本实用新型涉及一种电磁感应实验演示装置，并涉及一种磁悬浮现象实验演示装置，应用于课堂教学和科普教育基地物理实验演示技术领域。
背景技术：
在物理学研究和应用领域，很多物理学现象和规律可以通过实验演示增加知识教育效果，专利申请文献号为01020608946.3 的专利公开了一种电磁感应及能量转换演示仪，涉及一种电磁感应及能量转换演示的装置，在物理教学过程中可以电磁感应现象，但该装置没有演示磁悬浮的功能，同时也不具备演示切割磁力线变化时LED灯亮度明暗变化等功能。
技术实现要素：
为了解决现有技术问题，本实用新型的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种电磁感应与磁悬浮实验演示仪，能同时演示电磁感应规律和磁悬浮现象，其用于课堂教学和科普基地，悬物一直可以旋转，同时LED灯的亮度随着旋转运动作明暗周期性变化，可以提高教学演示效果。
为达到上述实用新型创造目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种电磁感应与磁悬浮实验演示仪，包括电磁感应装置，电磁感应装置由通电线圈、电源控制系统和可移动模块组成，通电线圈设置于方框形或环形的绝缘体骨架内进行固定，形成磁场外围框架，通电线圈的两端分别与电源控制系统的电流输出端电连接，启动电源控制系统开关后，对通电线圈通电，在由通电线圈绕成的磁场外围框架的内部空腔内形成电磁场，在磁场外围框架的顶部梁上安装有电磁铁，由电源控制系统向电磁铁提供电能，电磁铁的缠绕线圈通电后，使电磁铁产生磁性，可移动模块包括安装在可移动骨架上的感应线圈，在可移动骨架的顶部固定安装永磁磁铁，在可移动骨架上还安装至少一个LED灯，LED灯与感应线圈电连接，将可移动模块放入通电线圈产生的磁场中，使电磁铁的缠绕线圈形成磁场，从而使电磁铁与可移动模块顶部的永磁磁铁异性相吸，当电磁铁受到的向上的吸引力与可移动模块的整体重力达到平衡时，可移动模块整体保持悬浮在电磁铁下方的磁场外围框架内部空间中，使可移动模块成为悬浮体，当可移动导模块在空中保持悬浮状态并进行旋转时，感应线圈随着可移动模块的转动切割通电线圈内腔的磁力线，使感应线圈因电磁感应产生电能，并使LED灯发光，在电磁铁上还安装装有霍尔传感器，霍尔传感器实时检测可移动模块的永磁磁铁与电磁铁底端的间距或相对位置，霍尔传感器的信号输出端与电源控制系统的信号接收端连接，电源控制系统还内部设置有平衡电压调节电位器，根据霍尔传感器检测的永磁磁铁与电磁铁底端的间距信息或相对位置信息，通过平衡电压调节电位器控制平衡电压大小，从而控制电磁铁输出的磁力大小，维持、中断或终断可移动模块的悬浮状态。
上述可移动模块的可移动骨架优选由左右立柱、上顶、下底固定连接组成骨架结构。
还优选设有推力机构，通过推力机构对可移动骨架施加推力，使可移动模块进行旋转。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：
本实用新型磁感应与磁悬浮实验演示仪用于课堂教学和科普基地演示，物体可以一直悬浮在空中旋转，同时上面LED灯的亮度也在明暗周期性变化，可以提高教学效果，方便携带和操作。
附图说明
图1是本实用新型实施例一电磁感应与磁悬浮实验演示仪的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，参见图1，一种电磁感应与磁悬浮实验演示仪，包括电磁感应装置，电磁感应装置由通电线圈2、电源控制系统7和可移动模块6组成，通电线圈2设置于方框形或环形的绝缘体骨架内进行固定，形成磁场外围框架1，通电线圈2的两端分别与电源控制系统的电流输出端71，72电连接，启动电源控制系统开关73后，对通电线圈2通电，在由通电线圈2绕成的磁场外围框架的内部空腔内形成电磁场，在磁场外围框架1的顶部梁上安装有电磁铁3，由电源控制系统7向电磁铁3提供电能，电磁铁3的缠绕线圈4通电后，使电磁铁3产生磁性，可移动模块6包括安装在可移动骨架62上的感应线圈64，在可移动骨架62的顶部固定安装永磁磁铁61，在可移动骨架62上还安装至少一个LED灯63，LED灯63与感应线圈64电连接，将可移动模块6放入通电线圈2产生的磁场中，使电磁铁3的缠绕线圈4形成磁场，从而使电磁铁3与可移动模块6顶部的永磁磁铁61异性相吸，当电磁铁3受到的向上的吸引力与可移动模块6的整体重力达到平衡时，可移动模块6整体保持悬浮在电磁铁3下方的磁场外围框架1内部空间中，使可移动模块6成为悬浮体，当可移动模块6在空中保持悬浮状态并进行旋转时，感应线圈64随着可移动模块6的转动切割通电线圈2内腔的磁力线，使感应线圈64因电磁感应产生电能，并使LED灯63发光，在电磁铁3上还安装装有霍尔传感器5，霍尔传感器5实时检测可移动模块6的永磁磁铁61与电磁铁3底端的间距或相对位置，霍尔传感器5的信号输出端与电源控制系统7的信号接收端连接，电源控制系统7还内部设置有平衡电压调节电位器74，根据霍尔传感器5检测的永磁磁铁61与电磁铁3底端的间距信息或相对位置信息，通过平衡电压调节电位器74控制平衡电压大小，从而控制电磁铁3输出的磁力大小，维持、中断或终断可移动模块6的悬浮状态。
在本实施例中，参见图1，可移动模块6的可移动骨架62由左右立柱、上顶、下底固定连接组成骨架结构。通电线圈2通电、电磁铁3通电和永磁磁铁61形成三个磁场，可移动骨架62、永磁磁铁61、感应线圈64和LED灯63组成悬浮体。本实施例磁感应与磁悬浮实验演示装置的磁场外围框架1内部嵌着漆包线组成矩形的通电线圈2，向通电线圈2通以20KHz的交流电。电磁铁3的底部装有霍尔传感器5，霍尔传感器5用于检测悬体与电磁铁3的位置间距。缠绕线圈4形成磁场与悬物体端部的永磁磁铁61磁场异性相吸，与重力达到平衡时可使悬体长时间悬空；感应线圈64由于电磁感应产生电能，使LED灯63发光，当悬物体在空中旋转时，LED灯63亮度明暗周期性变化，平衡电压调节电位器74调节的平衡电压大小与悬物体和电磁铁3间距有关，合适的平衡电压可使悬体长时间不下坠。本实施例仪器应用磁场异性相吸原理结合自动控制磁场强度, 实现常温磁悬浮，即无接触悬挂一物体数小时，演示效果形象、生动, 富有启发，引人思考，仪器结构轻巧。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，还设有推力机构，通过推力机构对可移动骨架62施加推力，使可移动模块6进行旋转。本实施例同样利用永磁磁铁61与电磁铁3磁场异性相吸原理，当磁力与重力达到平衡时，悬浮体悬浮在空中，驱动推力机构给一个推力，使悬浮体一直保持旋转状态，同时感应线圈64的电磁感应产生电能，LED灯63发光，在悬浮体旋转过程中，感应线圈64切割磁力线，LED灯63亮点明暗强度周期性变化。
上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本实用新型的实用新型目的，只要不背离本实用新型电磁感应与磁悬浮实验演示仪的技术原理和实用新型构思，都属于本实用新型的保护范围。