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1、涡流、电磁阻尼、电磁驱动第1页，本讲稿共16页安全检查报警器安全检查报警器 乘坐飞机的乘乘坐飞机的乘客登机前都要接受客登机前都要接受安全检查图中是安全检查图中是一种手持式安全检一种手持式安全检查报警器，一靠近查报警器，一靠近金属体，它就会发出报警声这是为什么呢？金属体，它就会发出报警声这是为什么呢？原来，在报警器内有一线圈，线圈中通有高频电流，因此线圈周围有着高原来，在报警器内有一线圈，线圈中通有高频电流，因此线圈周围有着高频的变化磁场当报警器靠近金属体时，线圈的磁场在金属体中感应出涡频的变化磁场当报警器靠近金属体时，线圈的磁场在金属体中感应出涡电流，涡电流产生的磁场又会穿过线圈，改变线圈中的
2、原磁场，使相关的电流，涡电流产生的磁场又会穿过线圈，改变线圈中的原磁场，使相关的电子线路产生报警声电子线路产生报警声第2页，本讲稿共16页一、涡流一、涡流用整块金属材料做铁芯绕制的线圈，当线圈中通有变化的电流时，用整块金属材料做铁芯绕制的线圈，当线圈中通有变化的电流时，变化的电流会产生变化的磁场，变化的磁场穿过铁芯，整个铁芯会变化的电流会产生变化的磁场，变化的磁场穿过铁芯，整个铁芯会自成回路，产生自成回路，产生_，这种电流看起来像水中的旋涡，我们，这种电流看起来像水中的旋涡，我们就把这种电流叫做就把这种电流叫做_，简称，简称_二、电磁阻尼二、电磁阻尼当导体在磁场中运动时，如导体中出现涡流，即感
3、应电流，感应电流会当导体在磁场中运动时，如导体中出现涡流，即感应电流，感应电流会受到安培力作用，安培力的作用总是受到安培力作用，安培力的作用总是_导体的运动，这种现象叫做导体的运动，这种现象叫做_._.三、电磁驱动三、电磁驱动如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到使导体受到_的作用，的作用，_使导体运动起来，这种作用使导体运动起来，这种作用就是就是_._.感应电流感应电流涡电流涡电流涡流涡流阻碍阻碍电磁阻尼电磁阻尼安培力安培力安培力安培力电磁驱动电磁驱动课前预习课前预习第3页，本讲稿共16页一、涡流一、涡流1.
4、1.当线圈中的电流随时间变化时当线圈中的电流随时间变化时,这个线这个线圈附近的圈附近的任何导体任何导体中都会产生感应电流中都会产生感应电流-涡流涡流.2.2.金属块中的涡流也要产生金属块中的涡流也要产生热量热量.第4页，本讲稿共16页一、涡流一、涡流3.3.应用应用(1)(1)利用利用(热效应）热效应）a.a.真空冶炼炉真空冶炼炉b.b.电磁灶电磁灶第5页，本讲稿共16页(2)(2)利用利用(磁效应）磁效应）第6页，本讲稿共16页第7页，本讲稿共16页(3)(3)减少减少 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热在铁芯中产生的涡流使铁芯发热,浪费了能浪费了能量量,
5、还可能损坏电器还可能损坏电器。减少涡流的途径减少涡流的途径:a.a.增大铁芯材料的电阻率增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。常用的材料是硅钢。b.b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。一、涡流一、涡流 理由是：铁心用许多铁磁导体薄片（例如理由是：铁心用许多铁磁导体薄片（例如硅钢片硅钢片）叠成，这）叠成，这些薄片被分开呈梯形状，表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。些薄片被分开呈梯形状，表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁场穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭磁场穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流
6、过，这些回路中的净小回路流过，这些回路中的净电动势电动势较小，回路的长度较大，再由较小，回路的长度较大，再由于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。所以，于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。所以，交流电机交流电机、电器电器中广泛采用叠片铁心。中广泛采用叠片铁心。第8页，本讲稿共16页二、电磁阻尼二、电磁阻尼第9页，本讲稿共16页涡流的机械效应涡流的机械效应第10页，本讲稿共16页如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度后如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放
7、一个固定的放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。试分析这闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。试分析这个现象的产生原因，并说明此现象中能量转化的情况。个现象的产生原因，并说明此现象中能量转化的情况。第11页，本讲稿共16页当导体在磁场中运动时当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到感应电流会使导体受到安培力安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动安培力的方向总是阻碍导体的运动-电磁电磁阻尼阻尼二、电磁阻尼二、电磁阻尼第12页，本讲稿共16页三、电磁驱动三、电磁驱动第13页，本讲稿共16页2 2、
8、交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理、交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。工作的。三、电磁驱动三、电磁驱动1 1、如磁场相对于导体转动、如磁场相对于导体转动,在导体中会产生在导体中会产生感应电流感应电流,感应电流使导体受到安培力的作用感应电流使导体受到安培力的作用,安安培力使导体运动起来培力使导体运动起来-电磁驱动电磁驱动。第14页，本讲稿共16页电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系区别：区别：1.1.电磁阻尼是电磁阻尼是导体导体相对于磁场运动；安培力的方向与导体相对于磁场运动；安培力的方向与导体的运动方向相反，阻碍导体的运动。的运动方向相反，阻碍导体的运动。2
9、.2.电磁驱动是电磁驱动是磁场磁场相对于导体运动；安培力的方向与磁场相对于导体运动；安培力的方向与磁场的运动方向相同，使导体随磁场运动。的运动方向相同，使导体随磁场运动。联系：联系：安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。第15页，本讲稿共16页 电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器厨房电器.在电磁灶内部在电磁灶内部,由整流电路将由整流电路将50/60Hz50/60Hz的交流电的交流电压变成直流电压压变成直流电压,再经过控制电路将直流电压转换成频率再经过控制电路将直流电压转换成频率为为20-40KHz20-40KHz的高频电压的高频电压,高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场高速变化的磁场,当磁场内的磁力线通过金属器皿当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁导磁又导电材料又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流底部金属体内产生无数的小涡流,使器皿本使器皿本身自行高速身自行高速发热发热,然后再加热器皿内的然后再加热器皿内的东西。东西。电磁灶电磁灶第16页，本讲稿共16页