巧用磁頭制作漏磁探測器

陳俊華

人教版高二物理《電磁感應(yīng)》的閱讀材料部分，就錄音機(jī)的錄音和放音原理作了簡單介紹。其中的核心部件就是磁頭，它實(shí)際上是一個(gè)帶鐵芯的線圈。錄音時(shí)，音頻電流進(jìn)入磁頭線圈在磁頭的縫隙處產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場。將磁帶上的磁粉層磁化，在磁帶上記錄下聲音的磁信號。而放音是錄音的逆過程。放音時(shí)，磁帶上變化的磁場使磁頭線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁信號通過磁頭轉(zhuǎn)化為音頻電流，再通過揚(yáng)聲器還原成聲音。那么磁頭是不是只能用在錄音機(jī)里呢?它既然是一個(gè)很好的能將磁轉(zhuǎn)化成電，也能將電轉(zhuǎn)化成磁的電磁轉(zhuǎn)換元件，是不是也可以用它來探測外磁信號呢?動手制作如下。

1儀器裝置

2制作材料

教學(xué)用擴(kuò)音器(功率盡量大一些)、變壓器(可以是家用手電筒充電器中的小型變壓器)、隨身聽耳機(jī)(可以用舊的去掉小喇叭只利用其中的插頭和導(dǎo)線)、磁頭(可以從舊錄音機(jī)上拆下)。

3制作方法

3.1漏磁探測頭的制作

將磁頭的兩接線柱分別與耳機(jī)線用電烙鐵焊接在一起。注意：在焊接時(shí)可以只用兩根耳機(jī)線中的一根。也可兩根并用，在把兩根耳機(jī)線上的絕緣皮都去掉后會露出四根芯線，將其中帶絕緣漆的兩根導(dǎo)線合為一根并將漆刮去。另兩根是地線它們是裸導(dǎo)線不需處理，也合并為一根。再用電烙鐵分別給它們鍍上一層錫后再與磁頭兩極焊接在一起，這樣漏磁探測頭就做成了。

3.2漏磁設(shè)備的準(zhǔn)備

用螺絲刀把家用手電筒充電器外殼拆卸下來，取出其中的小型變壓器。用小木錘輕輕地敲打其中的硅鋼片鐵芯。使其中的絕緣漆脫落，粘在—起的硅鋼片散開。這樣可以為后面拆下硅鋼片斷開磁路出現(xiàn)明顯漏磁現(xiàn)象作準(zhǔn)備。

4實(shí)驗(yàn)方法

將漏磁探測頭與擴(kuò)音器連接，音量調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置，接通電源，將探測磁頭放到目標(biāo)位置。如果目標(biāo)位置有變化的磁場，那么磁頭線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果目標(biāo)位置的磁場是穩(wěn)定的那么也可以通過晃動磁頭產(chǎn)生感應(yīng)電流，再通過擴(kuò)音器將電流放大來感知目標(biāo)磁場的強(qiáng)弱和變化情況。接下來，將變壓器接上220v交流電源(可不接負(fù)載)；讓磁頭慢慢靠近變壓器的硅鋼片鐵芯，可以聽見擴(kuò)音器有輕微的嗡嗡聲，靠得越近聲音會越響，但還是比較小。說明漏磁比較小。

若將變壓器的硅鋼片拆去一部分。再次實(shí)驗(yàn)，這時(shí)擴(kuò)音器的嗡嗡聲比上次明顯增大，說明漏磁比較大。而且剩余的硅鋼片在顫動，變壓器指示燈不亮。若將變壓器的硅鋼片全部拆去，第三次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)嗡嗡聲比前兩次都大，還不用靠的很近，說明漏磁很大。變壓器指示燈也不亮。效果很明顯，達(dá)到了很好的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。而且這時(shí)線圈溫度會升得很高(應(yīng)注意控制實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，不可過長，否則會燒壞線圈)。我曾在教學(xué)中演示了這一實(shí)驗(yàn)并提出：為什么變壓器需要硅鋼片作為鐵芯?(導(dǎo)磁目電阻率大)。為什么硅鋼片要交錯地一片一片疊加在一起而不是—個(gè)整塊的硅鋼?(減小渦流)。為什么沒有硅鋼片的線圈溫度會很高而有硅鋼片的線圈溫度不會太高?(感抗不同)。等等問題，讓學(xué)生自由討論收到了很好的教學(xué)效果。

5裝置的優(yōu)點(diǎn)

本裝置制作簡單，操作方便，原理易懂，效果明顯。不但可以探測、比較不同變壓器的漏磁情況，還可以探測手機(jī)的電磁輻射情況，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)撥號時(shí)和通話時(shí)的輻射強(qiáng)度明顯不同，撥號時(shí)電磁輻射很強(qiáng)且?guī)в忻黠@的沖擊特點(diǎn)而通話時(shí)則較弱且平穩(wěn)。別外，它還可以探測存折和銀行卡磁條上的信息，只需將磁頭在這些磁條上滑一下，不同的卡讀出的聲音明顯不同，代表了不同信息。雖不能破譯，但還是可以很好的說明磁條存儲信息的情況。

6意外的發(fā)現(xiàn)

一個(gè)更很有趣的應(yīng)用是如果將扼流線圈的漆包線拆去一部分，使其阻值約為4n，即一只喇叭的電阻。將它接到復(fù)讀機(jī)上當(dāng)作一只喇叭用(當(dāng)然沒有聲音)，但是當(dāng)磁頭靠近它時(shí)擴(kuò)音器上出現(xiàn)了聲音，經(jīng)功率放大的音樂聲在擴(kuò)音器上響了起來，而且不需要靠得很近，可以穿過紙張，穿過書本，甚至穿過身體，那真是穿越心靈，來自靈魂深處的音樂，真是太美妙了!