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4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动讲诉.ppt

发布:2017-01-08约2.31千字共30页下载文档
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* 一、涡流 1、定义:块状金属在变化的磁场中,或在磁场运动时,金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成闭合回路,很像水的旋涡,故叫涡电流,简称涡流。 涡流的利用 1、如图所示的高频感应炉,利用涡流的热效应来熔化金属。交流电的频率越高,金属熔炉中的感应电动势就越大,金属材料的电阻率越小,产生的涡流热效应就越强。 2、高频感应炉优点: 速度快,温度易控制,整个过程在真空中进行,能避免有害杂质混入被冶炼的金属中,适于冶炼特种合金和特种钢。 高频焊接机原理:线圈中通以高频电流,内部焊接工件由于电磁感应产生感应电流,频率越高,产生的感应电流越大。由于焊接缝处接触电阻很大,放出的热量很多,致使温度升高将金属熔化,焊接在一起。应用于焊接自行车车架。 涡流的利用 涡流的利用 生活中的电磁炉,也是利用电磁感应中的涡流的热效应来烧菜做饭的。 涡流的利用 线圈 探雷器的长柄线圈中,通有变化的电流,在其周围就产生变化的磁场,埋在地下的金属物品,由于电磁感应而形成涡流,涡流的磁场反过来又作用于线圈,使仪器报警。 涡流的利用 机场、车站及重要场所的安检门及工作人员手上的探测器,也是利用与探雷器类似的电磁感应原理使仪器报警,来探测进出人员身上携带的金属物品。 交变电流 交变电流 怎样减少涡流损耗? 整块铁芯 彼此绝缘的薄片 思考与讨论 涡流的防止 变压器和电动机的铁芯不采用整块金属,而是由许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成,目的就是为了减弱铁芯中由于电磁感应而产生的涡流的热效应,从而减少电能的损耗,同时避免破坏绝缘层,对电器起到了保护的作用。 思考与讨论 为什么磁电式电表的线圈要用铝框做骨架呢? 电学测量仪器要求指针的摆动很快停下来,也是利用了铝框中产生的涡流,从而通过磁场对这个涡流的作用力阻碍它们的摆动,使指针能很快地指到示数的位置上。 二、电磁阻尼 电磁阻尼现象: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。 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。 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,怎样解释这种差别? 思考与讨论 微安表是一种高灵敏度,高精度电流表,表内的指针因振动会产生摇摆,剧裂摇摆会使微安表造成指针打偏、降低灵敏度、或失灵等。故在运输中,用导线短路两接线柱,使表头线圈闭合产生电磁阻尼,大大降低因外界的摇摆、振动对表头的影响。 磁铁的旋转使线圈跟着转动: 三、电磁驱动 电磁驱动:磁场相对于导体转动,在导体中产生感应电流,感应电流使导体受到安培力,安培力使导体跟着磁场转动,这种现象称为电磁驱动。 交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。 电磁阻尼,使金属盘,磁铁和金属球快速停下,机械能转化为电能以热的形式散发到周围的空气中。 电磁感应的其他一些应用 v v 延时继电器 原理:合上S时,电流恒定,A中线圈磁极上端为N极,吸住衔铁D,使D与触头C接通;当S断开时,电流减小,B线圈电磁感应,阻碍电流减小,产生顺时针电流,再吸住D一段时间后才使D与C断开。 1、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骨架,把线圈绕在铝框上 C、变压器的铁芯不做成整块,而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成 D、变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层 CD 课堂练习 2、在水平放置的光滑导轨上,沿导轨固定一个条形磁铁,如图。现有铁、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙,使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去。各物块在碰上磁铁前的运动情况是(  ) A、都做匀速运动 B、甲做加速运动 C、乙做匀速运动 D、丙做匀速运动 BD 课堂练习 注意:铁磁化相吸,铝电磁感应产生涡流,故铁加速,铝减速 例1、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,感应电流通过焊缝产生大量热量,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 A.电流变化的频率越高,焊缝处的温度升高的越快 B.电流变化的频率越低,焊缝处的温度升高的越快 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 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 例2、如图所示,闭合金属铜环从高为h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 A.若是匀强磁场,环上升的高度小于h B.若是匀强磁场,环上升的高度大于h
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