PL181654B1 - Przyrząd do demonstracji sił elektrodynamicznych - Google Patents

Abstract

1. Przyrząd do demonstracji sił elektrodynamicznych w postaci tarczy w kształcie symetrycznej figury geometrycznej, znamienny tym, że ma na powierzchni (1) przewodniki elektryczne (2), które są połączone z jednej strony zworą (3), i skierowane od niej ku środkowi przyrządu, nie przecinając go, a z drugiej strony zakończone są płaskimi segmentami (4).

Description

Przedmiotem wynalazku jest dydaktyczny przyrząd do demonstracji sił elektrodynamicznych, przeznaczony do nauczania fizyki.

Dotychczas w nauczaniu tej tematyki stosowane było, jako pomoc naukowa tzw. Koło Barlowa, i żaden ze znanych dotąd przyrządów nie ma podobnych walorów dydaktycznych.

Przyrząd ten składał się z podstawy ze wspornikami, na których było zamocowane koło w pozycji pionowej, a pod kołem umieszczona była rynienka, w której znajdowała się rtęć. Krawędź metalowego koła zanurzona była w rtęci, co stanowiło rodzaj złącza doprowadzającego prąd elektryczny. Drugi biegun doprowadzający prąd był przyłączony do osi obrotu koła. Na podstawie umieszczone były magnesy w takim położeniu, że strumień magnetyczny przecinał prostopadle do powierzchni koła ten jego fragment, przez który płynął prąd. Koło to obracało się pod wpływem niewielkiej siły elektrodynamicznej i dlatego ważne było, aby moment hamujący był jak najmniejszy - używano więc rtęci jako złącza doprowadzającego prąd. Aktualne przepisy nie dopuszczają używania rtęci w pracowniach szkolnych, co automatycznie wykluczyło możliwość wykorzystywania tego przyrządu jako pomocy naukowej. Koło Barlowa obok rozlicznych zalet miało jeszcze jedną cechę ograniczającą uzyskanie zamierzonego efektu - podczas obrotów koła powstawały w nim prądy błądzące, które w pewnym stopniu zakłócały jego pracę.

Przyrząd do demonstracji sił elektrodynamicznych, według wynalazku ma na powierzchni przewodniki, połączone z jednej strony zworą, i skierowane są od niej ku środkowi przyrządu - nie przecinając go, a z drugiej strony przewodniki te zakończone są płaskimi segmentami. Segmenty te są jednakowe, i jednakowo od siebie odległe, a co najmniej dwa boki każdego z nich, są równoległe do odpowiednich boków sąsiednich segmentów; Segmenty są rozmieszczone symetrycznie względem otworu znajdującego się w środku powierzchni przyrządu.

Zakończenia przewodników w postaci segmentów - służą do doprowadzenia napięcia zasilającego.

Przyrząd według wynalazku pozwala na badanie tych samych zjawisk fizycznych, co omawiane koło, a pozbawiony jest on wad ograniczających lub uniemożliwiających jego stosowanie. Umieszczenie przyłączy - segmentów w pobliżu środka tarczy przyrządu, pozwoliło do minimum wyeliminować moment hamujący i osiągnięcie zamierzonych efektów bez stosowania rtęci. Konstrukcja przyrządu jest bardzo prosta, co pozwala bez straty czasu na opisywanie jego budowy, osiągnąć zamierzony cel dydaktyczny. Umożliwia on badanie zjawisk elektromagnetycznych wokół przewodników, przez które płynie prąd, umieszczonych w polu magnetycznym pochodzącym od magnesów stałych. Możliwe jest sprawdzanie tzw. reguły lewej dłoni, tj. określenie kierunku siły elektrodynamicznej w zależności od kierunku prądu

181 654 płynącego przez przewodnik i od kierunku pola magnetycznego; ponadto możliwe jest określenie zależności efektów od natężenia tego pola.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji odtworzono na rysunku fig. 1- w widoku z góry.

Przyrząd do demonstracji sił elektrodynamicznych w postaci tarczy, w kształcie symetrycznej figury geometrycznej - według wynalazku, ma na powierzchni ł przewodniki elektryczne 2 które połączone są z jednej strony zworą 3 i skierowane od niej ku środkowi przyrządu, nie przecinając go, a z drugiej strony zakończone są płaskimi segmentami 4 jednakowymi i jednakowo odległymi od siebie, których co najmniej dwa boki, każdego z nich, są równoległe do odpowiednich boków sąsiednich segmentów 4 rozmieszczonych symetrycznie względem otworu 5, znajdującego się w środku powierzchni przyrządu 1.

Do pokazu zjawisk fizycznych należy pod przyrządem umieścić magnesy, w takim wzajemnym położeniu, aby linie sił pola przebiegały prostopadle, lub pod niewiele mniejszym kątem niż 90° do powierzchni przyrządu. Efekt ten można osiągnąć umieszczając np. magnesy po przeciwnych stronach osi obrotu przyrządu, tak aby skierowane były przeciwnymi biegunami w kierunku powierzchni przyrządu. Zamierzony cel można też osiągnąć umieszczając przyrząd w szczelinie magnetycznej, utworzonej z dwu magnesów umieszczonych jeden nad drugim. Do mocowania przyrządu służy otwór 5, znajdujący się w jego środku, poprzez który może być połączony z typowym, obrotowym trzpieniem z magnetyczną podstawą - z wyposażenia znanych, szkolnych zestawów dydaktycznych, i wtedy pokaz może odbywać się na szkolnej, metalowej tablicy. Przyrząd można tez używać do ćwiczeń uczniowskich i wystarczy umieścić go na dowolnym trzpieniu, wykorzystując do tego celu otwór 5 a całość może być zamontowana w dowolnym statywie. Napięcie zasilające należy przyłożyć dwoma, luźno trzymanymi w dłoniach przewodami, do segmentów 4, znajdujących się na końcach przewodników 2. Napięcie do segmentów 4 - może być też doprowadzone za pośrednictwem znanych uchwytów ze szczotkami elektrycznymi, stosowanymi w innych pomocach dydaktycznych.

181 654

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Przyrząd do demonstracji sił elektrodynamicznych w postaci tarczy w kształcie symetrycznej figury geometrycznej, znamienny tym, ze ma na powierzchni (1) przewodniki elektryczne (2), które są połączone z jednej strony zworą (3), i skierowane od niej ku środkowi przyrządu, nie przecinając go, a z drugiej strony zakończone są płaskimi segmentami (4).
2. 2. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że końce przewodników (2) stanowią jednakowe i jednakowo odległe od siebie segmenty (4), których co najmniej dwa boki każdego z nich, są równoległe do odpowiednich boków sąsiednich segmentów (4), rozmieszczonych symetrycznie względem otworu (5) znajdującego się w środku powierzchni przyrządu (1).