神奇的天体摇滚

在标题的西瓜视频中，我看到了一个拆除神奇的天体摇杆的视频[1]。作者展示了天体跷板桌面装饰品从静止到开始的过程。
之所以观看此视频，是因为上个月初，在山东大学智能汽车竞赛技术研讨会上[2]，我中午参观了千佛山，并在图片中看到了这个玩具。我手动移动了它。
，猜猜驱动原理。该视频的作者分解了装饰物，并分析了其原理。
▲天体跷板天体跷板的原型金属框架在底部具有一个永磁体，该永磁体由底部的电磁体驱动以产生连续的摆动。在底部的黑色塑料外壳上，除了可容纳四个AA电池（6V）箱外，底部还具有一个电磁体和一个驱动电路板。
电磁体有两个绕组。使用万用表，可以测量两个绕组的直流电阻分别为2000Ω和25Ω。
假设两个绕组用相同的漆包线缠绕，则可以从相应的直流电阻粗略估算出两个绕组的匝数约为80：1。 ▲底座上的电磁铁及其驱动电路最不寻常的是电磁铁的非常简单的驱动电路，上面只有一个有源设备。
在视频中，作者在测量后确认该设备是NPN型三极管。继电器的三个绕组与驱动电源之间的连接电路如下图所示：▲驱动电路在该驱动电路中，NPN晶体管没有偏置，因此在静态下被切断，整个电路不消耗。
电气的。该视频作者在下面的分析中解释说，当摆动的永磁体靠近电磁体时，电磁体中的线圈将产生电动势。
当它超过三极管之间的导通电压be时，它将产生基极电流。三极管电流放大后，电流在三极管的发射极输出。
该电流流过并流过电磁体的内部耦合，然后重新增强，使三极管饱和并导通。此时，电磁体产生吸引力以吸引永磁体以加速进近。
▲视频的作者分析了电路的工作原理。当永磁体穿过最低点并开始远离电磁体芯时，电磁体内的感应电动势开始反转，这将导致晶体管导通和截止，并且电磁体会失去激励电流。
因此，当永磁体离开时，电磁体不会产生吸引力。然后，在电磁体的作用下，带有永久磁铁的天体摇杆将周期性地摆动。
▲增加了显示晶体管导通状态的LED电路。视频作者的解释很清楚。
后来，他通过将发光LED与L2并联连接来显示晶体管的导通状态，并演示了在跷板摆动过程中晶体管导通的变化。 ▲慢动作显示了LED闪烁与金属框运动之间的关系到目前为止，似乎已经了解了天体摇杆的工作原理，但是如果再多考虑一点，您会发现它仍然会引起更多问题：1.问题1：当永久磁铁靠近电磁体时，根据伦兹定律在电磁感应中，线圈中产生的感应电流应阻碍由永久磁铁引起的磁场变化。
换句话说，由相应三极管的放大电流产生的电流和磁场将抵消由永磁体引起的磁通量变化。此时，电磁体不吸引永磁体，而是排斥永磁体。
以此方式，不存在以上说明的基础。 2.问题2：在上述电路中，如果在晶体管从导通到截止的过渡过程中，在线圈中流动的电流不能发生突然变化，那么在该电路中，线圈电流流经什么续流电路？[3]是什么？ 3.问题3：天体振动仪中的各种摩擦力和空气阻尼力会消耗机械动能。
上述电流将电池中的电能转换成线圈中的磁场能，该磁场能耦合到振荡仪器的金属框架的动能上。那么，从电能到机械能的转换过程又是什么呢？ ▲天体摇杆的操作过程其实并不难