操作说明:
1、按下“通电”按钮,计时器开始计时;
2、在规定时间内用小铁钉连接左右两个“桥墩”,搭建“桥面”;
3、按下“断电”按钮,观察现象。
产品简介:
展项由两个电磁铁做成的桥墩和若干铁钉构成。体验者按下通电按钮,数显开始倒计时,体验者需在设定的时间内,用铁钉完成桥面的搭接,时间到电磁铁自动断电,也可通过断电按钮直接关闭电磁铁的电。
科学原理:为什么小铁钉能相互吸引形成“桥面”呢?两边的“桥墩”是表面绕有线圈的铁芯,也就是电磁铁。断电时,“桥墩”没有磁性,但线圈通电就会让它中间的铁芯具有磁性。此时,小铁钉靠近“桥墩”,会被它吸引,并且也变得具有磁性。因为磁力具有同极相斥、异极相吸的特征,所以铁钉能在两个“桥墩”间首尾相连,形成“桥面”。这些原来不具有磁性的铁芯和铁钉在磁场的作用下显现磁性的现象,就是磁化。
视频演示:
原 理:
铁钉桥的原理基于电磁铁的特性。当电流通过绕在铁芯上的线圈时,铁芯会变成电磁铁,具有磁性。铁钉在通电的电磁铁作用下会被吸引并连接成桥面。当电流切断后,电磁铁失去磁性,铁钉因此脱落。
具体操作步骤如下:首先,在两个桥墩上分别绕有线圈并通电,使其成为电磁铁。通电后,电磁铁会产生磁性,能够吸引铁钉。铁钉在两个电磁铁之间首尾相连,形成桥面。当需要断开桥面时,只需切断电流,电磁铁失去磁性,铁钉随之脱落。
电磁铁的工作原理:电磁铁由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成。当电流通过线圈时,铁芯会磁化并产生磁性;当电流切断时,磁性消失。这种特性使得电磁铁在通电时有磁性,断电时立即消磁。
应 用:
铁钉桥的原理可以应用于需要临时连接或可拆卸的结构,例如临时搭建的桥梁、展览会的展示结构等。通过控制电流的通断,可以方便地组装和拆卸结构。铁钉桥的应用主要包括以下几个方面:
乡村地区交通改善:在一些乡村地区,由于地势原因或资源限制,无法建设传统的石拱桥或钢筋混凝土桥。铁钉桥因其简单、经济且快速搭建的特点,成为一种可行的选择。通过将大量铁钉嵌入水泥或混凝土中,形成坚固的桥面结构,铁钉桥可以快速横跨河流或坑洼地段,提高交通便利性,改善农村交通状况。
军事应用:在军事领域,铁钉桥因其结构简单、组装方便的特点,常用于快速架设桥梁以支持战车、坦克等重型装备的过河作战。通过机械设备或人力迅速搭建,铁钉桥能够快速形成通行的桥面,支持军队的快速进攻和机动作战。
临时活动桥梁:在举办大型户外活动、音乐节或临时展览等场合,铁钉桥可以作为临时活动桥梁使用。它可以根据需要的长度和宽度进行组装,满足临时性活动的需求,方便人员通行。
铁钉桥的优缺点:
优点:
简单经济:材料成本较低,施工简单,不需要复杂的工具和设备。
快速搭建:不需要进行混凝土浇筑或石拱建造,通过简单的组装方式迅速完成。
坚固耐用:铁钉作为主要材料,具有较高的强度和耐用性,能够经受重型车辆和行人的长期通行。
缺点:
承载能力有限:由于铁钉的直径和数量有限,铁钉桥的承载能力相对较低,无法应对超重载的运输工具。
易生锈:在潮湿环境中容易生锈,需要定期维护和保养。
技术要求高:搭建铁钉桥需要一定的技术要求和经验,合理选择和安装铁钉是确保桥梁稳固性的关键。