一种磁耦合谐振式无线电力传输的教学实验装置制造方法
【专利摘要】一种电磁混合磁悬浮的教学实验装置，本实用新型的实验台板上固定有发射电路线圈支架，发射电路线圈支架上设有发射电路线圈，实验台板上设有导轨，导轨上滑设有接收电路线圈支架，接收电路线圈支架上设有接收电路线圈；发射电路线圈经导线跨接在电容C1两端构成发射电路，电容C1的一端又连接到直流电源E的负极，电容C1的一端又连接到电阻R3，直流电源E的正极经分流电阻R1连接到场效应开关管P的漏级，场效应开关管P的栅极分别连接电阻R2和R3，电阻R2连接到振荡电路的输出端，场效应开关管P的源级接地，电容C2的两端还连接有负载，比如高亮度发光二极管或小电灯。本实用新型具有结构简单、设计合理等特点，实用方便，利于实验课程的顺利开展。
【专利说明】 一种磁耦合谐振式无线电力传输的教学实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于教学实验装置【技术领域】，具体是涉及一种磁耦合谐振式无线电力传输的教学实验装置。
【背景技术】
[0002]“磁耦合谐振式无线电力传输技术”是工业领域最新的实验技术，将这项技术引入到大学物理实验课程教学中，让学生通过实验课程学习和掌握最新的有关“磁耦合谐振式无线电力传输原理和技术”，对于激发学生探索精神和提高创新意识有重要作用。目前在大学物理实验教学课程中还没有相关实验教学设备，学生通过本专利研制的相关实验设备可以深入研究“磁耦合谐振式无线电力传输技术”的原理和实验规律。
【发明内容】
[0003]本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供了一种磁耦合谐振式无线电力传输的教学实验装置。
[0004]本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种磁耦合谐振式无线电力传输教学实验装置，包括实验台板，所述实验台板上固定有发射电路线圈支架，发射电路线圈支架上设有发射电路线圈，所述实验台板上设有导轨，导轨上滑设有接收电路线圈支架，接收电路线圈支架上设有接收电路线圈；发射电路线圈经导线跨接在电容Cl两端构成发射电路，电容Cl的一端又连接到直流电源E的负极，电容Cl的一端又连接到电阻R3，直流电源E的正极经限流电阻Rl连接到场效应开关管P的漏级，场效应开关管P的栅极分别连接电阻R2和R3，电阻R2连接到振荡电路的输出端，场效应开关管P的源级接地，直流电源E和限流电阻Rl构成电源电路，电阻R2、R3和场效应开关管P构成开关电路；接收电路线圈跨接在电容C2两端构成接收电路，电容C2的两端还连接有负载，比如高亮度发光二极管或者小电灯。
[0005]作为优选，所述实验台板上设有两条导轨，最佳地所述导轨为燕尾导轨，便于接收电路线圈支架稳定地滑设在导轨上。
[0006]作为优选，所述导轨上设有刻度，便于观察和记录发射电路线圈和接收电路线圈之间距离。
[0007]实验时，振荡电路能够广生闻频率的方波彳目号，用来控制开关电路的通断，实验装置采用直流电源供电，利用开关电路将直流电源调制为“通-断”交替的交流信号，而高频的方波信号激励发射电路线圈和电容组成的发射电路，导致能量在电容中的电能和线圈中的磁能相互转化和相互激励，在空间中产生交变磁场，变化的磁场能够在接收电路线圈中产生电动势，这样发射电路中的电能就能够传输到接收电路中去。当振荡电路的振荡频率和发射电路的固有频率相一致时，发射电路会在空间产生最大的交变磁场，而当接收电路的固有频率也和发射电路的固有频率一致时，电磁感应也会在接收电路中产生最大的负载电流，这时候电力传输效率最高，这种耦合叫做谐振式耦合。通过移动接收电路线圈支架，可以观察发射电路线圈和接收电路线圈之间距离变化时，接收电路中负载的变化，比如灯泡负载的明亮程度，即观察电力传输效率的变化。本实用新型具有结构简单、设计合理等特点，实用方便，利于实验课程的顺利开展。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的一种结构示意图。
