一、特雷门琴
参与人员:刘颖哲、赵承越、张熙澈、杨江林、陈文浩
指导老师:丁洪发
作品介绍:特雷门琴(Theremin)是一种独特的电子乐器,其工作原理基于LC谐振。它由两个主要部分组成:一个垂直的天线控制音高(频率),另一个水平的环形天线控制音量。特雷门琴的音高电路包含两个无线电频率振荡器,一个在固定频率下工作,另一个的频率则由演奏者与音高控制天线之间的距离决定。当演奏者的手靠近或远离垂直天线时,会改变与天线相连的LC振荡电路中的电容,从而改变电路的振荡频率,其频率变化与固定频率的振荡器混合后产生差频信号,即音高;当演奏者的手在环形天线附近移动,改变手与天线之间的距离可以改变电容,影响振荡回路的幅度,进而控制音量。
二、磁阻尼摆
参与人员:陈文天、江训煌
指导老师:宋运兴
作品介绍:磁阻尼刹车技术作为一种新型的无接触制动方式,减少了传统刹车所带来的磨损和噪音,还能有效避免因热量积聚导致的性能下降。通过简单的磁阻尼摆实验,让观众直观感受在无磁阻尼和有磁阻尼时的摆体运动轨迹,展示了磁阻尼刹车技术的底层原理。
三、电磁小火车
参与人员:刘求智、程金
指导老师:宋运兴
作品介绍:电磁小火车由电池、永磁铁、铜螺线管导线组成。当电池正极左端向前进入螺线管时,电池、磁铁和铜导线构成回路,利用安培定则判断出螺线管左端为N极、右端为S极,螺线管左端与前方磁铁靠近端为同名磁极就会相互排斥,右端与磁铁靠近端为异名磁极就会相互吸引,于是小火车受力向左移动。
四、神笔马良——可重复编程磁显示与擦除
参与人员:邵子豪、文昊、陶岩松、向飞鸿、蒋至高
指导老师:曹全梁
作品介绍:磁性材料特别是半硬磁材料,以其矫顽力适中、可重构的特点,为信息存储开辟了新路径。通过将半硬磁材料与有机聚合物复合制成磁软体书写板,配合微针磁铁技术,实现了类似“神笔”的信息编程:磁针划过改变材料磁性分布,完成信息写入;借助磁显卡的磁场调控显示技术,磁性颗粒定向排列呈现可视化图像;饱和磁场的引入使信息可反复擦写,完美契合现代存储需求。这不仅将童年时对“神笔马良”的幻想转化为现实,更展现了基础材料科学的魅力——如同当代“神笔”,用磁场在微观世界书写创新,推动着信息技术的革新。
五、多角度磁悬浮
参赛人员:易安基、彭鼎
指导老师:韩俊波
作品介绍:多角度磁悬浮主要是由线圈、磁铁、霍尔传感器和驱动电路组成,利用磁铁之间同性相斥作用,加上外圈的铁磁线圈产生电磁力调控,从而实现浮子的悬浮。相比于一般的磁悬浮装置,该模型可以让浮子实现0-90°的多角度悬浮,这归因于PID算法的调控。
六、磁悬浮陀螺
参与人员:汪正航、程金
指导老师:宋运兴
作品介绍:磁悬浮陀螺是一种利用磁悬浮技术实现悬浮和旋转的装置,在工业、航天、航海等领域有着广泛的应用。其原理是基于陀螺效应和磁悬浮技术的结合,通过精密的控制系统,实现对陀螺的悬浮和旋转,从而达到稳定导航和姿态控制的目的。
七、永磁同步电机
参与人员:程金、汪正航
指导老师:宋运兴
作品介绍:永磁同步电机科普模型是永磁同步电机的简化模型,利用永磁体间的磁相互作用,使两个永磁体装配的永磁体盘产生相对转动。当永磁体极对数为4对时,转动一端的永磁体,另一端也会转动。当改变一端的永磁体极对数时,比如将一边加入或卸掉两个永磁体,两边极对数不一样,两者将不会发生同步转动。该模型基于磁场作用的基本原理,只有同磁极的磁场相互作用才能产生稳定的转矩,而不同磁极的磁场相互作用不会产生稳定的转矩,自然也不会发生转动。
八、磁悬浮陀螺仪
参与人员:王卓、曾海、罗康健
指导老师:罗永康
作品介绍:电磁悬浮陀螺仪突破地心引力,凌空飞旋,神秘磁场赋予它“超能力”,高速旋转时稳如磐石,遇外力干扰展现奇妙进动。小小装置,暗藏电磁学与力学奥秘,带您一秒穿越到科幻与科学交织的奇妙世界!
九、电磁环形加速器
参与人员,李滋雨、曾海
指导老师:罗永康
作品介绍:电磁环形加速器由主体固定结构、电路板、铜线绕制的线圈、小球组成。当小球运行到轨道前端时,光信号受到遮挡,电磁线圈通电加速;当小球过去以后,电流消失,小球停止加速。如此循环,实现小球在轨道内不断加速。