【2017年整理】1.6涡流现象与电磁灶.ppt

1.6 涡流现象与电磁灶;2．知道涡流的利与弊，以及如何利用和防止。;观察发电机、电动机和变压器，可以看到它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多相同绝缘的薄硅钢片叠合而成的.为什么这样做呢？;如图线圈接入220V交变电源，块状铁芯插入线圈中，让一名学生感知铁芯的变化。 现象：几分钟后学生感到铁芯变热。 这是怎么回事呢？;解释：原来把块状的铁芯放在变化的磁场中或让它在磁场中运动时，铁芯块可看做是由一圈圈闭合回路组成的，穿过这些回路的磁通量发生变化，从而产生感应电流，这种电流在金属块内 自成闭合电路， 很像水的漩涡， 因此叫做涡电流， 简称涡流;由于整块金属的电阻很小，所以涡电流常常很大。涡电流会引起铁芯发热，这不仅损耗了大量的电能，而且还可能烧毁设备，引起事故。变压器和镇流器的铁芯通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片压制成，而不是用一整块硅钢制成，其原因就是为了减小涡电流。;涂有绝缘材料的薄硅钢片叠压的铁芯，在变化的磁场中，产生的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，又因为硅钢片比普通导体的电阻大，可以进一步减小涡流损失，电动机和变压器的铁芯都不是整块金属。 ;一、涡流;1.无火之灶-------电磁灶;有两种类型：一种是利用工频电流进行感应加热;另一种是利用15 kHz以上的高频电流进行感应加热。前者称为“工频电磁炉”,后者称为“高频电磁炉”。 工频电磁炉无需进行工频到高频的变换电路,电路复杂性较小;但是,需要特殊的复合材料(一般为不锈钢、铁、不锈钢、铝四层复合)制成的烹饪锅具才能正常工作。;高频电磁炉需要设置高频变换和控制电路,但无需复合材料制成锅体。家用电磁炉一般采用高频模式。高频电磁炉热效率高达83％。在电磁炉内部的主谐振部分,由整流电路将50 Hz／60 Hz的交流电压变成直流电压,再经过控制电路将直流电压转换成频率为20～50 kHz的高频电压。高速变化的电流流过线圈时,产生高速交变的磁场;当磁场内的磁力线通过金属器皿时,底部会产生巨大的涡流,使器皿本身自行高速发热,然后再加热器皿内的物质。;电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，采用磁场感应涡电流加热原理，当通有交替变化极快的交流电时，在台面与铁锅底之间产生强大的交变的磁场，磁感线穿过锅底，使锅底产生强涡流，当磁场内的磁力线通过铁质锅底时会产生无数的涡流使锅的本身自行高速发热，就放出大量的热量，然后再作用于锅内食物，将饭菜煮熟。这种最新的加热方式，能减少热量传递的中间环节，可大大提升制热效率，比传统炉具（电炉、气炉）节省能源一半以上。;工频电磁炉;电磁感应理论证明，涡电流的发热功率与交流电的频率的 平方成正比。此外，烹饪锅的发热功率还与锅的表面电阻 以及励磁线圈匝数的平方成正比．对于中频，铜、铝等材 料表面电阻很小，为了保证锅体的发热功率，如果使用铝 或铜锅，要求增大励磁线圈的匝数．然而，这样一来，励 磁线圈本身的铜损也会大大增加，从而降低效率．因此， 铜质和铝质锅体不能用于中频电磁灶．普通铁锅导磁系数 大，在励磁线圈同样大小的匝数条件下，能产生更大的涡 电流．此外，铁锅比铜、铝锅有较大的表面电阻，因而具 有很好的加热性能，可以使电磁灶做得小巧、省料，价格也;低廉．为了减小气隙的磁阻．铁锅均应做成平底锅．如果用某些铁磁性不锈钢制作烹饪锅，在保证机械强度条件下锅体可以做得很薄，以进一步提高锅体的发热功率．有的锅体也可做成复合板形式.;几种常见的电磁灶;几种常见的电磁灶;2.真空冶炼炉;金属探测器 探雷器、安检门等。;3.电磁阻尼：导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力而总是要阻碍导体的相对运动的现象。 ;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;4.电磁驱动：当磁场相对于导体转动时，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用而运动起来的现象。;电磁阻尼是导体相对于磁场运动; 电磁驱动是磁场相对于导体运动. 安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。;1.如图所示是一种冶炼金属的感应炉示意图，炉内装着需冶炼的金属，炉外绕着很多匝线圈，当高频交变电流通过线圈后，炉内的金属就会被熔化。请你说明感应炉冶炼金属的原理。;2.下列哪些措施是为了防止涡流的危害（　　 ） A.电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅 B.磁电式电表的线圈常常用铝框做