参赛作品名称 ：交直流发电机原理全面解释示教装置

作品目前形态：实物阶段

作品详细介绍：

【技术领域】本发明涉及一种交直流发电机原理的演示装置，尤其涉及一种交直流发电机原理全面解释教学用的示教装置。

【背景技术】无论初中还是高中物理课中，《交直流发电机》的教学，都是一个重要内容，但学生对交流发电机和直流发电机的构造和原理理解困难，尤其对电流方向改变的规律理解困难。讲解其原理时，电流及电流方向的变化学生看不见摸不着，只能听老师讲授，凭自己想象理解，不能形成感性认识，因而，教学效果平平。如能设计出线圈在磁场中做切割磁感线转动时，学生能肉眼直接观察到线圈上产生电流、线圈上电流的方向和输出的电流方向随线圈转动、磁场方向的改变而改变，就很容易掌握交直流发电机的原理和电流方向改变的规律，从而，收到事半功倍的教学效果。

【发明内容】本发明的目的在于解决目前教师在讲解交直流发电机的原理时，电流及电流方向的变化学生看不见摸不着，只能听老师讲授，凭自己想象理解，不能形成感性认识的不足而提供的一种“一种交直流发电机原理全面解释示教装置。” 本发明是通过以下技术方案来实现的：一种交直流发电机原理全面解释示教装置，包括绝缘基板、演示装置、内隐装置，所述绝缘基板上设有演示装置，所述演示装置右侧设有内隐装置；所述演示装置包括第一支架、第二支架、第三支架、转轴、换向器、铜滑环、线圈、磁铁、电刷、小金属滑环、接线柱，所述第一支架、第二支架、第三支架上方穿过有一转轴，所述转轴的右端连有一摇柄，所述，第一支架的右侧转轴上设有一换向器和铜滑环,所述换向器和铜滑环右侧连有一线圈，所述线圈分别安装有两条相反第一线圈电流可视线及第二线圈电流可视线，所述第一支架设有两个接线柱，所述接线柱上套有小金属滑环，所述小金属滑环上设有电刷，所述电刷分别与换向器或铜滑环相连；在第一支架左侧设有一灯泡，所述灯泡连有第一灯泡电流可视线、第二灯泡电流可视线、第三灯泡电流可视线，三条灯泡电流可视线分别与灯泡火线接线柱与灯泡零线接线柱相连，所述第一支架上的两个接线柱分别通过绝缘线与灯泡火线接线柱与灯泡零线接线柱相连。所述演示装置只是起演示的作用，本身不产生电流；所述内隐装置包括电流换向器，所述电流换向器包括线圈供电换向器、灯泡及灯泡电流可视线供电换向器，所述线圈供电换向器为圆柱形，位于所述线圈右侧套合在转轴上，所述线圈供电换向器侧壁上设有两条竖形的金属触片，所述线圈供电换向器的对面的侧壁上也设有两条竖形的金属触片，所述金属触片之间相互绝缘，所述两条竖形的金属触片下方设有两个线圈供电电刷，所述两个线圈供电电刷分别与外接的220V电压的火线、零线相连，所述线圈上的第一线圈电流可视线分别与两条竖形的金属触片相连，所述第二线圈电流可视线分别与对面的两条竖形的金属触片相连，外接的220V电源可以给第一线圈电流可视线和第二线圈电流可视线分别供电，可以看见可视线中电流的方向；灯泡及灯泡电流可视线供电换向器为圆柱形，位于第二支架及第三支架之间，所述灯泡及灯泡电流可视线供电换向器左端的侧壁上设有第一金属触片，第一金属触片下方设有两个第一灯泡供电刷，两个第一灯泡供电刷串联在外接的22OV电源火线上并与第一灯泡电流可视线电连接；所述第二金属触片位于灯泡供电换向器背面与第一金属触片错开，所述第二金属触片侧面设有两个第二灯泡供电刷，所述两个第二灯泡供电刷串联在外接的22OV电源火线上并与第二灯泡电流可视线电连接；所述第三金属触片位于所述第二金属触片右侧，所述第三金属触片是正反面对应的两块金属片，所述第三金属触片下方设有两个第三灯泡供电刷，所述两个第三灯泡供电刷串联在外接的22OV电源火线上并与第三灯泡电流可视线电连接；交流发电状态，将第一支架上的电刷移至与两个铜滑环接触。接通电源后，摇动摇柄，第一线圈电流可视线点亮，可以看见线圈内电流的方向，外接电源通过第一金属触片将第一灯泡电流可视线电连接，灯泡点亮，第一灯泡电流可视线点亮，可以看见第一灯泡电流可视线内的电流方向，继续摇动摇柄使得线圈与磁铁垂直时，线圈中电流可视线熄灭，灯泡熄灭，灯泡电流可视线均熄灭，说明此时没有电流产生，当继续旋转后，第一线圈电流可视线熄灭，第二线圈电流可视线点亮，可以看见线圈内电流的方向与之前相反，外接电源通过第二金属触片将第二灯泡电流可视线电连接，灯泡点亮，第一灯泡电流可视线熄灭，第二灯泡电流可视线点亮，可以看见第二灯泡电流可视线内的电流方向与之前的方向相反；

