本实用新型专利技术公开了一种测量线圈自感系数的装置，包括直流电源、开关、待测线圈、滑动变阻器、电流表、电阻丝、试管、三通管、注射器筒、活塞、阀门、毛细管、有色液注、高精度刻度尺。本实用新型专利技术通过电流表测量待测线圈电流大小，开关断开时，自感线圈中的电流不能突变，设计合理装置，利用能量转化，将自感线圈中储存的磁场能量转化为热能间接测量线圈的自感系数。该实用新型专利技术结构简单，操作简便，且造价低。
【技术实现步骤摘要】
： 本技术设及教学用具领域，具体设及一种测量线圈自感系数的新型装置。
技术介绍
： 线圈的自感是高中物理选修3-2中的重点内容，可每当教师讲到线圈的自感系数 时，学生总感觉不够形象具体。在教材中也仅仅简单提出自感系数与线圈的大小、形状、圈 数及是否有铁忍等因素有关，运不利于锻炼学生的感性思维。 传统测量电感的自感系数是用交流电桥，它存在平衡点较难找，并且在空间杂散 信号干扰下很容易产生误差等问题；同时，交流电桥结构复杂、造价高。本技术设及一 种测量线圈自感系数的新型装置，该装置具有结构简单、造价低、易于操作、测量精度高的 特点。
技术实现思路
： 利用能量转化原理，专利技术了一种测量线圈自感系数的新型装置。所述装置包括 直流电源（1)、开关（2)、待测线圈的直流电阻（3)、待测线圈（4)、滑动变阻器巧）、电流表 化）、理想二极管（7)、电阻b巧）、试管（8)、S通管（10)、注射器筒（12)、活塞（11)、阀口 (13)、毛细管（14)、有色液注（15)、刻度尺（16)。本技术的装置方案如下： 所述直流电源是电压可调的，与开关，待测线圈、滑动变阻器、电流表通过导线相 连，构成第一串联回路，当开关闭合时，此回路接通并稳定时，待测线圈中电流稳定。待测线 圈将电场能量转化为磁场能量存储起来。待测线圈的直流电阻是待测线圈在通入直流电时 的内阻。当开关突然断开时，由于自感线圈中的电流不能突变，它将会放电，待测线圈中储 存的磁场能量转化为热能。 所述电阻b是用电阻丝做成的电阻器，与直流电源，开关，理想二极管，电流表、滑 动变阻器相连构成第二串联回路，当开关闭合时，由于理想二极管的单向导电性，电流不会 流过电阻丝。电阻丝与待测线圈，理想二极管相连构成第=串联回路，当开关断开时，第= 串联回路接通，原来线圈中储存的磁场能量将转化为在待测线圈内阻和电阻丝上放出的热 量。 所述试管里固定有电阻丝，电阻丝上释放的热量使试管中的气体吸热升溫，体积 膨胀。 所述活塞位于注射器筒内，可调节压强使毛细管中的有色液柱处于0刻度位置， 再通过关闭阀口使两边气体隔绝。 所述=通管用来连接封闭试管，注射器筒及毛细管，四者皆为绝热的。毛细管上固 定有刻度尺，可W比较精确地测量有色液柱移动的距离。【附图说明】： 图1是电路结构框图； 图2是装置整体示意图；[001引 图中：1-直流电源、2-开关、3-待测线圈内阻、4-待测线圈、5-滑动变阻器、6-电 流表、7-理想二极管、8-试管、9-电阻b、10-S通管、12-注射器筒、11-活塞、13-阀口、 14-毛细管、15-有色液注、16-刻度尺【具体实施方式】：[001引 （1)闭合开关，直流电源与开关，待测线圈、滑动变阻器、电流表构成的第一串联回 路接通，电流渐趋于稳定。线圈中将储存能量①。 (2)利用活塞调节压强，使毛细管中的有色液柱处于0刻度位置，关闭阀口 10使两 边气体隔绝。[001引 做断开开关时，由于自感线圈中的电流不能突变，它将充当电源与理想二极管、 电阻2串联，构成回路。此时线圈中储存的磁场能量释放，原来线圈中储存的磁场能量转化 为在待测线圈内阻和电阻丝上放出的热量。在电阻丝上放出的热量为[001引②。 此热量使试管中的气体加热、升溫，气体膨胀使得毛细管中的有色液柱移动，可 通过刻度尺测量出毛细管中有色液柱移动的距离Ax。因为是等压过程，所W气体吸热为，式中m为气体质量，y为其摩尔质量，AT为溫升。 