PL179896B1 - Przyrząd do demonstrowania zjawisk elelkromagnetycznych - Google Patents

Abstract

1. Przyrząd do demonstrowania zjawisk elektromagnetycznych, w skład którego wchodzi komutator ze szczotkami, połączony z cewkami indukcyjnymi umieszczonymi w polu magnetycznym magnesów stałych, znamienny tym, że komutator (1) ma postać płaskiej płytki z drukowanymi obwodami o dowolnej ilości segmentów (2) osadzonej czołowo na osi uchwytu (3) zamocowanego obrotowo i prostopadle do podstawy (4) urządzenia, na której zamocowany jest również wyprofilowany wysięgnik (5) z umieszczonymi na nim szczotkami (6) komutatora (1) i elektrycznymi przewodami (7), natomiast cewki indukcyjne (8) mające postać spiralnych zwojnic (9) usytuowanych na płaskich płytkach są połączone z komutatorem (1) w sposób rozłączny za pomocą złączy (10).

Description

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do demonstrowania zjawisk elektromagnetycznych, stosowany jako pomoc w nauczaniu.

Dotychczas znane przyrządy do demonstrowania zjawisk elektromagnetycznych miały postać modeli stanowiących wierne odwzorowanie różnych maszyn elektrycznych mocowanych do różnego typu podstaw. Uzwojenia obwodów elektrycznych w znanych przyrządach wykonane były w postaci zwojów drutu umieszczonych na metalowych rdzeniach. Taka konstrukcja przyrządów demonstracyjnych o zwartej budowie uniemożliwiała obserwatorom naoczne stwierdzenie istnienia zjawisk elektromagnetycznych, stanowiących podstawę działania różnego rodzaju urządzeń elektrycznych. Zwarta budowa przyrządów demonstracyjnych uniemożliwiała również dokonywanie zmian konfiguracji, pozwalających na demonstrowanie zasad działania różnych maszyn elektrycznych przy wykorzystaniu tych samych elementów.

Istota wynalazku polega na tym, że wchodzący w skład przyrządu demonstracyjnego komutator ma postać płaskiej płytki z drukowanymi obwodami o dowolnej ilości segmentów osadzonej czołowo na osi uchwytu zamocowanego obrotowo i prostopadle do podstawy urządzenia, na której zamocowany jest również wyprofilowany wysięgnik z umieszczonymi na nim szczotkami komutatora i przewodami elektrycznymi. Cewki indukcyjne przyrządu demonstracyjnego spełniające rolę nabiegunników mają postać spiralnych zwojnic usytuowanych na płaskich płytkach i są połączone w sposób rozłączny za pomocą złączy elektrycznych z komutatorem, lub też za pomocą tych samych złączy są łączone między sobą w sposób szeregowy, równoległy, bądź w pakiety. Korzystnie jest gdy podstawę urządzenia, do której mocowany jest uchwyt komutatora stanowi tablica ferromagnetyczna, a obrotowy uchwyt osadzony jest na postawie z wielosegmentowymi magnetycznymi elementami mocującymi uchwyt na tablicy ferronagnetycznej. Uchwyt obrotowy komutatora ma postać walca, na pobocznicy którego znajdują się wyżłobienia umożliwiające założenie nań paska napędowego, lub nawinięcie linki napędzającej.

Konstrukcja przyrządu, według wynalazku, umożliwia demonstrowanie różnego rodzaju urządzeń elektrycznych, takich jak prądnice, silniki elektryczne, transformatory

179 896 i mierniki różnych wielkości elektrycznych przy wykorzystaniu tych samych wielofunkcyjnych elementów o bardzo uproszczonej konstrukcji.

Otwarta budowa urządzeń składanych z komutatora i nabiegunników w postaci płaskich płytek, na których segmenty komutatora i cewek indukcyjnych spełniających rolę nabiegunników są obwodami drukowanymi, umożliwia obserwatorom naoczne stwierdzenie istnienia zjawisk elektromagnetycznych, stanowiących podstawę działania różnego rodzaju urządzeń elektrycznych.

Wynalazek w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok przyrządu w zestawie do demonstrowania działania prądnicy bądź silnika elektrycznego, w kierunku prostopadłym do płaszczyzn płytek komutatora i cewek indukcyjnych, fig. 2 - widok w kierunku równoległym do płaszczyzn płytek komutatora i cewek indukcyjnych, a fig. 3 - widok przyrządu z boku.

