《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》课件1
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1、一、涡流一、涡流 如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。生涡旋状的感应电流。 当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水
2、的旋涡，所以叫做会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流涡流。 涡流的应用涡流的应用 真空冶炼炉真空冶炼炉涡流的应用涡流的应用 高频焊接高频焊接涡流的应用涡流的应用 电磁炉电磁炉涡流的应用涡流的应用 金属探测器金属探测器交变电流交变电流交变电流交变电流怎样减少涡流损耗？怎样减少涡流损耗？整块铁心整块铁心彼此绝缘的薄片彼此绝缘的薄片思考与讨论思考与讨论变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施采用叠加起来的硅钢片代替整块铁芯采用叠加起来的硅钢片代替整块铁芯, ,并使硅钢并使硅钢片平面与磁感应线平行。片平面与磁感应线平行。变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施变压器
3、铁芯中的涡流损耗及改善措施 如图，把铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆。如图，把铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆。在电磁铁线圈未通电时，铜片可以自由摆动，要经过较长在电磁铁线圈未通电时，铜片可以自由摆动，要经过较长时间才会停下来。时间才会停下来。 一旦当电磁铁通电之后，由于穿过运动导体的磁通量一旦当电磁铁通电之后，由于穿过运动导体的磁通量发生变化，铜片内将产生感应电流。根据楞次定律，铜片发生变化，铜片内将产生感应电流。根据楞次定律，铜片摆锤的摆动便受到阻力而迅速停止。摆锤的摆动便受到阻力而迅速停止。演示实验演示实验1 1二、电磁阻尼二、电磁阻尼 导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安导
4、体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为这种现象称为电磁阻尼电磁阻尼。演示实验演示实验2 2 取一灵敏电流计，用手晃动表壳，观察表针相对表盘取一灵敏电流计，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况。摆动的情况。 用导线把灵敏电流计的两个接线柱连在一起，再次晃用导线把灵敏电流计的两个接线柱连在一起，再次晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况与上次有什么不同，动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况与上次有什么不同，怎样解释这种差别？怎样解释这种差别？演示实验演示实验3 3 如图所示，弹簧下端悬挂一如图所示，
5、弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。这种线圈，磁铁会很快停下来。这种现象说明了什么？现象说明了什么？ 演示实验演示实验4 4 如图所示，如果使一金属圆盘紧靠磁铁的如图所示，如果使一金属圆盘紧靠磁铁的两极而不接触，当使磁铁旋转起来，在圆盘中两极而不接触，当使磁铁旋转起来，在圆盘中产生涡流将阻碍它与磁铁的相对运动，因而使产生涡流将阻碍它与磁铁的相对运动，因而使得圆盘跟随磁铁运动起来。在这里，涡流的机得圆盘跟随磁铁运动起来。在这里，
6、涡流的机械效应表现为械效应表现为电磁驱动电磁驱动。三、电磁驱动三、电磁驱动 磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为称为电磁驱动电磁驱动。电磁驱动的应用电磁驱动的应用 交流感应电动机交流感应电动机 例例1 1、如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一电流通过焊缝产生大
7、量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是 A A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C C工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D D工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大 例例2 2、如图所示，闭合金属铜环从高为如图所示，闭合金属铜环从高为h h的曲面滚下
8、，沿曲面的另一的曲面滚下，沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则 A A若是匀强磁场，环上升的高度小于若是匀强磁场，环上升的高度小于h h B B若是匀强磁场，环上升的高度大于若是匀强磁场，环上升的高度大于h h C C若是非匀强磁场，环上升的高度等于若是非匀强磁场，环上升的高度等于h h D D若是非匀强磁场，环上升的高度小于若是非匀强磁场，环上升的高度小于h h 解析：解析：若是匀强磁场，闭合环的磁通量不发生变化，无感应电流若是匀强磁场，闭合环的磁通量不发生变化，无感应电流产生，环也就受不到磁场力，所以环仍保持机械能守恒，上升的高度产生
