[实用新型]一种用于实验教学的弹簧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理力学实验领域，尤其是涉及一种于用于实验教学的弹簧装置。

背景技术

电生磁原理：如果一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。磁场成圆形，围绕导线周围。以往我们观察实验现象的方式都是通过在通电导线的边上放一枚指南针，实验现象不够明显，也不够直观，达不到理想的教学目的。

弹簧公式F=KX，其中K为弹性系数，X为拉伸位移，F是拉力值，现有物理力学实验中对弹簧的实验主要分为验证性和测试性两种方式：测试实验是对弹簧给定受力大小和拉伸位移，通过直线绘制计算得到弹簧系数K；验证方式是已知弹性系数K，观察拉伸位移X和受力变化F，是否满足F=KX公式。不管是验证性实验还是测试性实验，现有技术的使用实验方式都不够明显表现实现实验现象，观察和操作都不够方便。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以很好的、更加直观的让学生了解和观察实验现象，并记录实验数据，用以验证科学理论，计算未知量的用于实验教学的弹簧装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案，一种用于实验教学的弹簧装置，包括弹簧组件、电路组件和驱动单元，所述弹簧组件包括弹簧和测量弹簧形变的标尺，电路组件包括闸刀开关、电源和用于连接的导线，驱动单元控制闸刀开关的开合，电源、闸刀开关和弹簧通过导线依次电连接。

通过采用上述技术方案，一种用于实验教学的弹簧装置，包括弹簧组件、电路和驱动单元，弹簧组件包括弹簧和测量弹簧形变的标尺，电路包括闸刀开关、电源和用于连接的导线，驱动单元控制闸刀开关的开合，电源正极连接闸刀开关一端，闸刀开关对应电源的另一端连接至弹簧的一端，弹簧对应闸刀开关的另一端连接至电源负极，弹簧单匝间不接触或者绝缘，弹簧通电时相当于一个通电螺线管，每匝弹簧相当于环形电流，每匝弹簧中电流方向相同，两匝弹簧间形成异名磁场，磁感线方向相反，根据同向电流之间相互吸引可知，每匝弹簧都与相邻弹簧相互吸引，于是弹簧整体会收缩，标尺可以很好的记录弹簧因为受到磁力而产生形变的长度，当闸刀开关断开时，弹簧会因为自身弹力而伸长，在不断开闭合开关的过程中，弹簧会不断的上下振动。本实用新型用于实验教学，可以很好的、更加直观的让学生了解和观察实验现象，并记录实验数据，用以验证科学理论，计算未知量。

本实用新型进一步设置为，驱动单元为偏心轮组件，偏心轮组件包括驱动电机、偏心轮、限位圈、连接杆和用于限制连接杆位置的固定支架，偏心轮连接在驱动电机上，限位圈与连接杆固定连接，连接杆与偏心轮相互抵触，连接杆与偏心轮联动，限位圈与闸刀开关联动连接。

通过采用上述技术方案，驱动单元为偏心轮组件，偏心轮组件包括驱动电机、偏心轮、限位圈、连接杆和用于限制连接杆位置的固定支架，偏心轮连接在驱动电机上，限位圈与连接杆固定连接，连接杆与偏心轮相互抵触，连接杆与偏心轮联动，固定支架使连接杆只会沿连接杆方向上产生偏移，通过偏心轮旋转带动限位圈在垂直方向上下移动，限位圈通过连接杆与偏心轮从动运动，在偏心轮旋转过程中，由于偏心轮外表面距偏心轮中心位置长度的变化，使闸刀开关实现闭合和断开。实现闸刀开关的闭合，偏心轮设计简单，方便，也可以很好的控制电路。

本实用新型进一步设置为，偏心轮外表面具有磁性，连接杆由可以和磁性相配合的金属材质制成。

通过采用上述技术方案，偏心轮外表面具有磁性，并且连接杆由可以和磁性相配合的金属材质制成，这样可以使连接杆贴合在偏心轮的外表面上，在偏心轮转动时，通过从动驱动使限位圈产生位移。

本实用新型进一步设置为，所述弹簧由导电金属材质制成。

通过采用上述技术方案，该弹簧连接于电路中，通过电生磁原理实现弹簧的伸缩，弹簧必须导电，弹簧由导电金属材质制成。

附图说明

 图1为本实用新型用于实验教学的弹簧装置的示意图；

图2为本实用新型弹簧组件的示意图；

图3为本实用新型驱动单元的示意图。

附图标注：1、电源；2、闸刀开关；21、偏心轮；22、限位圈；23、固定支架；24、连接杆；3、导线；4、弹簧；5、标尺。

具体实施方式

下面参照图1至3对本实用新型进一步说明。