心部における磁束密度
を正確に測定することができ、磁束密度、磁界の強さ、
励磁電流および／またはコイルの巻数との関係について
の実験ができる。
【０００７】また、強磁性体の磁気特性に関する実験を
行なうために、本発明の装置は、前記コイル軸の軸方向
貫通孔に着脱自在に挿入され、前記半径方向のプローブ
挿入孔に挿入されたプローブの先端部を挟持して設置さ
れる少なくとも一対の磁性体試料棒と、前記コイル軸の
軸方向貫通孔に、前記設置された各試料棒にそれぞれ一
方の脚部の挿入先端で当接して着脱自在に挿入され、前
記試料棒とともに閉磁気回路を形成する一対の磁性体回
路棒と、前記回路棒の他方の脚部の先端を前記励磁コイ
ルの外部で互いに接続する接続具とを備えている。
行なうために、本発明の装置は、前記コイル軸の軸方向
貫通孔に着脱自在に挿入され、前記半径方向のプローブ
挿入孔に挿入されたプローブの先端部を挟持して設置さ
れる少なくとも一対の磁性体試料棒と、前記コイル軸の
軸方向貫通孔に、前記設置された各試料棒にそれぞれ一
方の脚部の挿入先端で当接して着脱自在に挿入され、前
記試料棒とともに閉磁気回路を形成する一対の磁性体回
路棒と、前記回路棒の他方の脚部の先端を前記励磁コイ
ルの外部で互いに接続する接続具とを備えている。
【０００８】これによって、試料の磁束密度、比透磁
率、ヒステリシス曲線を求めるためのデータを得ること
ができる。
率、ヒステリシス曲線を求めるためのデータを得ること
ができる。
【０００９】
【実施例】図において、１は基盤、２ａ、２ｂは基盤１
の上面に隔離直立設置された一対のコイル支持枠、３は
コイル支持枠２ａ、２ｂ間に水平に架橋設置された中空
のコイル軸、３０はその軸方向貫通孔、４はコイル軸３
の長さ方向の中央にコイル軸と同軸に環着されたプロー
ブ挿入円板、５はプローブ挿入円板４およびコイル軸３
に半径方向に穿設されたプローブ挿入孔、６はコイル軸
３上に例えば２０００回巻回されたコイルで、プローブ
挿入円板４を挟んだ両側のコイル部分の巻線は連続して
いる。７０〜７４はコイル６を電源（図示省略）に接続
するために基盤１上に設置された複数、例えば５個、の
接続端子で、端子７０はコイル巻線の一端に、また７1
〜７4 はそれぞれコイルの例えば８００回（ターン）、
１２００回、１６００回、２０００回（コイルの他端）
の巻回数の位置に接続されている。
の上面に隔離直立設置された一対のコイル支持枠、３は
コイル支持枠２ａ、２ｂ間に水平に架橋設置された中空
のコイル軸、３０はその軸方向貫通孔、４はコイル軸３
の長さ方向の中央にコイル軸と同軸に環着されたプロー
ブ挿入円板、５はプローブ挿入円板４およびコイル軸３
に半径方向に穿設されたプローブ挿入孔、６はコイル軸
３上に例えば２０００回巻回されたコイルで、プローブ
挿入円板４を挟んだ両側のコイル部分の巻線は連続して
いる。７０〜７４はコイル６を電源（図示省略）に接続
するために基盤１上に設置された複数、例えば５個、の
接続端子で、端子７０はコイル巻線の一端に、また７1
〜７4 はそれぞれコイルの例えば８００回（ターン）、
１２００回、１６００回、２０００回（コイルの他端）
の巻回数の位置に接続されている。
【００１０】８ａ，８ｂは一対の強磁性体の試料棒で、
後述のようにコイル軸３の軸方向貫通孔３０内に挿入さ
れる。強磁性体としては、例えば純鉄、アルニコ、フェ
ライトを用いることができる。９ａ，９ｂは試料棒８
ａ、８ｂとともに閉磁気回路を形成するための一対の純
鉄製回路棒で、コの字形の一方の脚部を他方の脚部より
も長くしてある。１０は回路棒の接続具、１０１はその
止めねじである。
後述のようにコイル軸３の軸方向貫通孔３０内に挿入さ
れる。強磁性体としては、例えば純鉄、アルニコ、フェ
ライトを用いることができる。９ａ，９ｂは試料棒８
ａ、８ｂとともに閉磁気回路を形成するための一対の純
鉄製回路棒で、コの字形の一方の脚部を他方の脚部より
も長くしてある。１０は回路棒の接続具、１０１はその
止めねじである。
【００１１】１１は磁束密度測定用のプローブで、例え
ばホール素子形の磁束計（図示省略）に接続される。
