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    1. 物理系學生積極備戰全國大學生物理實驗競賽

      創建時間:  2020/10/27  林晨亞   瀏覽次數:   返回

      為了實現從認識到實踐的第二次飛躍,在實踐中培養、提高創新能力、實踐能力和團隊協作意識,以郭艷群老師為指導教師,寧中鋒、劉浩然、吳傳易、郭若洋以及張燦宇組成小組在國慶期間決定了報名參加全國大學生物理實驗競賽(創新賽),參賽作品為命題類創新作品中的無線電能傳輸。經過一番篩選之后,小組決定采用磁耦合諧振式無線電能傳輸方案。

      初期,郭老師、劉浩然搜集到了國內外有關磁耦合諧振式無線輸電的論文二十多篇,小組成員通過論文學習實驗原理。之后他們找到郭老師詳細地探討了本次實驗的具體情況,以高電能傳輸效率為目標,借鑒論文思路,改進實驗方案,設計出了詳細的的實驗方法,郭老師還解決了實驗場地的問題。



      10月中下旬,小組開始進入實驗室制作實驗裝置。首先是磁芯的制備,這時遇到了一個難題,購得的軟磁材料為一個個小長方體,為了更好地增強磁場,要制作一個柱形磁芯。經過小組協商決定先在桌面上把長方體并列平放一排置,然后用膠帶寬松粘貼,再立起來,圍成一個圓柱體,首尾相接端用膠帶粘牢,在軟磁材料上表面涂上AB膠之后,再倒置放在亞克力板上。制備完磁芯之后是線圈的繞制,他們分別繞了兩組平面型圓形線圈和柱形線圈。繞制柱形線圈時,由于沒有合適的承載物,吳傳易同學用手鋸將長圓柱管鋸成合適的長度用來承載線圈;繞制平面線圈需要邊繞邊固定,這樣才能繞出優質的線圈。寧中鋒想出以亞克力板為平面,以圓筒外圍為起始圈,繞前在板上貼雙面膠的方法,由郭若洋和張燦宇動手實現。大家齊心協力,兩人一組一起完成了線圈的繞制,繞完后用膠帶再次固定導線。

      準備工作完成之后,他們開始了正式的實驗。首先是線圈參數的測量,測出線圈電感、電阻、品質因數等參數,由線圈電感得出線圈的諧振頻率。之后利用高頻逆變電源輸出相應頻率的交流電,用示波器電壓、電流探頭測出在不同的軸向距離與徑向距離兩種線圈以及螺旋線圈加磁芯的電源功率與負載功率。



      在此過程中他們又遇到了許多的困難,剛開始時電源沒有輸出,示波器電流探頭沒有正常工作,在郭老師的研究生代學長與韓學姐的幫助下解決了這些問題;剛測試時效率并不是很理想,因為真實諧振頻率與理論計算諧振頻率之間有偏差,他們通過改變頻率來測出最高效率得到真實諧振頻率,但是這時諧振頻率仍不是很高,經過思考之后想到接受端負載的阻值對傳輸效率的影響也非常大,于是利用網分儀、變阻箱等儀器解決了這個問題。最后用小燈泡來直觀地演示無線輸電的效果,兩個二十瓦的小燈泡被成功點亮并且達到最大亮度。

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      物理系學生積極備戰全國大學生物理實驗競賽

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      為了實現從認識到實踐的第二次飛躍,在實踐中培養、提高創新能力、實踐能力和團隊協作意識,以郭艷群老師為指導教師,寧中鋒、劉浩然、吳傳易、郭若洋以及張燦宇組成小組在國慶期間決定了報名參加全國大學生物理實驗競賽(創新賽),參賽作品為命題類創新作品中的無線電能傳輸。經過一番篩選之后,小組決定采用磁耦合諧振式無線電能傳輸方案。

      初期,郭老師、劉浩然搜集到了國內外有關磁耦合諧振式無線輸電的論文二十多篇,小組成員通過論文學習實驗原理。之后他們找到郭老師詳細地探討了本次實驗的具體情況,以高電能傳輸效率為目標,借鑒論文思路,改進實驗方案,設計出了詳細的的實驗方法,郭老師還解決了實驗場地的問題。



      10月中下旬,小組開始進入實驗室制作實驗裝置。首先是磁芯的制備,這時遇到了一個難題,購得的軟磁材料為一個個小長方體,為了更好地增強磁場,要制作一個柱形磁芯。經過小組協商決定先在桌面上把長方體并列平放一排置,然后用膠帶寬松粘貼,再立起來,圍成一個圓柱體,首尾相接端用膠帶粘牢,在軟磁材料上表面涂上AB膠之后,再倒置放在亞克力板上。制備完磁芯之后是線圈的繞制,他們分別繞了兩組平面型圓形線圈和柱形線圈。繞制柱形線圈時,由于沒有合適的承載物,吳傳易同學用手鋸將長圓柱管鋸成合適的長度用來承載線圈;繞制平面線圈需要邊繞邊固定,這樣才能繞出優質的線圈。寧中鋒想出以亞克力板為平面,以圓筒外圍為起始圈,繞前在板上貼雙面膠的方法,由郭若洋和張燦宇動手實現。大家齊心協力,兩人一組一起完成了線圈的繞制,繞完后用膠帶再次固定導線。

      準備工作完成之后,他們開始了正式的實驗。首先是線圈參數的測量,測出線圈電感、電阻、品質因數等參數,由線圈電感得出線圈的諧振頻率。之后利用高頻逆變電源輸出相應頻率的交流電,用示波器電壓、電流探頭測出在不同的軸向距離與徑向距離兩種線圈以及螺旋線圈加磁芯的電源功率與負載功率。



      在此過程中他們又遇到了許多的困難,剛開始時電源沒有輸出,示波器電流探頭沒有正常工作,在郭老師的研究生代學長與韓學姐的幫助下解決了這些問題;剛測試時效率并不是很理想,因為真實諧振頻率與理論計算諧振頻率之間有偏差,他們通過改變頻率來測出最高效率得到真實諧振頻率,但是這時諧振頻率仍不是很高,經過思考之后想到接受端負載的阻值對傳輸效率的影響也非常大,于是利用網分儀、變阻箱等儀器解決了這個問題。最后用小燈泡來直觀地演示無線輸電的效果,兩個二十瓦的小燈泡被成功點亮并且達到最大亮度。

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