FD-J1506光通讯及互感现象演示仪说明书

1、臥FD-J1506光通讯及互感现象演示仪海复旦天欣科教仪器有限公司 海中国FD-J1506 光通讯及互感现象演示仪一、前言光调制通讯 （光纤通讯 ） 、互感现象、压电效应和声振动等是大学 物理学和中学物理中的几个重要物理概念， 这些概念广泛地应用于无 线电技术、通讯、 电力工程等领域。复旦大学物理系物理演示实验室 曾几次在全国高校物理演示实验交流会上展示了上述演示实验内容， 得到了兄弟院校的好评并提出尽快提供该演示实验仪器的要求， 为此 复旦大学物理演示实验室与我公司共同研制了本演示仪。 本仪器荣获 1990 年全国高教物理教学仪器优秀研究成果三等奖。它可演示有关 光、电磁学、静电学、声学等十

2、几个实验，在物理教学中能使学生获 得感性知识，从而加深理解物理学的上述重要的物理概念。二、用途本演示仪可提供各类高等院校、 中等专业学校和中学在物理教学 中作课堂演示实验，开展“第二课堂”的教学使用，以及自学物理实 验的教学。本演示仪可作下列演示实验：光调制通讯实验；t）、模拟光纤通讯实验;互感现象演示;d、互感系数，电磁屏蔽的演示;13压电效应的演示;音叉振动和音叉阻尼振动（扩声）的演示;音叉共振现象、拍频现象的演示。三、技术指标本演示仪由主机及各种实验附件组成。1、主机部分(1)结构框图:音乐电自路III电平指示RvTT 0rHvDC 6VDC 12VMICWIN6V输出为便于实验，本仪器

3、配备二台主机,每台主机都具有相同的功能,可随时互换使用。(2)、主机技术指标:(a)放大器:额定输出功率：5W (4 Q)失真度： 10% (5W)频率响应：10015000HzW 3dB输入阻抗： 50KQ输入灵敏度 ：20mV(b)音乐讯号发生器能连续发出两个不同的音乐讯号,由开关选择。(c) 直流稳压电源：电压DC 6V纹波抑制比SR < 57dB2、附件(1) 光电探测器(2)© 10发光二极管光源座(3) 互感线圈 ( 输入、输出各一只 )(4) 铁芯(5) 螺旋玻璃棒(6)凸透镜50(7) 安装架 ( 底座 4 只,支架 4根,支棒 2根,正反夹 1 只) 1 套(

4、8) 外接音箱(9) 电源线(10) 屏蔽线(11) 收音机以上附件连同二台主机均放置在包装箱内。四、工作条件电源电压： 220V±10%； 50Hz环境温度：040C光通信的演示要实现光通信首先要将光进行调制。凡是使光流的振幅、频率、 相位三个参量中任何一个参量随外加信号而变化均称为光调制。 使光的振幅变化称为调幅或调强。本仪器主要介绍使光波的振幅（ 光强 ） 随外加变化的光调制实验来控制发光强度， 使发光强度按声音的电信 号的频率和振幅发生变化，这种光调制叫做直接光调制。随着激光技术和光纤的迅速发展， 用光调制原理进行光通信成为 现代通信的一门新技术。 本仪器为了阐明光通信原理，

5、 采用了常见的 发光二极管代替激光， 便宜的有机玻璃棒代替昂贵的光纤同样可以进 行光通信， 由于其通信原理相似。 所以同样达到演示光通信和光纤通 信的目的。1、用光强度调制进行光通信的实验：这又叫做实验原理的示意图如图 1 所示，用一只光电探测器去接收己被调 制的光信号， 则能将已调制的光信号还原成声音的电信号， 解调，如果将这声音的电信号通过音频功率放大器放大， 最后在音频 放大器的输出端接上扬声器， 我们就能听到调制光传播的声音， 从而 达到光通信的目的， 下面我们就具体介绍强度调制通信的实验装置和 方法。直流Ma寸百已被调制 i的光信号光电声曰电信号音 频rrd电源光源 -探头器放大器(

6、6V)解调I声音 电信号 （收音机）0）声音光通讯实验，接线图，如图22、光纤通信模拟实验:实验装置如图3所示，这只要将图2中串入由有机玻璃棒制成的 模拟光纤DF,稍微增大D和L之间距离，使由光源 D发出的光线通 过L变成一束会聚光，将光纤 DF固定在铁支架上，使会聚光刚好投射到光纤DF的一光滑端面上，而将 SB的受光面移动到对准光纤 DF 的另一端面，适当增大它们的音量，我们即可从扬声器S中听到收音 机发出的声音，这是由于从 D发出的已被调制的光经光纤 DF传播到 光电探测器的受光面上，经过解调后，我们即可从功率放大器上听到 音乐信号发生器发出音乐。这就是光纤通信的模拟实验。D互感现象的演示

