无线输电演示仪

自制的无线输电演示仪, 能直观演示无线输电的两种方式, 取得良好的教学效果, 该演示仪能让学生 体念电磁波的魅力, 激发学生的好奇心, 点燃学生的科学兴趣, 提高学生的科学素养     

基于无线供电的旋转式LED点阵显示演示仪

本文通过磁耦合共振的无线输电技术实现了对旋转LED主板的供电,并研制出一套旋转式LED点阵显示演示仪;通过STC12C5A32S2单片机实现对LED的控制和显示;通过红外通信实现对显示字符的红外操作;通过电机驱动实现LED的旋转显示。通过对旋转主板和底座主板的设计,实现了LED旋转显示的功能。该演示仪在实验和教学中起到了良好的演示效果。     

基于线性霍尔传感器的太阳能磁悬浮演示仪

应用电磁学理论、机械力学以及电子技术自制了一套太阳能磁悬浮演示仪,该演示实验仪由太阳能电池供电,利用线性霍尔传感器来探测悬浮物体的位移,以达到控制悬浮的目的,添加数码管电压显示电路,可以定量显示电磁铁的磁性在悬浮过程中随悬浮物位置变化的自动调整,能精确而直观地演示磁悬浮的物理现象该仪器结构简单、性能稳定、操作方便,能广...     

无线遥控活塞式多速率显示电磁炮演示仪

应用电磁学理论、机械力学以及电子技术自制了无线遥控活塞式多速率显示电磁炮演示仪.利用演示效果显著及安全性能可靠的塑料乒乓球作为炮弹,并在仪器的电磁线圈内装一可滑动的金属制动活塞,使活塞在电磁线圈内的运动无线可控,且可显示其活塞的速率、炮弹的初速率.该仪器可以用于电磁学部分的演示实验教学和特性分析.     

磁耦合共振式无线电能传输空间能量的分布规律研究

无线电能传输是一种在电源和负载之间不需要任何物理接触就可以传输电能的技术。随着该技术的逐渐普及,磁耦合谐振式无线电能传输因其特有的中短距离传输的高效性进入人们的视野。文章基于磁耦合共振原理设计制作了研究装置,首先分析了在磁耦合共振条件下能量分布随线圈距离以及角度的关系,并基于以上关系得出能量在空间中的分布规律图像。     

基于高温超导线圈的共振式无线输电研究

磁耦合共振式无线电能传输技术因其可以实现中距离和高效率的电能传输而被广泛重视。采用超导线圈代替常规铜线圈的无线输电系统,因临界温度下具有较小的损耗和较高的品质因数,可望大大提高系统的能量传输效率。分别构建了基于高温超导发射线圈的超导无线输电系统和基于铜发射线圈的常规无线输电系统,实验研究了超导线圈和铜线圈无线输电系统的能量传输效率与轴向距离和径向距离之间的关系。仿真和实验结果表明:相同条件下,无线输电系统使用超导发射线圈代替铜发射线圈可以有效提高系统能量传输效率,并改善系统在线圈未对准情况下效率的衰减。     

特斯拉线圈输电的新型探究实验

针对传统特斯拉线圈输电实验中原理深邃、线路复杂问题,设计了新型简化探究实验.在单线传输系统基础上,通过大量实验,探究了互电容在单线输电和无线输电中的等效方式与同频耦合对输电效率的影响,得出与实验结果较为吻合的简化输电模型,有利于在大学物理实验中开展教学,并对该输电技术在准无线输电方面的应用做了展望.     

基于太阳能电池板的无线光通信与传能复合系统实验研究

为明确光载波无线传输系统中,复合传输相比单独传输的优越性,实验对比了单独传能、单独通信、复合传输三种结构在传输距离为0.1m、接收的光功率估值为3.5mW、光通信速率为1kbps时的输出特性.结果表明,单独传能系统在与电感串联的负载为4kΩ时,电池板输出最大功率为1.82mW,复合传输系统在与电感串联的负载为5kΩ时,电池板输出最大功率为2.1 mW,比单独传能系统高出15%;与电容串联的负载较低时复合传输系统输出信号波形发生畸变,优化负载后波形得以改善,相同条件下幅值比单独通信系统高出1.52V.     

