能量转换原理演示仪的制作方法

本实用新型涉及教学仪器的技术领域，具体说是一种能量转换原理演示仪。

背景技术：

中学物理教学中需要向学生介绍动能与电能以及势能之间相互转换的关系，同时能量守恒定律说明自然界中的能量转换都伴随着能量的消耗。由于缺乏有效的演示装置，学生的学习中往往陷入死记硬背的恶性循环，不能很好理解、灵活运用能量转换以及能量守恒定律的精髓。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、使用方便的能量转换原理演示仪，可以很好地展示电能、动能、势能之间的相互转换，并可引导学生通过计算获得能量转换前后的损耗，便于深刻理解能量转换原理的精髓。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型所述能量转换原理演示仪，包括第一电机、设置在第一电机下方的第二电机，所述第一电机的电源端连接有第一电流表和第一电压表，所述第二电机的电源端连接有第二电流表、第二电压表和负载；第一电机的转轴上通过第一离合器安装有第一链轮，第二电机的转轴上通过第二离合器安装有第二链轮，第一链轮与第二链轮上套装有链条，所述链条上可拆卸地连接有配重体。

所述配重体包括铰接在一起的左块体和右块体，所述左块体和右块体的一侧边设置有铰轴，对应于铰轴的左块体和右块体的另一侧设置有相互连接的卡扣，在左块体和右块体相对的内侧面上均设置有条形槽，左块体和右块体至少其中之一的条形槽内设置有定位杆，所述定位杆贯穿插装在链条的轴孔中。

由于采用了上述结构，该演示仪结构简单、使用方便，演示过程直观性强，可以很好地展示电能、动能、势能之间的相互转换，并可引导学生通过计算获得能量转换前后的损耗，便于深刻理解能量转换原理的精髓。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是配重体的结构示意图。

图3是配重体展开状态的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述能量转换原理演示仪包括第一电机1、设置在第一电机1下方的第二电机2，第一电机1和第二电机2可以安装在支架上，第一电机1位于第二电机2的正上方。所述第一电机1的电源端连接有第一电流表11和第一电压表12。工作时，通过第一电流表11和第一电压表12的读数可以得知第一电机1的工作电流和电压，并通过功率与电流、电压关系的公式计算得到第一电机1的消耗功率。

所述第二电机2的电源端连接有第二电流表21、第二电压表22以及负载7，该负载7可以是电阻丝或者电灯泡；通过第二电流表21和第二电压表22的读数可以得知第二电机2的工作电流和电压，并通过功率与电流、电压关系的公式计算得到第二电机2的实际消耗功率。

第一电机1的转轴上通过第一离合器安装有第一链轮13，第二电机2的转轴上通过第二离合器安装有第二链轮23，第一链轮13与第二链轮23上套装有链条3，所述链条3上可拆卸地连接有配重体4。

如图2、图3所示，所述配重体4包括铰接在一起的左块体41和右块体42，左块体41和右块体42为对称设置的柱状结构，可以是如图2所示的半圆柱体，也可以是矩形柱体。所述左块体41和右块体42的一侧边设置有铰轴6，对应于铰轴6的左块体41和右块体42的另一侧设置有相互连接的卡扣8，左块体41和右块体42合并在一起的时候可以通过卡扣8锁定。在左块体41和右块体42相对的内侧面上均设置有条形槽5，左块体41和右块体42合并以后，两个条形槽5合并成一条矩形的贯穿孔，该贯穿孔用于容纳链条3。至少其中之一的条形槽5内设置有定位杆51，所述定位杆51贯穿插装在链条3的轴孔中，将配重体4固定在链条3上。

使用时，演示方法如下 1）拆下配重体4，操纵第一离合器将第一电机1与第一链轮13连接，操纵第二离合器第二电机2与第二链轮23分离，此时相当于第一电机1处于空载状态，读取第一电流表11和第一电压表12的读数，计算得到第一电机1空载时的功率；2）操纵第二离合器第二电机2与第二链轮23连接，此时第二电机2工作在发电机状态，是第一电机1的负载，第二电机2又带动负载7做功。如果负载7是灯泡，第二电机2的输出功率足够的时候可以点亮灯泡。通过功率与电流、电压关系的公式可以计算得到第一电机1带负载时的功率、相对于空载状态增加的功率、第二电机2的输出功率，通过计算还可以得知，第一电机1增加的功率输出明显大于第二电机2的输出功率，了解能量转换过程中功率的损耗。

为获得更多的计算数据，可以在链条3上安装不同重量的配重体4，并通过提升或者下降配重体4，模拟多种不同负载的情况。重复上述步骤，可以得到多种工况下第一电机1和第二电机2的功率数据，通过对这些数据的分析更深刻地理解能量转换原理的特点。