趣味“戏藤猴”

张爱迪

在我们祖先的心目中，猴子是聪慧、勇敢、欢乐、胜利的化身。如果你的属相是十二生肖中的猴子，或者对猴子喜欢有加，不妨按照下面的介绍，自己动手制作一个如图1所示的电子“戏藤猴”，将它摆放在写字台或客厅，让手脚不停的猴子时刻陪伴着你，不失为一件很有趣的事！

一、工作原理

“戏藤猴”小摆设的电路如图2所示，它是利用电能、磁场能和机械能之间相互转换来驱动“小猴”不停摆动的一种电子小装置。

小磁铁装在“小猴”的腿部，小磁铁的垂直正下方安放有电磁铁，电磁铁由铁芯和线圈L1、L2组成。

当用手轻推“小猴”时，小磁铁随“小猴”从某一边（比如左边）高处向下摆动而掠过电磁铁的线圈，小磁铁的磁力线切割线圈，根据电磁感应原理，在感应线圈L1中就产生了感应电流。

该感应电流流入晶体三极管VT的基极，使VT导通，它的发射极回路中就有被放大了的电流Ie。当Ie流过线圈L2时，电磁铁便产生了一个瞬间磁场；同时，通过L2和L1之间的正反馈作用，可使VT迅速达到饱和状态，电磁铁所产生的磁场强度亦达到最强。这个磁场的极性正好和“小猴”腿部的小磁铁极性相同。由于磁场具有“同性相斥”特性，所以电磁铁就推动“小猴”向右边高处摆动。

当“小猴”达到右边最高点时，感应线圈L1中的感应电流已经消失，排斥“小猴”的磁场也随之消失，“小猴”又要在重力作用下，向反方向摆动。摆动中，小磁铁再次掠过感应线圈L1，“小猴”又被推动……这样“小猴”就以电磁铁为中心，不断地来回摆动。

也就是说，“小猴”在每次摆动掠过电磁铁上方时，都会受到电磁铁瞬间的推力作用，这一推力可克服摆动过程中产生的阻力，使“小猴”不停地、有节奏地摆动下去。

当用手迫使“小猴”静止不动时，感应线圈L1中不再产生感应电流，晶体三极管VT处于截止状态，线圈L2中亦无电流通过，整个电路不再消耗电池G的电能。

二、准备元器件

本制作共用了8个元器件，采购清单见附表所示。

晶体管VT选用9014（集电极最大允许电流ICM=100mA，集电极最大允许功耗PCM=310mW）或3DG8型硅NPN小功率三极管，要求电流放大系数β≥50。

电磁铁需自制：首先按图3所示，取一φ5mm×20mm的铁芯，另取φ20mm的塑料圆片两片，中心开出φ5mm的圆孔，其中一个塑料圆片的边沿处还要开出三个φ1mm～1.5mm的穿线孔，再用强力胶将塑料圆片粘贴在铁芯两端，即做成电磁铁的线圈骨架；也可采用现成的卷装医用胶布的塑料芯子做线圈骨架，并在塑料芯子的一头钻上三个φ1mm～1.5mm的穿线孔。然后取φ0.08mm漆包线为L1，取φ0.15mm漆包线为L2，同向双线并绕4000圈左右；绕好后，把L1的尾和L2的头连接起来，作为中心抽头即成。

小磁铁最好选用磁性较强的条形永久磁铁，从磁性碰锁或废旧磁性铅笔盒中拆出来的磁铁使用效果就挺不错。

G用4节5号干电池串联（需配套塑料电池架）而成，电压6V。

三、制作与使用

图2所示的整个“戏藤猴”小摆设电路可参照图1所示，焊装在一个外观漂亮的塑料香皂盒内。在盒子内部紧贴面板内壁固定电磁铁，铁芯正对盒面。盒子面板用粗铁丝弯制成的支架固定，支架高度可控制在10cm～15cm之间；支架下面通过细铁丝弯制的吊环、塑料藤条（可用粗线染成绿色代替）吊上一个塑料或布做成的工艺品“小猴”；在“小猴”腿部用强力胶粘固上小磁铁，小磁铁的S极或N极在垂吊时正对着盒子里面的电磁铁铁芯，并且两者之间距离不超过6mm。

“戏藤猴”的外形可发挥个人的想象力去尽力美化，但注意“小猴”摆动起来要灵活，而且身体不可过重。

“戏藤猴”摆幅的大小与小磁铁的磁性强度、支架的高低、“小猴”的重量以及电池电压的高低等都有关。调整摆动幅度最简单的办法是调节支架的高度；当然，通过适当增减电池节数（可用3～8节电池、对应电压4.5V～12V）也可达到调节摆动幅度的目的。

“戏藤猴”小摆设使用起来非常简单：用手向前或向后推动一下“小猴”，电路便开始工作，抓着藤条的“小猴”就会不断地悠荡起来，十分有趣；用手停住“小猴”，电路自动停止工作。

由于电路工作时最大脉冲电流仅几十毫安，不工作时不消耗电能，故用电十分节省，每换一次新干电池，一般可连续供电数月。