[实用新型]一种匝数比可调的互感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种匝数比可调的互感器，主要应用于高等院校理工科专业的大学物理实验教学，属于实验教学仪器技术领域。

背景技术

一个线圈中的电流发生变化时，在它附近的另一个线圈中就会产生感应电动势，反之亦然，这称为互感现象。互感器是由原、副线圈组成，在原线圈中通入交变电流，磁通变化会在副线圈中产生感应电动势，利用互感原理制成的变压器，在科研中有广泛应用。显然，两线圈的互感耦合程度不仅与线圈中的电流变化快慢有关，还与互感器本身的结构有关。互感器的一个重要参数即互感系数，由线圈的几何形状、大小、匝数、线圈之间的相对位置、是否填充磁介质以及磁介质的性质决定，而与线圈中电流无关。互感系数的计算比较复杂，实际中常采用实验的方法来测定。目前，大学物理实验中研究互感现象所使用的互感器结构比较简单，两线圈匝数固定，实验测量过程中学生无法感受到由于线圈匝数比的不同而对感现象及互感系数所产生的影响，使得他们对于线圈互感耦合的程度也仅仅限于理论上的认识。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种匝数比可调的互感器，使用该装置研究互感现象不仅能测量互感系数，而且能使学生充分的感受到线圈匝数发生变化时对互感现象和互感系数的影响，加强学生的实践认识和对理论知识的理解。

本实用新型的技术方案是：一种匝数比可调的互感器，包括底座1、空腔骨架2、固定支架Ⅰ31、固定支架Ⅱ32、绕组线圈Ⅰ41、绕组线圈Ⅱ42、接线柱Ⅰ51、接线柱Ⅱ52、接线柱Ⅲ53；空腔骨架2由固定支架Ⅰ31和固定支架Ⅱ32水平支撑固定在底座1之上，绕组线圈Ⅰ41和绕组线圈Ⅱ42分别均匀密绕在空腔骨架2外表面，绕组线圈Ⅰ41的两端线分别与底座1上的接线柱Ⅰ51和接线柱Ⅱ52相连接，绕组线圈Ⅱ42的一端线与底座1上的接线柱Ⅲ53相连接；底座1上还设置有一个匝数选择开关6，绕组线圈Ⅱ42由两段以上的子线圈组成，各段之间通过连接端子7相连，每个连接端子7中引出一根连接导线8与匝数选择开关6相连接，绕组线圈Ⅱ42的另一端线直接与匝数选择开关6相连接。

所述空腔骨架2的横断面为圆形。

所述绕组线圈Ⅱ42由3段子线圈组成。

其中，绕组线圈Ⅱ42各段子线圈之间通过连接端子7串联，由于从各连接端子7中再引出一根连接导线8与匝数选择开关6相连接，所以旋转匝数选择开关6就可以使得绕组线圈Ⅱ42有一段或两端或三段甚至更多段或者全部的子线圈串联着连入电路。这样，在实验操作过程中绕组线圈Ⅱ42的匝数就可以改变，从而实现两线圈的匝数比可调。

空腔骨架可以采用PVC管或者电胶木制成，其外表面覆盖的两绕组线圈用普通的细铜丝即可。该两绕组线圈在绕制的时候可以相互重叠一部分或者相距一段距离没有交叠部分。该装置可做成可视的，外部可以罩一个与底座相匹配的透明罩子，或者直接就采用开放式的，便于学生观察。

使用该装置研究互感现象并测定互感系数时，将交变信号和一个电阻                                               串联后与绕组线圈Ⅰ41的两个接线柱Ⅰ51和接线柱Ⅱ52相连接，绕组线圈Ⅱ42的接线柱Ⅲ53和匝数比选择开关6与负载电阻的两端相连。用双踪示波器的一个通道观测电阻上的信号，用其另外一个通道观测电阻上的信号，读出示波器显示的电压峰峰值和，根据公式即算得互感系数f为信号的频率。旋转匝数选择开关6，改变绕组线圈Ⅱ42的匝数就，即改变两线圈的匝数比，以观测到示波器两个通道所显示的信号大小随之发生变化。

本实用新型的有益效果是：互感器其中一个线圈的匝数可选择，从而实现了两线圈的匝数比可调。使用该互感器研究互感现象不仅能测量互感系数，而且学生能观察到由于由于两线圈的匝数比变化带来的互感信号的大小的变化即引起互感系数大小的变化，使他们真切的感受到匝数比对互感耦合程度的影响，加强学生的实践认识和对理论知识的理解。同时，该装置采用可视性设计而非传统的“黑箱子”设计，可以加深对互感原件构造的理解。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型研究互感现象的电路图；

图中：1-底座，2-空腔骨架，31-固定支架Ⅰ，32-固定支架Ⅱ，41-绕组线圈Ⅰ，42-绕组线圈Ⅱ，51-接线柱Ⅰ，52-接线柱Ⅱ，53-接线柱Ⅲ， 6-匝数选择开关，7-连接端子，8-连接导线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。