ばホール素子形の磁束計（図示省略）に接続される。
【００１２】プローブ１１の先端部１２をプローブ差込
板４のプローブ挿入孔５に挿入してコイル軸３の貫通孔
３０内に突入させ、試料棒８ａ、８ｂを貫通孔３０両端
開口から挿入し、その後から回路棒９ａ、９ｂのコの字
の短い方の脚部をさらに挿入してその先端でそれぞれ試
料棒８ａ、８ｂを押し込んで両試料棒の先端でプローブ
の挿入先端部１２を挟持させ、コイル６の外で回路棒９
ａ、９ｂの長脚部の両先端を突き合わせて接続具１０で
連結固定する。これによって試料棒を含む閉磁気回路が
形成される。
板４のプローブ挿入孔５に挿入してコイル軸３の貫通孔
３０内に突入させ、試料棒８ａ、８ｂを貫通孔３０両端
開口から挿入し、その後から回路棒９ａ、９ｂのコの字
の短い方の脚部をさらに挿入してその先端でそれぞれ試
料棒８ａ、８ｂを押し込んで両試料棒の先端でプローブ
の挿入先端部１２を挟持させ、コイル６の外で回路棒９
ａ、９ｂの長脚部の両先端を突き合わせて接続具１０で
連結固定する。これによって試料棒を含む閉磁気回路が
形成される。
【００１３】リード線（図示省略）を電源と端子７０の
間および電源と端子７１〜７４のいずれか一つとの間に
接続することにより、コイルの異なる巻回数（図示例で
は８００回、１２００回、１６００回、２０００回）の
部分を選択的に励磁することができる。
間および電源と端子７１〜７４のいずれか一つとの間に
接続することにより、コイルの異なる巻回数（図示例で
は８００回、１２００回、１６００回、２０００回）の
部分を選択的に励磁することができる。
【００１４】本発明の装置によれば、種々の実験が可能
である。例えば、空心コイルによる実験の場合、コイル
軸３の貫通孔３０内に試料棒、回路棒を挿入せずに空心
となし、プローブ１１の先端部１２をプローブ挿入孔５
内に挿入し、端子７０〜７４を介してコイル６に励磁電
流Ｉを流して、コイル６内の中央部分の磁束密度Ｂを測
定する。コイル内部の磁界の強さＨは空気の場合真空の
磁界の強さに等しいと考えられるので、磁束密度Ｂと磁
界の強さＨとの間にはＢ＝μ０Ｈ（但し、μ０は真空の
透磁率＝４π×１０−７）の関係がある。従って、Ｂの
測定値から計算によってＨを求めることができる。すな
わち、励磁電流Ｉを変化させ、各電流値に対応する磁束
密度Ｂを測定してＢ−ＩまたはＨ−Ｉのグラフを作り、
ＩとＢまたはＨの関係を示すことができる。
である。例えば、空心コイルによる実験の場合、コイル
軸３の貫通孔３０内に試料棒、回路棒を挿入せずに空心
となし、プローブ１１の先端部１２をプローブ挿入孔５
内に挿入し、端子７０〜７４を介してコイル６に励磁電
流Ｉを流して、コイル６内の中央部分の磁束密度Ｂを測
定する。コイル内部の磁界の強さＨは空気の場合真空の
磁界の強さに等しいと考えられるので、磁束密度Ｂと磁
界の強さＨとの間にはＢ＝μ０Ｈ（但し、μ０は真空の
透磁率＝４π×１０−７）の関係がある。従って、Ｂの
測定値から計算によってＨを求めることができる。すな
わち、励磁電流Ｉを変化させ、各電流値に対応する磁束
密度Ｂを測定してＢ−ＩまたはＨ−Ｉのグラフを作り、
ＩとＢまたはＨの関係を示すことができる。
【００１５】また、コイル内部の磁束密度Ｂまたは磁界
の強さＨはコイルの巻数Ｎと励磁電流Ｉの大きさに比例
する。すなわち、Ｂ＝ＫＮＩ，Ｈ＝Ｋ´ＮＩ（Ｋ，Ｋ´
は比例定数）であり、電源に接続するコイルの接続端子
７１〜７４を変えることによりコイルの巻数Ｎを変え、
または巻数Ｎと励磁電流Ｉを変え、磁束密度Ｂを測定す
ることにより、上記比例関係を示すことができ、また、
Ｋ，Ｋ´の値を求めることもできる。
の強さＨはコイルの巻数Ｎと励磁電流Ｉの大きさに比例
する。すなわち、Ｂ＝ＫＮＩ，Ｈ＝Ｋ´ＮＩ（Ｋ，Ｋ´
は比例定数）であり、電源に接続するコイルの接続端子
７１〜７４を変えることによりコイルの巻数Ｎを変え、
または巻数Ｎと励磁電流Ｉを変え、磁束密度Ｂを測定す
ることにより、上記比例関係を示すことができ、また、
Ｋ，Ｋ´の値を求めることもできる。
【００１６】さらに、本発明装置により、強磁性体を磁
