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電火花計時器是一種教學(xué)實驗用計時儀器,它能夠把物體運(yùn)動情況定時地記錄在普通紙帶上·電火花計時器配合斜面小車,電火花描跡儀,鉤碼組等實驗儀器,可以做勻速直線運(yùn)動,勻加速運(yùn)動,牛頓第二定律,自由落體運(yùn)動,動能定理,機(jī)械能守恒定律等多個實驗·儀器采用高壓脈沖電火花進(jìn)行計時,具有操作簡單,準(zhǔn)確性高,可靠性好,使用安全等特點(diǎn),是代替電磁打點(diǎn)計時器的更新?lián)Q代產(chǎn)品
電火花打點(diǎn)計時器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯出點(diǎn)跡的一種計時儀器. 給電火花打點(diǎn)計時器接220V電源,按下脈沖輸出開關(guān),計時器發(fā)出的脈沖電流,接正極的放電針和墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸,產(chǎn)生火花放電,于是在紙帶上打出一系列的點(diǎn),而且在交流電的每個周期放電一次,因此電火花打點(diǎn)計時器打出點(diǎn)間的時間間隔等于交流電的周期.
電火花計時器可以代替電磁打點(diǎn)計時器使用,也可以與簡易電火花描跡儀配套使用。
使用時電源插頭直接插在交流220伏插座內(nèi),將裁成圓片(直徑約38
上,將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶(20×700毫米2)從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過,并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間,這樣當(dāng)兩條紙帶運(yùn)動時,也能帶動墨粉紙盤運(yùn)動,當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時,在放電針和墨粉紙盤間產(chǎn)生火花放電,于是在紙帶上上打出一列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率是50Hz時,它每隔0.02s打一次點(diǎn)。但放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點(diǎn)跡的清晰度。也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶(位于下面)做實驗,例如在簡易電火花描跡儀的導(dǎo)軌上就是這樣放置的。還可以用兩條白紙帶(或者一條長白紙帶對折可看做兩條紙帶)夾著一條墨粉紙帶做實驗,下面的那條紙帶因為夾在墨粉紙盒與放電針之間,作為記錄結(jié)果之用。而上一條紙帶用于輔助帶動墨粉紙盒轉(zhuǎn)動;用電火花計時器做測量自由落體的加速度實驗就是這樣做的。墨粉紙可以使用比較長的時間,一條白紙帶也可以使用4次(兩條紙帶正反面也就是四次),從而降低了實驗成本。 [1]
電火花計時器使用中運(yùn)動阻力極?。ㄟ@種極小阻力來自于紙帶運(yùn)動的本身,而不是打點(diǎn)產(chǎn)生的),因而系統(tǒng)誤差小,記時精度與交流電源頻率的穩(wěn)定程度一致(脈沖周期漂移不大于50微秒,這一方面也遠(yuǎn)優(yōu)于電磁打點(diǎn)計時器),同時它的操作簡易,學(xué)生使用安全可靠(脈沖放電電流平均值不大于500微安)。
【1】電火花計時器 一臺
【2】重錘 一只
【3】固定夾 一只
【4】紙帶寬17.5mm 一卷
【5】墨粉紙 一包
【1】打點(diǎn)周期 T0=0.02S相對誤差不大于1%
【2】利用某一頻率高壓脈沖產(chǎn)生電火花放電,將點(diǎn)跡通過墨粉紙記錄在紙帶上
【3】高壓脈沖輸出平均電流 150~300uA
【4】打點(diǎn)質(zhì)量 連續(xù)打點(diǎn)50 點(diǎn)無漏點(diǎn),點(diǎn)子清晰,不大于0.8mm
【5】實驗效果 測重力加速度g,應(yīng)達(dá)到以下要求:9.9m/s2 >=g>=9.5 m/s2
【6】工作電源 Ac220±10%50Hz
【7】記錄紙帶 寬度為17.5mm白紙帶
【8】工作環(huán)境條件 溫度0~+400C
【9】計時器質(zhì)量 約230g
【10】重錘質(zhì)量 300 ±3g
【11】計量器外形尺寸 150mm*60mm*42mm12,整套儀器包裝盒外形尺寸265mm*152mm*72mm
結(jié)構(gòu)圖如圖1。
電路原理如圖2所示:將開關(guān)接通,220伏特交流電正半周時,通過V1、V4、限流電阻R1對電容器C充電;交流電負(fù)半周時,通過V2、V3、限流電阻R2,V5導(dǎo)電;當(dāng)V5上電壓達(dá)到10伏特時,可控硅V6觸發(fā)導(dǎo)通,此時儲存在C上的電壓通過變壓器T初級線圈產(chǎn)生小功率脈沖高壓;經(jīng)過放電針,墨粉紙在紙帶上產(chǎn)生放電跡點(diǎn)。相鄰兩個放電跡點(diǎn)的時間間隔為0.02秒,X1、X2香蕉插孔為脈沖高壓輸出端。
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