电火花打点计时器原理、结构、使用及与电磁打点计时器对比详解

Question

如题所述

Answer 1

电火花打点计时器的计时原理与电磁打点计时器相同，打点周期为交流电的变化周期，均为0.02s。但是电火花打点计时器的打点原理与电磁打点计时器不同，前者是利用脉冲电流通过放电针使墨粉纸盘在纸带上打出点来，后者是利用法拉第电磁感应原理，利用振针通过复写纸在纸带上打出点来。除了打点原理不同之外，二者所使用的电源电压也不相同，电火花打点计时器是采用220V交流电压，电磁打点计时器采用的是6V学生交流电源。
了解电火花打点计时器的工作原理之后，我们来学习一下电火花打点计时器的组成结构。电火花打点计时器结构组成主要包括电源线（插座）、脉冲电流开关（侧边未标出）、墨粉纸盘、纸带、纸盘轴、导电片和放电针，如下图所示。
在这里同学们可能会有两个疑问，导电片的作用是什么？电火花打点计时器上的输出正脉冲的接线柱（红色）和输出负脉冲的接线柱（黑色）用途是什么？下面让我们来一一解答，导电片位于墨粉纸盘上方，放电针位于墨粉纸盘下方，电火花打点计时器利用脉冲电流通过放电针放点，使墨粉纸盘在纸带上打出点来。顾名思义，导电片的作用就是引导放电针放电方向的，是放电针所产生的火花放电垂直打在墨粉纸盘上，也因为导电片和放电针分居于墨粉纸盘的上下两侧，所以在实验过程中可以在墨粉纸盘的上下两侧同时安装两条纸带进行打点实验。
电火花打点计时器的使用方法与电磁打点计时器相似，首先了解清楚打点计时器的结构和原理，并把电火花打点计时器固定在桌子上。然后装好纸带，接通电源，用手或运动的物体水平拉动纸带，这样就在纸带上打出了一行点。关闭电源，取下纸带。然后根据数据处理方案，利用纸带获得数据，计算相应的速度即可。