巧用磁头制作漏磁探测器

陈俊华

人教版高二物理《电磁感应》的阅读材料部分，就录音机的录音和放音原理作了简单介绍。其中的核心部件就是磁头，它实际上是一个带铁芯的线圈。录音时，音频电流进入磁头线圈在磁头的缝隙处产生随音频电流变化的磁场。将磁带上的磁粉层磁化，在磁带上记录下声音的磁信号。而放音是录音的逆过程。放音时，磁带上变化的磁场使磁头线圈产生感应电流，磁信号通过磁头转化为音频电流，再通过扬声器还原成声音。那么磁头是不是只能用在录音机里呢?它既然是一个很好的能将磁转化成电，也能将电转化成磁的电磁转换元件，是不是也可以用它来探测外磁信号呢?动手制作如下。

1仪器装置

2制作材料

教学用扩音器(功率尽量大一些)、变压器(可以是家用手电筒充电器中的小型变压器)、随身听耳机(可以用旧的去掉小喇叭只利用其中的插头和导线)、磁头(可以从旧录音机上拆下)。

3制作方法

3.1漏磁探测头的制作

将磁头的两接线柱分别与耳机线用电烙铁焊接在一起。注意：在焊接时可以只用两根耳机线中的一根。也可两根并用，在把两根耳机线上的绝缘皮都去掉后会露出四根芯线，将其中带绝缘漆的两根导线合为一根并将漆刮去。另两根是地线它们是裸导线不需处理，也合并为一根。再用电烙铁分别给它们镀上一层锡后再与磁头两极焊接在一起，这样漏磁探测头就做成了。

3.2漏磁设备的准备

用螺丝刀把家用手电筒充电器外壳拆卸下来，取出其中的小型变压器。用小木锤轻轻地敲打其中的硅钢片铁芯。使其中的绝缘漆脱落，粘在—起的硅钢片散开。这样可以为后面拆下硅钢片断开磁路出现明显漏磁现象作准备。

4实验方法

将漏磁探测头与扩音器连接，音量调节到适当位置，接通电源，将探测磁头放到目标位置。如果目标位置有变化的磁场，那么磁头线圈将产生感应电流，如果目标位置的磁场是稳定的那么也可以通过晃动磁头产生感应电流，再通过扩音器将电流放大来感知目标磁场的强弱和变化情况。接下来，将变压器接上220v交流电源(可不接负载)；让磁头慢慢靠近变压器的硅钢片铁芯，可以听见扩音器有轻微的嗡嗡声，靠得越近声音会越响，但还是比较小。说明漏磁比较小。

若将变压器的硅钢片拆去一部分。再次实验，这时扩音器的嗡嗡声比上次明显增大，说明漏磁比较大。而且剩余的硅钢片在颤动，变压器指示灯不亮。若将变压器的硅钢片全部拆去，第三次实验，发现嗡嗡声比前两次都大，还不用靠的很近，说明漏磁很大。变压器指示灯也不亮。效果很明显，达到了很好的实验目的。而且这时线圈温度会升得很高(应注意控制实验的时间，不可过长，否则会烧坏线圈)。我曾在教学中演示了这一实验并提出：为什么变压器需要硅钢片作为铁芯?(导磁目电阻率大)。为什么硅钢片要交错地一片一片叠加在一起而不是—个整块的硅钢?(减小涡流)。为什么没有硅钢片的线圈温度会很高而有硅钢片的线圈温度不会太高?(感抗不同)。等等问题，让学生自由讨论收到了很好的教学效果。

5装置的优点

本装置制作简单，操作方便，原理易懂，效果明显。不但可以探测、比较不同变压器的漏磁情况，还可以探测手机的电磁辐射情况，实验发现拨号时和通话时的辐射强度明显不同，拨号时电磁辐射很强且带有明显的冲击特点而通话时则较弱且平稳。别外，它还可以探测存折和银行卡磁条上的信息，只需将磁头在这些磁条上滑一下，不同的卡读出的声音明显不同，代表了不同信息。虽不能破译，但还是可以很好的说明磁条存储信息的情况。

6意外的发现

一个更很有趣的应用是如果将扼流线圈的漆包线拆去一部分，使其阻值约为4n，即一只喇叭的电阻。将它接到复读机上当作一只喇叭用(当然没有声音)，但是当磁头靠近它时扩音器上出现了声音，经功率放大的音乐声在扩音器上响了起来，而且不需要靠得很近，可以穿过纸张，穿过书本，甚至穿过身体，那真是穿越心灵，来自灵魂深处的音乐，真是太美妙了!