青少年《电子通》

电磁摆制作指导2006年 2月

上海青少年《电子通》教研中心

器件纵揽

电感

干簧管 A

橡筋接头

电容

发光二极管

电阻 干

簧管A

弹簧螺丝

垫圈

立柱

摆锤摆轴

磁铁

轴套螺孔板

电池盒

电感

一、电感组装 注意事项： 1、已经绕好漆包线的电感线圈，要注意不要把线头弄断。组装时按图示的顺序进行。

2、橡筋的作用是在方孔内固定干簧管。操作时特别当心干簧管，不能用力过猛，玻璃管易碎；安装不当不但损坏零件，还可能伤害手或身体其它部位。

组装电感的部件

先把一段橡筋放入孔内，不要放得太里面，因为在插入干簧管时，它可能一起移动。

二、把组装好的电感组件安装到螺孔板上

首先用砂皮去除线端 1厘米漆膜。

除去漆膜

图 1：接头位置图 2：螺丝不要拧紧

图 3：斜插电阻2.2欧和一条导线

图 4：放准位置，拧紧螺丝

图 1：两个接头

图 2：左边接头可以转动，便于干簧管插入

一个已经拧紧一个可以转动

小心插上干簧管的两头。如果端头的铜棒不直，要用钳子钳平，不要用手弯折，避免玻璃管破损。

两端伸进接头的长度尽量相等

安装完成后的电感部分

三、电容和发光二极管

长脚是正极，短脚是负极

“ ”旁边的 － 号也标示负极

两个元件引脚都要剪齐，但不可忘记极性。

下面是负极，上面是正极

负极正极

（ 1）安装电阻R1

四、安装电阻 R1和连接导线

图 1：把螺丝旋高，斜插到底，再拧紧螺丝

图 2：用同样方法连接电阻另一端

电感右端连接负极

预留的短导线连接电容正极

电源负极连接电容和发光管负极

五、安装干簧管 B

图 1：把电阻 R2的一端绕到干簧管上 图 2：把电源正极绕到干簧管另一端

图 3：把弹簧插入两端 图 4：然后架起在螺孔板上

电阻 R2

干簧管 B注意：要从干簧管引脚根部向外绕线

图 1：第一种安装位置

图 2：第二种安装位置

下面孔的位置不变

上面孔的位置可以选择 1或 2

1

2 1

可以用一条适当长的粘胶纸，

把弹簧上的干簧管和螺孔板连接起

“ ”来，这样你就不必担心它们 飞 掉

啦！

六、安装摆锤

• 下图表示立柱、轴套、摆锤和摆轴的相互关系。摆轴最后要插入立柱顶端的一个孔内，孔和摆轴应该是紧配状态；因此，插入摆轴时可能比较紧，我们可以

“ ”利用塑料的 可塑性 ，先把摆轴的顶部用砂皮磨掉一圈，然后再穿好摆锤、轴

“ ”套，适当用力把摆轴的顶端 挤进 孔 内，最后的位置如图所示。

（ 1）安装磁铁

磁铁和摆锤下的槽口

磁铁嵌入槽口

是否紧贴底部要看悬挂后的距离

如果悬挂后和其它元件碰撞，那就要剪除边缘

磁铁嵌入后磁铁嵌入后

有时候需要剪掉边缘

边缘剪掉以后

要不要剪掉边缘，看摆锤挂上后，会不会和下面的电感碰撞，多数不需要剪掉；尽量不剪掉，可用来调节磁铁的高度。

剪刀

（ 2）摆锤组装

改进后的立柱：孔的后面有一段短管

不要装得太紧，要留间隙

七、立柱固定的位置对摆锤运动的影响 • 下图告诉我们：立柱的固定螺丝的位置一般该如何选择。即使如此，立柱还是可以在一定范围内

“ ”——左右调整；首先调整 静态位置 使摆锤自然静止时处在电感的正中上方，而且不和电感相

“ ”碰。接着调整 动态位置 。在调整这些位置时，电感组件、右侧干簧管（ B）的状态都可以同时

——整理，使它们的位置关系达到理想的状态 也就是说：

• 1 “ ”—、摆锤静止时 居中 处于电感上方正中；• 2 “ ”、摆锤运动时 低空 越过右侧干簧管的上半段，而又不碰撞。

八、完成制作的电磁摆

九、原理、检测和调试

• 制作过程对每一步的制作效果可以随时进行检测。检测的依据就是原理图。

3V

µçÔ´

R1100

R2

2.2

C2200uF

D·¢¹â¶þ¼«¹Ü

L

¸É»É

¹ÜB

¸É»É¹ÜA

µç¸Ð

1、干簧管 B是电源（ 3V）对电容 C “充电的 开”关 ，它是一个磁敏开关，当它附近有一定强度的磁场时它的两极就导通，于是电源通过电阻 R2对 C充电，使 C的两端聚集起电荷；同时，一部分电流流向R1和 D，所以 D就发光。检测这部分电路是否正常，只要用一块磁铁靠近干簧管 B就可以了，如果不用磁铁，也可以用一定长度的导线把干簧管 B两端短路，测试充电电路是否正常。

干 簧 管 B 的 功 能

发光管 D亮的时候，正好磁铁经过干簧管 B，也就是对电容 C充电的状态；所以 D闪烁，充电电路基本正常。

2、干簧管 A “ ”是放电 开关 ，只有当电容C充足电以后，如果有磁铁靠近它，那么电容 C里的电荷就向电感放电，这时候，电感产生了电磁场，推动摆锤下面的磁铁向一定方向运动，把摆锤推向一方。要电磁摆能正常运行，这个作用力必须是把摆锤推向左侧，如果作用力反了那就摆不起来，没动几下就停住了；这时候，把摆锤下的磁铁取下来调个头重新安装就可解决。

• 3、电感产生的电磁力既然是由电容放电形成的，所以当摆锤再次从左侧回到电感上方时，尽管干簧管 A导通，但是电容 C没有电可放，因此电感没有电流流过不产生电磁力， D也不发光，摆锤没有受到任何作用力只依运动惯性向右继续摆动；当它越过干簧管 B时，电容 C被充电， D发光，摆锤到达右侧最高点后向左回落，这时再次

——对电容充电 反正电容被充足了足够的电荷——当摆锤到达电感上方，干簧管 A导通，电容

……放电，于是摆锤又被推了一下 如此反复进行，摆锤不停地往复运动。所以，电磁摆的运动能量首先由电池传递给电容，然后再由电容传递给电感，最后由电感产生电磁力作用到摆锤下的

磁铁。

4、摆幅调整：一般情况下摆幅可达到 60度左右。但是，摆幅可以调整得更大，决定摆幅大小的因素是很多的。如： 电源的电压、电池质量； 电容器 C的容量； 电感用线的粗细和匝数； 干簧管触点电阻； 磁铁的磁性强弱； 各部件的相对位置等等。