涡旋电场与涡流及其应用.DOC

涡旋电场与涡流及其应用 给排水2班 1014020203 顾艳梅 摘要：涡旋电场与涡流到底是什么？它们又有何实际意义？ 关键字：涡旋电场 涡流 电磁炉 感应加速器 电磁阻尼 趋肤效应现象涡旋电场是有变化的磁场所产生，既变化的磁场在其周围也会激发一种电场，叫做感应电场或涡旋电场。这种电场与静电场（由静止电荷所产生的电场）的共同点就是对点电荷有作用力（库伦力）;而不同之处就在于这种电场不是由电荷所激发，而是有变化的电场所激发；并且描述该电场线是闭合的，所以它不是保守场太阳涡旋电场实验表明 ? 　　 ? 电磁炉工作时产生的电磁波，绝大部分被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，电磁波泄漏非常少，对人体健康无危害。? 电磁炉具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。 3.2感应加速器 感应加热器（简称感应器）是一种电感线圈，它能通过合理分布感应磁场来满足各种加热工艺，是实现各类感应加热工艺的关键部件，也是必须部件，它的性能直接关系到加热工艺的优良，感应器必须按加热工艺制造，由于感应加热工艺种类繁多，所以感应器的规格品种也相应繁多。 感应加热器又叫轴承加热器、轴承感应加热器，其工作原理是利用交变的电流产生交变的磁场，这个交变的磁场使其中的金属导体内部产生涡流,从而使金属工件迅速发热。 　　 在感应加热的过程中，温度升高的只是被加热工件的金属部分，感应加热器本身和被加热工件的非金属部分并不发热。 　　 所有的环状闭合金属工件都可以用感应加热器来加热，如轴承，齿轮，皮带轮，联轴器等。 3.3电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 　　 电磁阻尼现象源于电磁感应原理。宏观现象即为：当闭合导体与磁极发生相对运动时，两者之间会产生电磁阻力，阻碍相对运动。这一现象可以用楞次定律解释：闭合导体与磁极发生切割磁感线的运动时，由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化，闭合导体会产生感生电流，这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。其阻力大小正比于磁体的磁感应强度、相对运动速度等物理量。 　　 电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合，例如电度表、电磁制动机械，甚至磁悬浮列车等。 　　 为了简单可靠地增加系统的稳定性、抑制转子的共振峰值．提出了一种新型的被动式电磁阻尼器．它的结构类似于电磁轴承．但无需闭环控制，采用直流电工作。通过分析发现，电磁阻尼器线圈内由于转子涡动时变化的磁场而产生的波动电流与转子位移间的相位差是产生阻尼的原因，推导了波动电流、阻尼系数的计算公式。实验结果显示该阻尼器提供的阻尼能够有效地抑制共振振幅。 3.4趋肤效应 交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”。趋肤效应使导体的有效电阻增加。频率越高，趋肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。 　　交变磁场会在导体内部引起涡流，电流在导体横截面上的分布不再是均匀的，这时，电流将主要地集中到导体表面。这种效应称为趋肤效应。电流的频率愈高，趋肤效应越明显。 　　 利用趋肤效应，在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材。架空输电线中心部分改用抗拉强度大的钢丝。虽然其电阻率大一些，但是并不影响输电性能，又可增大输电线的抗拉强度。利用趋肤效应还可对金属表面淬火，使某些钢件表皮坚硬、耐磨，而内部却有一定柔性，防止钢件脆裂。 涡旋电场与涡流及其应用对我的启示 4.1要注重实验，实践是检验真理的唯一标准 在涡旋电场部分可以看出，实验和观测对得出理论作出了很大贡献。 物理是一门以实验为基础的自然科学，绝大部分物理概念和自然规律都由实验归纳得出。通过做实验，我们的学习能力、实践能力、探究能力都能得以提高。是物理以及其他科目学习的重要部分。 4.2重大的科学突破往往始于凝练出重要的科学问题