[发明专利]液体粘滞系数实验中释放小球的装置

说明书

技术领域

本发明涉及交流电磁铁的应用领域，特别是涉及液体粘滞系数实验中释放小球的装置。

背景技术

目前，对于液体粘滞系数的测量多数采用斯托克斯公式利用落球法进行测定，即使小钢球沿竖直方向自由落入盛有甘油(具有较大的粘滞系数)的量筒中，并沿其中轴线下落，由上下两个激光器测量下落时间，进而得到液体的粘滞系数。为保证小钢球沿量筒的中轴线，往往在实验架上放置引导管。

原则上测量甘油粘滞系数过程中，小钢球上应沾满甘油，但当沾有甘油后，小钢球会因为甘油具有粘性而粘在引导器侧壁上，使实验无法进行。传统的实验中往往是用乙醚或酒精擦拭干净，把擦拭干净的球放入引导管，这样会导致实验误差增大。每次实验投入三种不同规格小钢球一般15个，小钢球与引导管侧壁的碰撞使得小钢球很大概率不能沿量筒的中轴线下落，导致实验中需多次取球，重复操作，及其麻烦。多次实验过后，引导管难免有所污染，偶尔会出现小钢球粘在引导口而不能下落，使实验无法进行。

发明内容

本发明提供液体粘滞系数实验中释放小球的装置，解决现有液体粘滞系数实验中误差大和操作不方便的问题。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

液体粘滞系数实验中释放小球的装置，包括金属芯、金属线圈、逆变控制模块、第一电位器、第二电位器、开关K0、直流电源E；其中逆变控制模块包括逆变器、控制芯片和控制电路；

金属芯垂直设置，其下端具有一个供小钢球吸附的尖端；金属线圈缠绕在金属芯的外侧；金属芯与金属线圈构成一个磁力产生装置；

直流电源E的一端依次经开关K0和第二电位器与控制电路的一个电源输入端连接，控制电路的另一个电源输入端与直流电源E的另一端连接；控制芯片与控制电路的控制端相连；控制电路的输出端连接逆变器的输入端；逆变器的一个输出端依次经第二电位器和金属线圈后连接逆变器的另一个输出端。

本发明使用具有尖端的金属芯制作的电磁铁，金属芯是一种软磁合金，由于小钢球过于小，当通入直流电时，由于剩磁和甘油的作用小钢球仍无法自由下落，实验效果不好。因此，本发明采用交流电，并且利用第一电位器实现电流缓慢变小使金属芯快速消磁，使小钢球从尖端沿量筒轴线下落。

为了能更好使小钢球能沿量筒轴线下落，优选的金属芯整体呈剑状。

为了能更好的使金属芯吸附小钢球，金属芯下端的尖端为圆锥形或针尖形，使小钢球能沿量筒轴线下落。

为了使实验过程更方便固定金属芯，优选的金属芯的上端具有供金属芯固定在实验架横梁上的挂板。

优选的，直流电源为干电池、储电池或数控直流电源，为线圈提供稳定的电流。

本发明的优点与效果是：

1.通过使用尖端型金属芯作为引导器吸附小钢球，可使表面布满甘油的小钢球吸附在尖端处，保证小钢球自尖端处沿量筒轴线下落，减小实验误差；

2.通过控制第一电位器逐渐减小的交变电流使金属芯快速消磁，保证小钢球自针尖沿量筒轴线下落，增加实验成功率，简化操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标号：

1金属芯；2小钢球；3金属线圈；4挂板。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

液体粘滞系数实验中释放小球的装置，如图1所示，包括金属芯1、小钢球2、金属线圈3、挂板4、逆变控制模块、第一电位器、第二电位器、开关K0、直流电源E；其中逆变控制模块包括逆变器、控制芯片和控制电路。

金属芯1垂直设置，其下端具有一个供小钢球吸附的尖端，小钢球2吸附在金属芯1的尖端上，金属芯1上端设置有挂板4，其中金属芯1整体呈剑状或圆锥状；金属线圈3缠绕在金属芯的外侧，金属线圈3的匝数为20-50；金属芯与金属线圈构成一个磁力产生装置；金属芯1整体呈剑状，上部分为长方形，外侧饶有金属线圈，下端为具有一个供小钢球吸附的尖端，可以更好的吸附布满甘油的小钢球2。金属芯1的尖端为圆锥形或针尖形，在吸附布满甘油的小钢球2时不会减少小钢球2上的甘油，使实验误差更小，也保证小钢球自针尖沿量筒轴线下落；金属芯的上端具有供金属芯固定在实验架横梁上的挂板4，在实验过程中，直接把挂板4悬挂在实验架横梁上，根据需要进行移动，使实验操作更加方便简化。