7、互感现象是磁感应中的一个重要现象， 互感器在无线技术、电力 工程中有着其广泛的应用。在实际应用中的各种规格的变压器， 就是 一种互感器件。通过互感线圈可以将一个电信号从初级线圈传递到次 级线圈。以往互感现象的演示实验过于简单、单调、没有特色。现在 向大家介绍一种新颖的互感现象演示方法，其特点结构简单、趣味性 强，直观形象、操作方便本仪器可以将一个电信号（例如音乐），从互感线圈的初线圈发送出去， 相距初级线圈数米远的互感线圈的次级线 圈可以接收到该信号， 再通过放大器和扬声器可以将此音乐电信号再 转换成音乐的乐曲， 即通过互感现象进行无线通信， 这种互感现象实 验装置，演示效果好，现象明显引起同

8、学的普遍兴趣，加深了他们对 互感概念的理解。 经过我校教师的多年使用受到任课教师和学生的普 遍欢迎。现在我们将该实验制成教学演示仪器， 下面将具体实验装置 和内容介绍如下： 一、实验装置及仪器介绍A: 收音机输出信号。B:音频功率放大器。L1:互感的初级线圈。阻抗约几个欧姆。L2:互感的次级线圈。阻抗约数百欧姆。M:用硅钢片迭成的铁芯。S ：扬声器。二、演示实验内容1、互感线圈可以传递信息 （ 互感无线通信 ） 的实验：按图4将Li和功放相连接，L2和收音机耳机插口相连接。将Li和L2并排放置约数十厘米，我们接通音频功率放大器的电源，适当增大音量输出，我们从S中听不到任何音乐声音。现在我们 接

9、通音乐信号发生器电源，尽管 Li和L2相距数十厘米，并且彼此并 不直接用引线相连接，此时扬声器S却发出悦耳的音乐乐曲，此时我 们只要关闭音乐信号发生器 A的电源则S立即不发音，由此可见S发 出声音是通过互感线圈在 Li和L2和音频功率放大器将音乐电信号传 递到S的。这样互感线圈能将一个电信号从一个线圈传递到另一个线 圈直观地、形象地演示出来。这也是简单的无线通信的演示实验。L2(a )、A的输入端LiA的L1 输入端L2B的L2 输入端LiA的输入端2、互感系数的性质和演示:互感系数的大小与两线圈之间的距离和相对位置有关， 并与线圈中有无铁芯有关。在上述的实验中，当我们将使Li和L2之间距离移

10、远，则S的声音变轻，表明此时互感系数减小。反之，当Li和L2之 间距离移近，贝J S的声音变响，以至使喇叭S发生哨叫。表明此时互 感系数增大。另外当L2处于图5a的并排位置时，和图5b, Li和L2 在同一轴线位置时则S声音最响，表明此时互感系数增大。反之，当Li和L2处于如图6的互相垂直位置时，则 S的声音减小到最轻甚至消失。此时表明互感系数最小。当我们再将铁芯M和M分别插入线 圈Li和L2中，如图7所示，此时互感系数增大好多，喇叭 S发出声 音明显增大甚至哨叫。3、电磁屏蔽演示:在上述实验中，将线圈Li（或L2）放入铝罐D内图&由于铝罐D上因电磁感应产生涡流，它就阻碍将Li的信号传

11、递到L2,故S声音变轻甚至消失。这就是电磁屏蔽现象。M2L2M1B的O输入端OL24、扬声器和铁芯线圈之间的互感现象演示：（特殊的电磁线圈话如图9所示，将线圈L2靠近动圈式扬声器R为10厘米左右，当R发出音乐声音时，由于动圈式扬声器 R中的线圈和L2组成互感，因 此当R发出音乐声音时，就可将电信号通过由R中的含铁芯线圈和含铁芯M的线圈L2组成的互感线圈将音乐的电信号进行传递，使S发 出声音，这里的含铁芯M2的线圈L2的线种特殊的“电磁话筒”作用。本实验富趣味性和启发性。5、利用互感现象进行“窃听”的原理实验:如图10所示，将铁芯M插入线圈L2中，将喇叭R和音乐信号发生器A的输出端的连接导线选一

12、根长一些。此时当我们将含铁芯M 的线圈L2靠近喇叭R的连接导线，我们也可以从放大器 B的喇叭S 中听到A发出的音乐声。如果将连接 R的长导线在L2中的铁芯M上 绕一正闭合线圈，则我们可以从S中听到由A发出清晰而响亮的音乐声音。这就是利用互感现象进行“窃听”的原理实验。我们可以用互感线圈进行无线广播，而且我们如果将A的转换开则我们可当含铁芯关拨向功率放大器，并从它的互感现象输入端接一只话筒, 以通过互感线圈Li和L2进行无线通话。经我们实验测试,M的初级线圈Li和含铁芯M的次级线圈L2相距35米左右，我们还 能从S听到Li发出的信号，即进行无线通话。利用本演示在上课进行演示互感现象时，效果明显，气氛活跃，收到非常好的教学效果, 通过这个演示实验，大家对互感这个物理概念和互感现象的应