渦流電磁阻尼和電磁驅動

渦流電磁阻尼和電磁驅動第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日一、渦流

1、定義：塊狀金屬在變化的磁場中，或在磁場運動時，金屬塊內將產生感應電流。這種電流在金屬塊內自成閉合回路，很像水的旋渦，故叫渦電流，簡稱渦流。第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日渦流的利用1、如圖所示的高頻感應爐，利用渦流的熱效應來熔化金屬。交流電的頻率越高，金屬熔爐中的感應電動勢就越大，金屬材料的電阻率越小，產生的渦流熱效應就越強。2、高頻感應爐優(yōu)點：

速度快，溫度易控制，整個過程在真空中進行，能避免有害雜質混入被冶煉的金屬中，適于冶煉特種合金和特種鋼。第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日高頻焊接機原理：線圈中通以高頻電流，內部焊接工件由于電磁感應產生感應電流，頻率越高，產生的感應電流越大。由于焊接縫處接觸電阻很大，放出的熱量很多，致使溫度升高將金屬熔化，焊接在一起。應用于焊接自行車車架。渦流的利用第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日渦流的利用

生活中的電磁爐，也是利用電磁感應中的渦流的熱效應來燒菜做飯的。第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日渦流的利用線圈

探雷器的長柄線圈中，通有變化的電流，在其周圍就產生變化的磁場，埋在地下的金屬物品，由于電磁感應而形成渦流，渦流的磁場反過來又作用于線圈，使儀器報警。第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日渦流的利用

機場、車站及重要場所的安檢門及工作人員手上的探測器，也是利用與探雷器類似的電磁感應原理使儀器報警，來探測進出人員身上攜帶的金屬物品。第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日交變電流交變電流怎樣減少渦流損耗？整塊鐵芯彼此絕緣的薄片思考與討論第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日渦流的防止

變壓器和電動機的鐵芯不采用整塊金屬，而是由許多相互絕緣的電阻率很大的薄硅鋼片疊合而成，目的就是為了減弱鐵芯中由于電磁感應而產生的渦流的熱效應，從而減少電能的損耗，同時避免破壞絕緣層，對電器起到了保護的作用。第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日思考與討論為什么磁電式電表的線圈要用鋁框做骨架呢？

電學測量儀器要求指針的擺動很快停下來，也是利用了鋁框中產生的渦流，從而通過磁場對這個渦流的作用力阻礙它們的擺動，使指針能很快地指到示數(shù)的位置上。第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日二、電磁阻尼電磁阻尼現(xiàn)象：當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日

取一靈敏電流計，用手晃動表殼，觀察表針相對表盤擺動的情況。

用導線把靈敏電流計的兩個接線柱連在一起，再次晃動表殼，觀察表針相對表盤擺動的情況與上次有什么不同，怎樣解釋這種差別？第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日思考與討論

微安表是一種高靈敏度，高精度電流表，表內的指針因振動會產生搖擺，劇裂搖擺會使微安表造成指針打偏、降低靈敏度、或失靈等。故在運輸中，用導線短路兩接線柱，使表頭線圈閉合產生電磁阻尼，大大降低因外界的搖擺、振動對表頭的影響。第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日磁鐵的旋轉使線圈跟著轉動：第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日三、電磁驅動電磁驅動：磁場相對于導體轉動，在導體中產生感應電流，感應電流使導體受到安培力，安培力使導體跟著磁場轉動，這種現(xiàn)象稱為電磁驅動。第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日

電磁阻尼，使金屬盤，磁鐵和金屬球快速停下，機械能轉化為電能以熱的形式散發(fā)到周圍的空氣中。電磁感應的其他一些應用vv第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日延時繼電器原理：合上S時，電流恒定，A中線圈磁極上端為N極，吸住銜鐵D，使D與觸頭C接通；當S斷開時，電流減小，B線圈電磁感應，阻礙電流減小，產生順時針電流，再吸住D一段時間后才使D與C斷開。第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日1、下列哪些措施是為了防止渦流的危害（）A、電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋B、磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上C、變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成D、變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導電的氧化層CD課堂練習第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日2、在水平放置的光滑導軌上，沿導軌固定一個條形磁鐵，如圖?，F(xiàn)有鐵、鋁和有機玻璃制成的滑塊甲、乙、丙，使它們從導軌上的A點以某一初速度向磁鐵滑去。各物塊在碰上磁鐵前的運動情況是(

)A、都做勻速運動

B、甲做加速運動

C、乙做勻速運動

D、丙做勻速運動BD課堂練習注意：鐵磁化相吸，鋁電磁感應產生渦流，故鐵加速，鋁減速第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日

例1、如圖所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產生感應電流，感應電流通過焊縫產生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是

A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快

B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快

C．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻小

D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻大第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日

例2、如圖所示，閉合金屬銅環(huán)從高為h的曲面滾下，沿曲面的另一側上升，設閉合環(huán)初速度為零，不計摩擦，則

A．若是勻強磁場，環(huán)上升的高度小于hB．若是勻強磁場，環(huán)上升的高度大于hC．若是非勻強磁場，環(huán)上升的高度等于hD．若是非勻強磁場，環(huán)上升的高度小于h

解析：若是勻強磁場，閉合環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，無感應電流產生，環(huán)也就受不到磁場力，所以環(huán)仍保持機械能守恒，上升的高度等于h。若是非勻強磁場，閉合環(huán)的磁通量發(fā)生變化，有感應電流產生，環(huán)受到磁場力作用去阻礙環(huán)與磁場間的相對運動，使環(huán)損失一部分機械能向電能轉化，所以環(huán)上升的高度小于h。因此答案D正確。第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日

例3、如圖所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運動，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運動，則小球的材料可能是

A．鐵B．木C．銅D．鋁第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日日光燈的構造第二十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日日光燈管1、燈絲的作用：2、燈管內充的汞蒸汽的作用：給氣體加熱，并給氣體加上高電壓在高壓下導電發(fā)出紫外線3、燈管內壁涂的熒