化し、磁束密度、比透磁率、ヒステリシス曲線を求める
ことができる。すなわち、コイル軸３の貫通孔３０に前
述のようにして強磁性体の試料棒８ａ、８ｂをセットし
て回路棒９ａ、９ｂとともに閉磁気回路を形成し、コイ
ル６に通電すれば電流の値に応じて試料は様々に磁化さ
れる。そのときのコイル中央内部の磁束密度Ｂを測定す
れば試料の磁気的性質がわかる。例えば、その測定値Ｂ
と空心の磁束密度Ｂ０とを比較してμ´＝Ｂ／Ｂ０によ
り比透磁率μ´が求まる。従って、透磁率μ＝μ´μ０
も求まる。試料を挿入したコイルの電流値を変化させる
ことにより、試料が磁界の中で磁化される様子がわか
り、ヒステリシス曲線を描くことにより試料の磁気的性
質が理解される。また、ヒステリシス曲線より試料の保
磁力や残留磁束密度を求めることができる。また、種々
の磁性体の磁気回路の測定ができる。すなわち、励磁コ
イル内部に種々の強磁性体を挿入して磁化したときの中
央部の磁束密度を測定することにより回路を貫く磁束が
計算できるので、磁気回路の起磁力から試料の磁気抵抗
を求めることができる。
化し、磁束密度、比透磁率、ヒステリシス曲線を求める
ことができる。すなわち、コイル軸３の貫通孔３０に前
述のようにして強磁性体の試料棒８ａ、８ｂをセットし
て回路棒９ａ、９ｂとともに閉磁気回路を形成し、コイ
ル６に通電すれば電流の値に応じて試料は様々に磁化さ
れる。そのときのコイル中央内部の磁束密度Ｂを測定す
れば試料の磁気的性質がわかる。例えば、その測定値Ｂ
と空心の磁束密度Ｂ０とを比較してμ´＝Ｂ／Ｂ０によ
り比透磁率μ´が求まる。従って、透磁率μ＝μ´μ０
も求まる。試料を挿入したコイルの電流値を変化させる
ことにより、試料が磁界の中で磁化される様子がわか
り、ヒステリシス曲線を描くことにより試料の磁気的性
質が理解される。また、ヒステリシス曲線より試料の保
磁力や残留磁束密度を求めることができる。また、種々
の磁性体の磁気回路の測定ができる。すなわち、励磁コ
イル内部に種々の強磁性体を挿入して磁化したときの中
央部の磁束密度を測定することにより回路を貫く磁束が
計算できるので、磁気回路の起磁力から試料の磁気抵抗
を求めることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な構
成により励磁コイルの中央部に直接プローブを挿入でき
るようにしたので、磁気漏洩が少なくなり、従来装置に
比べて小電流により実験が可能となり、コイルの発熱を
少なくし、理論値に近似したデータを得ることができ、
構造、操作も簡単で、物理教育における実験装置として
有効である。
成により励磁コイルの中央部に直接プローブを挿入でき
るようにしたので、磁気漏洩が少なくなり、従来装置に
比べて小電流により実験が可能となり、コイルの発熱を
少なくし、理論値に近似したデータを得ることができ、
構造、操作も簡単で、物理教育における実験装置として
有効である。
【図１】本発明の一実施例の概略を示す正面図。
【図２】図１の中央部の拡大図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】資料棒と回路棒を組合わせて閉磁気回路を形成
した正面図。
した正面図。
１ 基盤 ３ コイル軸 ３０ コイル軸の軸方向貫通孔 ４ プローブ挿入円板 ５ プローブ挿入孔 ６ コイル ７０〜７４ 端子 ８ａ、８ｂ 試料棒 ９ａ、９ｂ 回路棒 １０ 接続具 １１ プローブ １２ プローブ先端部
Claims (4)
- 【請求項１】 軸方向貫通孔を有するコイル軸と、 この軸上に巻回された励磁コイルと、 前記励磁コイルに励磁電流を供給する手段と、 磁束計に接続される磁束密度測定用プローブとからな
り、 前記励磁コイルにその軸方向の中央部において前記軸方
向貫通孔に連通する半径方向のプローブ挿入孔を設けた
ことを特徴とする磁気回路実験装置。 - 【請求項２】 前記励磁電流供給手段が、電源と、前記
励磁コイルの巻線に異なる巻回数の位置において接続さ
れるとともに、前記電源に選択的に接続される複数の端