直流发电状态，将第一支架上的电刷移至与两个换向器接触。关闭第一灯泡供电刷及第二灯泡供电刷的电源，打开第三灯泡供电刷的电源，摇动摇柄，可以看到线圈中电流的方向跟交流电时一致，第三灯泡电流可视线点亮，灯泡电流及可视线的电流方向只朝一个方向流动。

【有益效果】本发明的有益效果在于：线圈在磁场中做切割磁感线转动时，利用“可视线”能肉眼直接观察到线圈上产生电流、线圈上电流的方向和输出的电流方向随线圈转动、磁场方向的改变而改变，学生很容易掌握交直流发电机的原理和电流方向改变的规律，能激发学生学习兴趣，收到事半功倍的教学效果。

【附图说明】下图为本发明交直流发电机原理全面解释示教装置结构示意图；

【具体实施方式】 下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步描述： 如图所示，一种交直流发电机原理全面解释示教装置，包括绝缘基板1、演示装置2、内隐装置4，所述绝缘基板1上设有演示装置2，所述演示装置右侧设有内隐装置4；所述演示装置2包括第一支架21、第二支架22、第三支架23、转轴24、铜滑环25、换向器251、线圈26、磁铁27、电刷28、小金属滑环29、接线柱30，所述第一支架21、第二支架22、第三支架23上方穿过有一转轴24，所述转轴24的右端连有一摇柄31，所述，第一支架21的右侧转轴上设有一铜滑环25、换向器251,所述换向器251和铜滑环25右侧连有一线圈26，所述线圈26分别安装有两条相反第一线圈电流可视线261及第二线圈电流可视线262，所述第一支架21设有两个接线柱30，所述接线柱30上套有小金属滑环29，所述小金属滑环29上设有电刷28，所述电刷28分别与铜滑环25或换向器251接触；在第一支架21左侧设有一灯泡32，所述灯泡32连有第一灯泡电流可视线321、第二灯泡电流可视线322、第三灯泡电流可视线323，三条灯泡电流可视线分别与灯泡火线接线柱与灯泡零线接线柱相连，所述第一支架21上的两个接线柱分别通过绝缘线与灯泡火线接线柱与灯泡零线接线柱相连，所述演示装置只是起演示的作用，本身不产生电流；所述内隐装置4包括电流换向器41，所述电流换向器41包括线圈供电换向器42、灯泡供电换向器43，所述线圈供电换向器42为圆柱形，位于所述线圈26右侧套合在转轴24上，所述线圈供电换向器42侧壁上设有两条竖形的金属触片，所述线圈供电换向器42的对面的侧壁上也设有两条竖形的金属触片，所述金属触片之间相互绝缘，所述两条竖形的金属触片下方设有两个线圈供电电刷421，所述两个线圈供电电刷421分别与外接的220V电压的火线、零线相连，所述线圈上的第一线圈电流可视线261分别与两条竖形的金属触片相连，所述第二线圈电流可视线262分别与对面的两条竖形的金属触片相连，外接的220V电源可以给第一线圈电流可视线261和第二线圈电流可视线262分别供电，可以看见可视线中电流的方向；灯泡供电换向器43为圆柱形，位于第二支架22及第三支架23之间，所述灯泡供电换向器43左端的侧壁上设有第一金属触片431，第一金属触片431下方设有两个第一灯泡供电刷，两个第一灯泡供电刷串联在外接的22OV电源火线上并与第一灯泡电流可视线321电连接；所述第二金属触片432位于灯泡供电换向器43背面与第一金属触片431错开，所述第二金属触片432侧面设有两个第二灯泡供电刷，所述两个第二灯泡供电刷串联在外接的22OV电源火线上并与第二灯泡电流可视线322电连接；所述第三金属触片433位于所述第二金属432触片右侧，所述第三金属触片433是正反面对应的两块金属片，所述第三金属触片433下方设有两个第三灯泡供电刷，所述两个第三灯泡供电刷串联在外接的22OV电源火线上并与第三灯泡电流可视线323电连接；交流发电状态，演示将第一支架21上的电刷28移至与两个铜滑环25接触。接通电源后，摇动摇柄31，第一线圈电流可视线261点亮，可以看见线圈内电流的方向，外接电源通过第一金属触片431将第一灯泡电流可视线321电连接，灯泡32点亮，第一灯泡电流可视线321点亮，可以看见第一灯泡电流可视线321内的电流方向，继续摇动摇柄31使得线圈与磁铁垂直时，线圈中电流可视线熄灭，灯泡32熄灭，灯泡电流可视线均熄灭，说明此时没有电流产生，当继续旋转后，第一线圈电流可视线261熄灭，第二线圈电流可视线262点亮，可以看见线圈内电流的方向与之前相反，外接电源通过第二金属触片432将第二灯泡电流可视线322电连接，灯泡32点亮，第一灯泡电流可视线321熄灭，第二灯泡电流可视线322点亮，可以看见第二灯泡电流可视线322内的电流方向与之前的方向相反；

直流发电状态，演示将第一支架21上的电刷28移至与换向器251接触。关闭第一灯泡供电刷及第二灯泡供电刷的电源，打开第三灯泡供电刷的电源，摇动摇柄31，可以看到线圈中电流的方向跟交流电时一致，第三灯泡电流可视线323点亮，灯泡与可视线的电流方向只朝一个方向流动。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

参赛人名称：刘绍家