电子摇摆。方案、说明

电子摇摆。无线电电子电气工程百科全书

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深受小朋友喜爱的玩具秋千可以“永远”摆动。例如，通过使它们机电。这将需要一个电磁铁、一个电池和一对由摆动悬架闭合的触点（图 1）。

如果对这种机电装置的摆动进行振荡运动，则随着每次触点闭合，电流将流过电磁体绕组，电磁体绕组的磁场将开始吸引电枢。您只需将秋千悬架的断开突起设置在这样的位置，即当电枢接近电磁铁芯时，触点仅短暂闭合，从而向电枢传递额外的部分动能，从而向秋千传递 - 就像我们一样在通过平衡位置的瞬间推动普通摆动。

电子摇摆
图。 1

触点断开，磁场消失后，惯性摆动将经过平衡位置，到达上死点，开始反向运动。但在反向运动过程中，摆动悬架不会关闭电磁线圈的供电电路。因此，存在磁场对摆动的单向“推动”。

摆动，即摆动振荡的幅度，取决于电磁线圈中电流脉冲产生的磁场强度、悬架的长度和沿其长度的质量分布、悬架点的摩擦力，触点的刚度和调节其闭合和断开力矩的准确性。

是否可以用非接触式电子开关代替调节相当复杂的机械触点来进行摆动？我们建议在玩具秋千中使用这种设备。

非接触式电子秋千示意图如图2所示。 1，一个。在它们中，不是固定在摆动板上的锚，而是安装了一个小但足够坚固的永磁体。在图中，它显示为带有两个绕组的电磁铁芯上的马蹄铁。绕组II包含在基极中，绕组I是晶体管TXNUMX的集电极电路。电磁铁安装在秋千的底部，正好在它们的平衡位置。

电子摇摆
Ris.2

晶体管的初始状态是关闭的，因为基极通过低绕组电阻连接到发射极。此时，集电极结极小的反向电流流过集电极绕组，没有实际意义。

当摆动向电磁铁移动时，永磁体在距电磁铁芯很短的距离处通过，在基绕组中感应（感应）电动势。从而使晶体管的基极相对于发射极出现负电压。当磁铁接近平衡位置时，晶体管的导通电压达到最高值，因为此时运动速度最高，通过基极线圈的磁通量最大。

由于惯性，磁铁通过平衡位置。此时，基极上的负电压急剧下降到零，也急剧上升到最大值，符号相反。然后晶体管关闭。随着磁铁远离平衡位置，正电压降低，但晶体管保持关闭。随着三极管基极上的磁铁反向运动，重新出现负电压，随着摆动接近平衡位置并打开三极管，负电压逐渐增加。

只要摆动产生振荡运动，就会发生这种情况。在这种情况下，在基极绕组中感应出的电动势脉冲的作用下，晶体管周期性地打开，集电极绕组中出现电流脉冲，随着摆动的振荡及时产生磁场。这个绕组是这样连接的，当电流通过它时，它的磁场会吸引永磁体。结果，挥杆的振荡过程得以维持。赋予摆动的磁场能量足以克服悬挂点的摩擦、空气阻力和其他减慢运动的原因。振荡幅度增加，直到运动能量的损失变得等于电池提供给摆动的能量。此时，将建立一个恒定摆动模式，一直持续到电池电量耗尽。在这种情况下，晶体管仅用作电子开关。

与集电极绕组分流的二极管可防止其中发生振荡，其频率由电磁铁的电感、安装电容和晶体管的电极内电容决定。事实是，当晶体管打开时，会发生一个振荡过程，由于集电极和基极电路之间的强连接，该过程可以不受阻尼。在这种情况下，永磁体的控制作用不再显现并且摆动停止。二极管已经切断了第一次振荡的正半波，防止了这种现象的发生。

图上。图2b示出了用于摆动控制的相同电子设备的示意图，但是具有根据复合晶体管的电路连接的两个晶体管。晶体管的这种包含允许您增加集电极绕组中的电流脉冲，从而增加摆动的振荡幅度。

两种版本的电子摆动装置的一个特点是它们在静止位置不消耗电池电量。因此，无需在电源电路中引入开关。要“断开”电池，停止摆动就足够了。

电子秋千的设计可以非常多样化。重要的是遵守一些一般要求。首先，要保证挥杆悬挂的地方摩擦力最小，以免造成不必要的能量损失。最好“如果摆动悬架是具有光滑表面的线环。粗丝线具有良好的柔韧性和摩擦力。非常重要的是，磁铁和电磁铁芯之间的距离在平衡点处最小并且不会超过 2-3 毫米。

你不能自己做秋千，而是使用现成的玩具（见文章标题中的照片）。它们的薄棉悬架应更换为钢丝绳，并用钢丝圈固定在单杠上。从下方，必须将铁氧体永磁体或磁力锁的扁平磁铁粘在摆板上（安装在厨房桌子、床头柜的门上）。如果现有的磁铁尺寸很大，不要试图用锤子敲击它——它会消磁。您可以将磁铁的一部分用虎钳挤压，也可以在不敲击的情况下将其折断。请注意：磁铁越强，电子开关的工作效果就越好。

电磁线圈的框架是一个纸板套筒，边缘有颊板，或者是由一些绝缘材料加工而成的线轴（图 3）。同时缠绕两个绕组，将两条 PET!-1 或 PEL 0,1-0,15 线放在一起，直到框架被填满：1；第一个框架。在框架内，插入一个由低碳钢加工而成的核心，使其内部尺寸精确。建议对成品芯进行退火，然后慢慢冷却。电磁铁安装在摆动底盖下方，使铁芯末端与底盖上平面齐平。为此，必须在底盖上切出相应的孔。

电子摇摆
Ris.3

所有其他部件也放置在秋千的底部：带有晶体管和二极管的电路板和两个串联的 3336L 电池 (B1)。一般来说，晶体管和二极管可以直接安装在电磁线圈的端子上，如果它们足够坚固的话。

电池可以用锡支架固定在底座上，所有连接都可以用任何绝缘线进行。如果电子部分的安装完全按照计划进行并且所有细节都井井有条，则无需调整 - 轻轻推动摆动使其不平衡是值得的，因为它们开始以不断增加的幅度摆动.

如果第一次打开摇摆不工作，那么打开一个与电池串联的100毫安毫安表。然后交换其中一个绕组的引线。正确开启后，如果快速将永磁体带到电磁铁的核心，则设备的箭头会急剧偏离。

作者：V.伊万诺夫；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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