【2017年整理】工程电磁场实验讲义.11.18.doc

THQXF-1型　磁悬浮实验仪实验 一、实验目的 观察磁悬浮物理现象 深化对磁场能量、电感参数和电磁力等知识点的理解THQXF-1型 磁悬浮仪及配件。实验原理扁平盘状线圈调压器提供的50Hz交变电流激励产生交变磁场铝板自身构成闭合回路，。线圈产生的磁场与铝板产生的感应磁场存在相互斥力，当电流增大到使两磁场间的作用力大于线圈自身的重力时，线圈便会浮起呈现磁悬浮状态。 图2 线圈驱动电流与涡流的对应关系 当线圈中通过电流时， ω为驱动电流的角频率； 则铝盘中涡流可以表示为 式中M为涡流的感应系数，其值与线圈与导电铝板之间的距离相关；为涡流与线圈驱动电流之间的相位差。 取驱动电流与感生涡流之间的相互作用系数为M，则线圈与铝板之间的作用力可表示为 令A=M’M，由可得 由上式可知，作用力F分为两部分，一部分为交变力，其频率为驱动电流的两倍（100Hz），另一部分为常量，表示为平均斥力，当平均斥力与重力平衡时，导体即可悬浮于空中振动。 四、实验步骤将圆柱安装在塑料底座上。 将线圈放置于塑料底座上。 将调节手柄逆时针旋到底，使指针指向0V。 将10mm铝板放置于线圈之上。 将电源输出接于线圈两接线柱上。 打开电源开关，顺时针旋转调节手柄，使输出电压缓慢增加记录线圈通过的电流及悬浮高度（输出电流不要超过10A） 将调节手柄逆时针旋到底，使指针指向0V，关闭电源。表1 选择13mm铝板时线圈悬浮高度与线圈驱动电流间的关系 电流（A） 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 高度（mm） 铝板厚度对悬浮高度的影响实验 圆柱安装在塑料底座上。 将13mm铝板固定于塑料底座上，线圈放于铝板之上。 调节手柄逆时针旋到底，使指针指向0V。 将电源输出接于线圈两接线柱上。 记下线圈上表面所处的高度。 打开电源开关，顺时针旋转调节手柄，使输出电压缓慢增加。 记录线圈通过的电流及悬浮高度（输出电流不要超过10A） 将调节手柄逆时针旋到底，使指针指向0V，关闭电源。 表 选择13mm铝板时线圈悬浮高度与线圈驱动电流间的关系 电流（A） 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 高度（mm） （9）用6mm铝板替换13mm铝板，重复步骤（3）～（8）并将数据记入表。表 选择6mm铝板时线圈悬浮高度与线圈驱动电流间的关系 电流（A） 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 高度（mm） 介质材料对悬浮高度的影响实验 将铁质圆柱安装在塑料底座上。 将13mm铝板固定于塑料底座上，线圈放于铝板之上。 将调节手柄逆时针旋到底，使指针指向0V。 将电源输出接于线圈两接线柱上。 记下线圈上表面所处的高度。 打开电源开关，顺时针旋转调节手柄，使输出电压缓慢增加。 记录线圈通过的电流及悬浮高度（输出电流不要超过10A） 将调节手柄逆时针旋到底，使指针指向0V，关闭电源。 表 选择铁质圆柱时悬浮高度与线圈驱动电流间的关系电流（A） 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 高度（mm） 五、数据处理 根据表，做出铝板悬浮高度与线圈驱动电流间关系的曲线根据表和表中的数据，做出铝板厚度不同时线圈悬浮高度与线圈驱动电流间关系的曲线。 根据表和表中的数据，做出有无铁柱两种情况下悬浮高度与线圈驱动电流间关系的曲线。以此了解铁质材料对电磁场。 六、注意事项 1．在通电状态下应特别注意不要将电源输出端短路。实验过程中应遵守以下两点： 开始做实验时，先将线路好然后打开电源开关。 实验完毕后，先关闭电源开关然后将连接导线。 2．实验过程中线圈温度上升很快，当温度达到120℃时温度开关会自动断开（以免将线圈烧坏），冷却到80℃时自动闭合。 3．实验过程中，线圈温度较高，不要让皮肤接触到线圈，以免烫伤。 THQHC-1型静电除尘实验仪实验 概述 静电除尘作为一种经典的物理现象，已经成为各类实验教学中重要的一部分。通过对静电除尘技术的了解和学习，可以使学生了解其本质，并且通过具体的操作了解静电除尘的过程，通过模拟工业现场达到一定的实验教学效果。 通过实验，能过演示由电晕放电产生的 ，使微粒带电，然后，在空间的电场作用下，这些微粒受电场力趋向，得以从空气中除去的静电除尘物理现象。 实验项目 1. 演示静电除尘现象； 2.通过数据定性分析，判断除尘效率与除尘电压、电极大小、数量的关系。 实验原理 当电源接通后，集电极与电晕线之间建立了非均匀电场，电晕线附近电场最大。通过调节电源的电压改变电晕线周围电场强度（106v/m）。空气中电场强度大于其击穿临界值，空气被击穿发生电离，形成大量正、负离子。负离子随电场向正极飘移，飘移过程中，与尘埃中中性粉尘颗粒发生碰撞，使其吸附电子而带上负电，再电