设气体体积改变量为AV，则由理想气体状态方程可得 (4)由W上①②③④式，可得 ③ ) (5)调节滑动变阻器，使电路中的电流改变，再次利用活塞调节压强，使毛细管中 的有色液柱处于0刻度位置，关闭阀口使两边气体隔绝。运时，毛细管中有色液柱移动的距 离Ax也将改变，但L不变，证明在一定条件下，自感系数与线圈中所通电流大小无关。 (6)在电阻丝及其它影响因素不变的情况下，改变待测线圈的大小，形状，圈数W 及向线圈内放入铁忍，控制变量，可得出自感系数与线圈大小、形状、圈数及是否有铁忍等 因素有关。(7)综合上述，该装置不仅可定量测量线圈的自感系数，还可W验证自感系数与线 圈中所通电流大小无关，与线圈大小、形状、圈数及是否有铁忍等因素有关。【主权项】1. 一种测量线圈自感系数的新型装置，其特征在于：包括直流电源（I)、开关（2)、待 测线圈的直流电阻（3)、待测线圈（4)、滑动变阻器（5)、电流表（6)、理想二极管（7)、电阻 b (9)、试管（8)、三通管（10)、注射器筒（12)、活塞（11)、阀门（13)、毛细管（14)、有色液 注（15)、刻度尺（16);所述直流电源是电压可调的，与开关，待测线圈、滑动变阻器、电流表 构成第一串联回路，所述电阻b是用电阻丝做成的电阻器置于封闭试管内，与开关，直流电 源，理想二极管，电流表、滑动变阻器构成第二串联回路；所述活塞位于注射器筒内；所述 三通管用来连接封闭试管，注射器筒及毛细管。2. 根据权利要求1所述的测量线圈自感系数的新型装置，其特征在于：所述毛细管上 固定有刻度尺，可以比较精确地测量有色液柱移动的距离。3. 根据权利要求1所述的测量线圈自感系数的新型装置，其特征在于：所述三通管、封 闭试管、注射器筒及毛细管均绝热。4. 根据权利要求1所述的测量线圈自感系数的新型装置，其特征在于：所述活塞可调 节压强使毛细管中的有色液柱处于〇刻度位置，关闭阀门可使两边气体隔绝。【专利摘要】本技术公开了一种测量线圈自感系数的装置，包括直流电源、开关、待测线圈、滑动变阻器、电流表、电阻丝、试管、三通管、注射器筒、活塞、阀门、毛细管、有色液注、高精度刻度尺。本技术通过电流表测量待测线圈电流大小，开关断开时，自感线圈中的电流不能突变，设计合理装置，利用能量转化，将自感线圈中储存的磁场能量转化为热能间接测量线圈的自感系数。该技术结构简单，操作简便，且造价低。【IPC分类】G01R27/26【公开号】CN204855651【申请号】CN201520341974【专利技术人】黄萍萍, 王英慧, 谭兴文 【申请人】西南大学【公开日】2015年12月9日【申请日】2015年5月25日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量线圈自感系数的新型装置，其特征在于：包括直流电源(1)、开关(2)、待测线圈的直流电阻(3)、待测线圈(4)、滑动变阻器(5)、电流表(6)、理想二极管(7)、电阻b(9)、试管(8)、三通管(10)、注射器筒(12)、活塞(11)、阀门(13)、毛细管(14)、有色液注(15)、刻度尺(16)；所述直流电源是电压可调的，与开关，待测线圈、滑动变阻器、电流表构成第一串联回路，所述电阻b是用电阻丝做成的电阻器置于封闭试管内，与开关，直流电源，理想二极管，电流表、滑动变阻器构成第二串联回路；所述活塞位于注射器筒内；所述三通管用来连接封闭试管，注射器筒及毛细管。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄萍萍，王英慧，谭兴文，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：新型
国别省市：重庆;85
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