Zgodnie z oznaczeniami jak na rysunku w skład przyrządu według wynalazku wchodzą następujące elementy: komutator 1 w postaci płaskiej płytki z drukowanymi obwodami o dowolnej ilości segmentów 2, obrotowy uchwyt 3 o osi prostopadłej do podstawy 4 urządzenia, wyprofilowany wysięgnik 5 z umieszczonymi na nim szczotkami 6 i elektrycznymi przewodami 7, cewki indukcyjne 8 mające postać spiralnych zwojnic 9 usytuowanych na płaskich płytkach i połączonych z komutatorem 1 w sposób rozłączny za pomocą elektrycznych złączy 10. Po obu stronach uchwytu 3 komutatora 1 na podstawie 4 urządzenia pod cewkami indukcyjnymi 8 zamocowane są stałe magnesy 11 i 12. O ile podstawę 4 urządzenia stanowi tablica ferromagnetyczna, to elementem mocującym obrotowy uchwyt 3 komutatora 1 do tej tablicy jest podstawa 13 z wielosegmentowymi magnetycznymi elementami 14. Na pobocznicy walca stanowiącego uchwyt 3 znajdują się wyżłobienia 15 i 16 służące do założenia paska napędowego lub nawinięcia linki.

W przykładowym rozwiązaniu przyrządu według wynalazku, przedstawionym na rysunku, elementy składowe zestawione są w sposób mający zobrazować zjawiska uzasadniające teorię działania prądnicy bądź silnika elektrycznego. Jeśli w stałym polu magnetycznym wytwarzanym przez magnesy 11 i 12 będziemy obracać wokół osi uchwytu 3 komutator 1 z połączonymi z nim cewkami indukcyjnymi 8 w ten sposób, że ich uzwojenia będą przecinać linie pola magnetycznego, to w uzwojeniach tych popłynie prąd elektryczny, który z segmentów 2 komutatora 1 będzie odbierany za pomocą szczotek 6 i odprowadzany elektrycznymi przewodami 7. Zestawiony w ten sposób przyrząd będzie obrazował zasadę działania prądnicy. Jeśli natomiast przewodami 7 doprowadzimy prąd do komutatora 1, to przepływający prąd wytworzy wokół połączonych z komutatorem 1 za pomocą złączy 10 uzwojeń 9 cewek indukcyjnych 8 pole magnetyczne, które oddziałując na pole wytworzone przez magnesy stałe 11 i 12 wprawi w ruch obrotowy płytki z uzwojeniami 9 wokół osi uchwytu 3. W ten sposób przyrząd będzie obrazował zasadę działania silnika elektrycznego.

Spiralne zwojnice 9 w postaci drukowanych obwodów usytuowanych na płaskich płytkach mogą być za pomocą elektrycznych złączy 10 łączone dowolnie w sposób szeregowy, równoległy lub w pakiety. Dzięki temu przyrząd, według wynalazku, może służyć także do demonstrowania zjawisk elektromagnetycznych, stanowiących podstawę działania różnych przyrządów pomiarowych, transformatorów i tp.

179 896

179 896

179 896

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Przyrząd do demonstrowania zjawisk elektromagnetycznych, w skład którego wchodzi komutator ze szczotkami, połączony z cewkami indukcyjnymi umieszczonymi w polu magnetycznym magnesów stałych, znamienny tym, że komutator (1) ma postać płaskiej płytki z drukowanymi obwodami o dowolnej ilości segmentów (2) osadzonej czołowo na osi uchwytu (3) zamocowanego obrotowo i prostopadle do podstawy (4) urządzenia, na której zamocowany jest również wyprofilowany wysięgnik (5) z umieszczonymi na nim szczotkami (6) komutatora (1) i elektrycznymi przewodami (7), natomiast cewki indukcyjne (8) mające postać spiralnych zwojnic (9) usytuowanych na płaskich płytkach są połączone z komutatorem (1) w sposób rozłączny za pomocą złączy (10).
2. 2. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że podstawa (4) urządzenia, do której mocowany jest uchwyt (3) komutatora (1) stanowi tablica ferromagnetyczna, a obrotowy uchwyt (3) osadzony jest na postawie (13) z wielosegmentowymi magnetycznymi elementami (14) mocującymi uchwyt (3) na ferromagnetycznej tablicy.
3. 3. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że obrotowy uchwyt (3) komutatora (1) ma postać walca, na pobocznicy którego znajdują się wyżłobienia (15) i (16).