自制太阳能与风能发电的新型能量转换演示仪

设计了一种展示太阳能发电与风能发电的新型能量转换演示仪, 可演示光能、 电能、 风能、 重力势能与 动能的多种能量之间的相互转化. 并用8 9 C 5 2单片机制作出L E D电压显示器, 该显示器可灵敏地显示电压的变化. 该演示仪操作简单, 现象明显, 既可用于课堂演示也适合于科普展示     

基于太阳能光伏的无线户外环境监测系统设计

设计了一种采用太阳能供电模式的无线户外环境监测系统;该系统由终端节点,ZigBee-GSM网关和上位机数据存储中心组成,集成ZigBee和GSM无线通信,根据用户发送的短信指令控制终端节点数据采集的通断,同时用户发送短信指令远程查询户外环境的重要信息;针对户外环境因子的特点,选用工业级、灵敏度高的传感器,对户外不同位置的PM2.5浓度和紫外线指数进行测量,测量结果既可在上位机实时显示和存储,也可以由ZigBee-GSM网关通过SIM900A模块发送至移动终端;户外测试结果表明,该系统运行稳定,数据传输可靠,能快速地实现远程遥测功能,为户外环境远程监测提供了一种技术手段。     

智能光跟踪综合演示仪的研制

研制了一款基于C8051F021单片机控制的智能光跟踪综合演示仪。利用仪器自带的LED光源系统,模拟不同角度和亮度的光源变化,通过三维光敏传感器根据测得光强的大小,将模拟量转变为数字量并传递到单片机控制系统,控制机械调整模块调整装置的位置,以找到光强最强的位置,完成光源的跟踪定位,从而演示光跟踪现象的工作原理。     

基于蒙特卡洛法的水下无线光传输特性分析

水下无线光传输面临功率衰减和时域宽度变大的问题,蓝绿光长距离传输特性更难以测试.利用蒙特卡洛法对水下蓝绿高斯光束传输过程进行仿真,分析海水类型、传输距离和发散角等因素对接收功率及脉冲响应的影响,数值对比小发散角情况下不同海水类型和传输距离的接收面上功率分布.结果表明,随着海水衰减系数、传输距离和发散角的增加,接收功率逐...     

Solar broadband metamaterial perfect absorber based on dielectric resonant structure of Ge cone array and InAs film

The broadband metamaterial perfect absorber has been extensively studied due to its excellent characteristics and promising application prospect. In this work a solar broadband metamaterial perfect absorber is proposed based on the structure of the germanium (Ge) cone array and the indium arsenide (InAs) dielectric film on the gold (Au) substrate. The results show that the absorption covers the whole ultraviolet-visible and near-infrared range. For the case of A > 99%, the absorption bandwidth reaches up to 1230 nm with a wavelength range varied from 200 nm to 1430 nm. The proposed absorber is able to absorb more than 98.7% of the solar energy in a solar spectrum from 200 nm to 3000 nm. The electromagnetic dipole resonance and the high-order modes of the Ge cone couple strongly to the incident optical field, which introduces a strong coupling with the solar radiation and produces an ultra-broadband absorption. The absorption spectrum can be feasibly manipulated via tuning the structural parameters, and the polarization insensitivity performance is particularly excellent. The proposed absorber can possess wide applications in active photoelectric effects, thermion modulators, and photoelectric detectors.     

无线供能演示装置

根据电磁感应耦合原理,建立电容补偿式电路的相量模型,确定了影响传输效率的主要因素。基于实验得出最优电路参量,制作了简易的无线供电小车演示装置,具有较好的教学演示效果。     

无线传感器网络中基于最小延时的数据汇集树构建与传输调度算法

无线传感器网络的数据通信模式问题是目前的研究热点,针对现有的无线传感器网络数据汇集算法延时较大这一不足,对最小延时数据汇集树和传输调度问题进行了研究。提出一种基于度约束的汇集树构建算法(DCAT)。该算法按照 BFS 方式遍历图,当遍历到每个节点时,通过确定哪些节点与汇点更近来确定潜在母节点集合。然后,选择图中度数最小的潜在母节点作为当前被遍历节点的母节点。此外,为了在给定的汇集树上进行高效地数据汇集,还提出两种新的基于贪婪的TDMA传输调度算法：WIRES-G 和 DCAT-Greedy。利用随机生成的不同规模的传感器网络,参照当前最新算法,对文中方法的性能进行了全面评估。结果表明,与当前最优算法相比,文中调度算法与文中汇集树构建算法结合起来,可显著降低数据汇集的延时。     

基于MPPT控制的新型仿生学太阳树灯设计

根据仿生学原理,通过仿造树的结构制作一个树的支架,将太阳能电池板以45°的倾角放在树枝架上,然后通过WS-ALMPPT15控制器和12V/20Ah的铅酸蓄电池、负载(包括直流负载、交流负载)相连。实验测试表明:在产生电力方面,新型树灯在一天内的平均输出功率将比普通的平板太阳能电池板的输出功率输出高出27.3%;此外,新型树灯的输出电压、电流、功率基本上趋于一致,这些都高效地节约了电能。