趣味“戲藤猴”

張愛迪

在我們祖先的心目中，猴子是聰慧、勇敢、歡樂、勝利的化身。如果你的屬相是十二生肖中的猴子，或者對猴子喜歡有加，不妨按照下面的介紹，自己動手制作一個如圖1所示的電子“戲藤猴”，將它擺放在寫字臺或客廳，讓手腳不停的猴子時刻陪伴著你，不失為一件很有趣的事！

一、工作原理

“戲藤猴”小擺設的電路如圖2所示，它是利用電能、磁場能和機械能之間相互轉換來驅動“小猴”不停擺動的一種電子小裝置。

小磁鐵裝在“小猴”的腿部，小磁鐵的垂直正下方安放有電磁鐵，電磁鐵由鐵芯和線圈L1、L2組成。

當用手輕推“小猴”時，小磁鐵隨“小猴”從某一邊（比如左邊）高處向下擺動而掠過電磁鐵的線圈，小磁鐵的磁力線切割線圈，根據電磁感應原理，在感應線圈L1中就產生了感應電流。

該感應電流流入晶體三極管VT的基極，使VT導通，它的發射極回路中就有被放大了的電流Ie。當Ie流過線圈L2時，電磁鐵便產生了一個瞬間磁場；同時，通過L2和L1之間的正反饋作用，可使VT迅速達到飽和狀態，電磁鐵所產生的磁場強度亦達到最強。這個磁場的極性正好和“小猴”腿部的小磁鐵極性相同。由于磁場具有“同性相斥”特性，所以電磁鐵就推動“小猴”向右邊高處擺動。

當“小猴”達到右邊最高點時，感應線圈L1中的感應電流已經消失，排斥“小猴”的磁場也隨之消失，“小猴”又要在重力作用下，向反方向擺動。擺動中，小磁鐵再次掠過感應線圈L1，“小猴”又被推動……這樣“小猴”就以電磁鐵為中心，不斷地來回擺動。

也就是說，“小猴”在每次擺動掠過電磁鐵上方時，都會受到電磁鐵瞬間的推力作用，這一推力可克服擺動過程中產生的阻力，使“小猴”不停地、有節奏地擺動下去。

當用手迫使“小猴”靜止不動時，感應線圈L1中不再產生感應電流，晶體三極管VT處于截止狀態，線圈L2中亦無電流通過，整個電路不再消耗電池G的電能。

二、準備元器件

本制作共用了8個元器件，采購清單見附表所示。

晶體管VT選用9014（集電極最大允許電流ICM=100mA，集電極最大允許功耗PCM=310mW）或3DG8型硅NPN小功率三極管，要求電流放大系數β≥50。

電磁鐵需自制：首先按圖3所示，取一φ5mm×20mm的鐵芯，另取φ20mm的塑料圓片兩片，中心開出φ5mm的圓孔，其中一個塑料圓片的邊沿處還要開出三個φ1mm～1.5mm的穿線孔，再用強力膠將塑料圓片粘貼在鐵芯兩端，即做成電磁鐵的線圈骨架；也可采用現成的卷裝醫用膠布的塑料芯子做線圈骨架，并在塑料芯子的一頭鉆上三個φ1mm～1.5mm的穿線孔。然后取φ0.08mm漆包線為L1，取φ0.15mm漆包線為L2，同向雙線并繞4000圈左右；繞好后，把L1的尾和L2的頭連接起來，作為中心抽頭即成。

小磁鐵最好選用磁性較強的條形永久磁鐵，從磁性碰鎖或廢舊磁性鉛筆盒中拆出來的磁鐵使用效果就挺不錯。

G用4節5號干電池串聯（需配套塑料電池架）而成，電壓6V。

三、制作與使用

圖2所示的整個“戲藤猴”小擺設電路可參照圖1所示，焊裝在一個外觀漂亮的塑料香皂盒內。在盒子內部緊貼面板內壁固定電磁鐵，鐵芯正對盒面。盒子面板用粗鐵絲彎制成的支架固定，支架高度可控制在10cm～15cm之間；支架下面通過細鐵絲彎制的吊環、塑料藤條（可用粗線染成綠色代替）吊上一個塑料或布做成的工藝品“小猴”；在“小猴”腿部用強力膠粘固上小磁鐵，小磁鐵的S極或N極在垂吊時正對著盒子里面的電磁鐵鐵芯，并且兩者之間距離不超過6mm。

“戲藤猴”的外形可發揮個人的想象力去盡力美化，但注意“小猴”擺動起來要靈活，而且身體不可過重。

“戲藤猴”擺幅的大小與小磁鐵的磁性強度、支架的高低、“小猴”的重量以及電池電壓的高低等都有關。調整擺動幅度最簡單的辦法是調節支架的高度；當然，通過適當增減電池節數（可用3～8節電池、對應電壓4.5V～12V）也可達到調節擺動幅度的目的。

“戲藤猴”小擺設使用起來非常簡單：用手向前或向后推動一下“小猴”，電路便開始工作，抓著藤條的“小猴”就會不斷地悠蕩起來，十分有趣；用手停住“小猴”，電路自動停止工作。

由于電路工作時最大脈沖電流僅幾十毫安，不工作時不消耗電能，故用電十分節省，每換一次新干電池，一般可連續供電數月。