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A029飞碟探究
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原理图 实物图 零件图
电 路 简 介

    《电子通》飞碟推出后受到广泛欢迎,除了好玩,还有具有比赛功能;但是,我们也不要忽视了“探究”这个课题。下面略叙几点供大家参考。
    1、飞盘高速旋转而产生升力的原理是和飞机机翼一样的。升力的大小主要取决于飞盘的转速,而飞盘的转速又是电机决定的;同样的电机条件下,就要看电源的质量;如果按现在的设计,电源的电压应该是标准干电池3伏。所以,选择干电池成为大家“探究”的重点。这不但没有什么不好,而且也可以让学生比较全面地认识各种干电池,问题是指导老师要对此储备足够的知识。同样新电池,初始电压有高低;不同材料制造的电池,内阻大小不一样,于是有的放电能力强而有的比较弱,等等。
    2、飞盘高速旋转产生的升力可以克服啮轮(音nie lun)的拉力,这个拉力如果不是足够大的话,那么飞盘在还没有达到理想速度时就飞出去了,这时,飞行的距离就相对较小。准确的状态是:飞盘在按住开关的过程中它不脱离啮轮,始终在加速旋转,只有当手指松开一刹那飞盘才脱离啮轮飞出去,这就是说:飞盘处在可控的状态,而不是不可控状态,这样它才可能非得更远。因此,“探究”的第二课题,就是怎么使啮轮增加对飞盘的拉力?
    3、第三个课题是:图中的D(二极管)、C(电容器)和开关S的上触点(图中用箭头表示),它们究竟有何作用?
    先告诉大家,电机在高速旋转时,它里面的两个电刷和电枢的三个整流片之间,每分钟将有2万次到3万次的接触,在这种情况下产生大量的电火花是不可避免的。有时候,我们可以闻到电机工作时散发的臭氧气味;这就说明,电火花不但大量存在机壳内,而且在电刷周围产生了高温。
    这个问题将会至少有两个破坏性的后果:一是使电刷和整流片加速老化,表面上的氧化物将增加导电的性能,再好的电池也不能发挥作用;二是存在危险的隐患,这种情况在充满一定浓度可燃性气体的场合会发生爆炸等严重后果,所以在一般情况下我们主张必须安装D和C。
    二极管D和电容器C就是为了减少和消除电火花而设置的。简单讲一下:C能吸收大量高压脉冲,D则把电机的反电动势嵌制在0.7伏左右。这些问题不是这里三言两语可以讲深透的,希望有兴趣的师生自己去找资料学习一下;这些知识,特别对有志于献身科技的青少年们,绝对是终生受益的。
    4、开关S的上触点是用来干嘛的?它是飞盘有效可控的重要装置。前面讲过啮轮对飞盘的拉力,这个拉力当然是为了让飞盘有足够的加速时间,不要在加速过程中失控;但是,飞盘终究是要飞出去才是啊;那就是在手指脱开铜片的一瞬间,铜片弹上去和上触点接触,这时候,电源已经断开,而电动机的反电动势因上触点而形成电流回路,这股电流恰好和电动机原来的电流方向相反,它象刹车一样使啮轮迅速降速。此时,啮轮对飞盘的拉力一下子减小,于是飞盘极速脱开啮轮向远方飞去。
    按照这样的逻辑,反向电动势不是大一点好吗?是的,这话很对。可是,前面我们说过,因为D的关系,反向电动势只有0.7伏左右。如果你要求反向电动势大一点,总归也有办法吧?譬如,用几个二极管串联就是办法;不过,这得要看你做的飞碟整体结构需要不需要。

制 作 概 要

飞盘和升力

啮轮和拉力

电机接线

电机安装 方法一


方法二

发射支架

发射开关

总装完成

飞行轨迹

教 学 建 议

    做一个高质量的飞碟是需要动手和动脑子的,一般做到会飞对绝大多数人并不难。我们希望不停留在会飞这个水平上,所以特地在名称的后面加上“探究”二字。
    比赛可以成为激发探究的动力,这就要求我们设计出富有竞技趣味的比赛办法。飞碟比赛很多是比飞行的水平距离,只要有较大的室内场地就可以了;也有的是比飞行路线,譬如做几条宽窄不一的“空中走廊”,或者悬挂直径不同的“圆环”,看谁能穿越过去,相对来说这就不需要太大的场地。

飞盘飞行的水平距离

飞行的实际路线受到多种因素的影响

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制作中几个问题
思考和探究