电磁秋千的电路与制作

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图1是市售的电磁秋千外形图。图中,X、Y、Z是3只比乒乓球略小的亮晶晶的空心塑料球。另有一只尺寸稍大的底球A。工作时,A球左右摆动,随着A球的摆动,X、Y、Z3只小球上下翻滚,时而顺转,时而逆转,颇为生动有趣。秋千造型有旋转摆动的小球、小鸟、滑稽小丑等多种,图2所示为小孩玩秋千。

图1
图1 🔍原图 (483×602)
图2
图2 🔍原图 (445×664)

市售的电磁秋千一般不带电路图,这给维修工作与制作带来不便。笔者细心剖析了装在底座中的控制电路,将它的原理电路绘于图3,供爱好者参考。

图3
图3 🔍原图 (637×393)

图3中,BG接成共集电极电路。L\(_{1}\)、L2绕在一个塑料骨架上,骨架中有一根φ6×25mm铁芯,线圈垂直粘在秋千底座正中。L\(_{2}\)为BG的发射极电路负载,用φ0.10mm漆包线绕3200匝,直流电阻RL2约200Ω。L\(_{1}\)为信号捡拾绕组,它是用φ0.06 mm漆包线在L2的外部绕9800匝,直流电阻R\(_{L1}\)约2.1kΩ。黑点标出了L1、L\(_{2}\)的同名端。

秋千A球下部装有一块永久磁铁,当A球摆至线圈上方时,L\(_{1}\)切割磁力线,产生电动势,使BG导通,L2中有I\(_{e}\)流过,然后通过L1与L\(_{2}\)之间的正反馈作用,使BG迅速饱和,这时Ie约为45mA。

当L\(_{2}\)中有Ie 流过时,线圈铁芯成为一根电磁铁。根据同性相斥原理,A球在惯性作用下摆过垂线的瞬间,电磁铁对A球将产生一股推力,使A球每次摆动都获得能量补充。

当A球离开线圈上方向远处摆去时,BG的I\(_{e}\)减小,通过L2与L\(_{1}\)之间的正反馈作用,使BG迅速截止。秋千静止时,VL1为零,BG截止,电源被自动关断。

秋千摆动轴中部上方镶嵌着一块圆纽扣状永久磁铁W,X、Y、Z3只小球中也装有永久磁铁。小球中的永久磁铁与W磁铁之间的排斥作用可分为两种情况:如小球的摆动力较小,刚摆至W附近时,将被W顺原路推回,如小球的摆动力足够大,则不仅能顺利越过W上方,而且在越过W的瞬间,将因W的推力而加速。W的这种“欺软怕硬”的特性,使3只小球产生了有趣的运动。

秋千所用的6F22型9V叠层电池,价格高、容量小。必要时可采用9~12V外接电源,电压较高,秋千摆幅也较大。D为使用外接电源时的导向二极管,可选用1N4002、2CP11等型号。BG的型号无严格要求,可选用I\(_{CM}\)≥100mA,β≥50的NPN硅管。 (陈银德)