[0009]图中，1-实验台板，2-发射电路线圈支架，3-接收电路线圈支架，4-发射电路线圈，5-接收电路线圈，6-导轨，7-刻度。
【具体实施方式】
[0010]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0011]实施例:参看图1，本实用新型的实验台板上固定有发射电路线圈支架，发射电路线圈支架上设有发射电路线圈，实验台板上设有导轨，导轨上滑设有接收电路线圈支架，实验台板上设有两条导轨，最佳地所述导轨为燕尾导轨，便于接收电路线圈支架稳定地滑设在导轨上，导轨上设有刻度，便于观察和记录发射电路线圈和接收电路线圈之间距离，接收电路线圈支架上设有接收电路线圈；发射电路线圈经导线跨接在电容Cl两端构成发射电路，电容Cl的一端又连接到直流电源E的负极，电容Cl的一端又连接到电阻R3，直流电源E的正极经限流电阻Rl连接到场效应开关管P的漏级，场效应开关管P的栅极分别连接电阻R2和R3，电阻R2连接到振荡电路的输出端，场效应开关管P的源级接地，直流电源E和限流电阻Rl构成电源电路，电阻R2、R3和场效应开关管P构成开关电路；接收电路线圈跨接在电容C2两端构成接收电路，电容C2的两端还连接有负载L，比如高亮度的发光二极管或小电灯。
[0012]实验时，振荡电路能够产生高频率的方波信号，用来控制开关电路的通断，实验装置采用直流电源供电，利用开关电路将直流电源调制为“通-断”交替的交流信号，而高频的方波信号激励发射电路线圈和电容组成的发射电路，导致能量在电容中的电能和线圈中的磁能相互转化和相互激励，在空间中产生交变磁场，变化的磁场能够在接收电路线圈中产生电动势，这样发射电路中的电能就能够传输到接收电路中去。当振荡电路的振荡频率和发射电路的固有频率相一致时，发射电路会在空间产生最大的交变磁场，而当接收电路的固有频率也和发射电路的固有频率一致时，电磁感应也会在接收电路中产生最大的负载电流，这时候电力传输效率最高，这种耦合叫做谐振式耦合。通过移动接收电路线圈支架，可以观察发射电路线圈和接收电路线圈之间距离变化时，接收电路中负载的变化，比如高亮度的发光二极管或小电灯负载的明亮程度，即观察电力传输效率的变化。本实用新型具有结构简单、设计合理等特点，实用方便，利于实验课程的顺利开展。
[0013]最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种磁耦合谐振式无线电力传输的教学实验装置，包括实验台板，其特征在于所述实验台板上固定有发射电路线圈支架，发射电路线圈支架上设有发射电路线圈，所述实验台板上设有导轨，导轨上滑设有接收电路线圈支架，接收电路线圈支架上设有接收电路线圈；发射电路线圈经导线跨接在电容Cl两端构成发射电路，电容Cl的一端又连接到直流电源E的负极，电容Cl的一端又连接到电阻R3，直流电源E的正极经限流电阻Rl连接到场效应开关管P的漏极，场效应开关管P的栅极分别连接电阻R2和R3，电阻R2连接到振荡电路的输出端，场效应开关管P的源极接地，直流电源E和限流电阻Rl构成电源电路，电阻R2、R3和场效应开关管P构成开关电路；接收电路线圈跨接在电容C2两端构成接收电路，电容C2的两端还连接有负载。
2.根据权利要求1所述一种磁耦合谐振式无线电力传输的教学实验装置，其特征在于所述实验台板上设有两条导轨。
3.根据权利要求1或2所述一种磁耦合谐振式无线电力传输的教学实验装置，其特征在于所述导轨为燕尾导轨。
4.根据权利要求1或2所述一种磁耦合谐振式无线电力传输的教学实验装置，其特征在于所述导轨上设有刻度。
【文档编号】G09B23/18GK204102405SQ201420491520
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】赵海发, 刘建龙, 刘世刚 申请人:哈尔滨工业大学, 赵海发