子とからなる請求項１の磁気回路実験装置。 - 【請求項３】 前記コイル軸の軸方向貫通孔に着脱自在
に挿入され、前記半径方向のプローブ挿入孔に挿入され
たプローブの先端部を挟んで設置される少なくとも一対
の磁性体試料棒と、 前記コイル軸の軸方向貫通孔に、前記設置された各試料
棒にそれぞれ一方の脚部の挿入先端で当接して着脱自在
に挿入され、前記試料棒とともに閉磁気回路を形成する
一対の磁性体回路棒と、 前記回路棒の他方の脚部の先端を前記励磁コイルの外部
で互いに接続する接続具とをさらに含む請求項１または
２の磁気回路実験装置。 - 【請求項４】 前記半径方向のプローブ挿入孔が、前記
コイル軸の軸方向中央部に環着された前記コイル軸に垂
直な板状部材に穿設されている請求項１から３のいずれ
かの磁気回路実験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10744895A JPH08305278A (ja) | 1995-05-01 | 1995-05-01 | 磁気回路実験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10744895A JPH08305278A (ja) | 1995-05-01 | 1995-05-01 | 磁気回路実験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08305278A true JPH08305278A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14459417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10744895A Withdrawn JPH08305278A (ja) | 1995-05-01 | 1995-05-01 | 磁気回路実験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08305278A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106652688A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 湖州师范学院 | 一种单线圈电流磁感应强度实验装置 |
| CN106952555A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-14 | 佛山市顺德区速惠尔电器有限公司 | 一种用于演示电磁加热的演示机 |
| CN109087567A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-12-25 | 南阳理工学院 | 一种基于二维坐标孔板的静电场等势线描绘器 |
-
1995
- 1995-05-01 JP JP10744895A patent/JPH08305278A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106652688A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 湖州师范学院 | 一种单线圈电流磁感应强度实验装置 |
| CN106952555A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-14 | 佛山市顺德区速惠尔电器有限公司 | 一种用于演示电磁加热的演示机 |
| CN109087567A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-12-25 | 南阳理工学院 | 一种基于二维坐标孔板的静电场等势线描绘器 |
| CN109087567B (zh) * | 2018-09-03 | 2023-09-29 | 南阳理工学院 | 一种基于二维坐标孔板的静电场等势线描绘器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |