(共21张PPT)
产生感应电场
磁场变化
感应电场,推动线圈中的电荷定向运动产生感应电流
若空间中放置的是一整块导体会怎样?
关于磁场变化引起的电磁感应
根据麦克斯韦电磁场理论,当磁场变化产生感应电场时,处在电场中导体内的自由电子就会在此电场力的作用下定向移动从而产生感应电流,这种感应电流是类似水的旋涡一样的闭合曲线,我们把它叫涡电流。
七、涡流、电磁阻尼和电磁驱动
涡流
一、涡流 块状金属在变化的磁场中或在磁场中运动时,金属块内产生的感应电流.
涡流是在整块金属内产生的感应电流。
涡流同样遵守
电磁感应定律。
说明:
1.当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流-----涡流.
2.金属块中的涡流要产生热量.
涡流在实际生活中有许多应用,比如:电磁灶、发电机、电动机、变压器、金属探测器等。
当然涡流也会有利和弊两个方面,我们如何去
加以利用?如何去防止呢?
二、涡流的应用与防护
1.热效应 Q=I2RT
(1)利用
a.真空冶炼炉
b.电磁灶
(2)减少
线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热,浪费了能量,还可能损坏电器。
减少涡流的途径:
a.增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。
b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
2、磁效应
变化磁场
感应电流
会怎样?
涡流在磁场中会受到安培力!!
三、涡流的机械效应——安培力
电磁阻尼
如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开,磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈,使磁铁上下振动时穿过它,磁铁就会很快地停下来。试分析这个现象的产生原因,并说明此现象中能量转化的情况。
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-----电磁阻尼
1、电磁阻尼
2、电磁驱动
2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。
2、电磁驱动
1、如磁场相对于导体转动,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,安培力使导体运动起来----电磁驱动。
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
电磁阻尼是导体相对于磁场运动;安培力的方向与导体的运动方向相反,阻碍导体的运动。
电磁驱动是磁场相对于导体运动;安培力的方向与磁场的运动方向相同,使导体随磁场运动。
安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。
电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器.在电磁灶内部,由整流电路将50/60Hz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20-40KHz的高频电压,高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场,当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底
部金属体内产生无数
的小涡流,使器皿本身
自行高速发热,然后再
加热器皿内的东西
电磁灶
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,而是许多相同绝缘的薄硅钢片叠合而成的.为什么这样做呢?接通电源,电动机通电开始旋转,电动机带动永磁接通电源,电动机通电开始旋转,电动机带动永磁体使之绕水平轴旋转,继之在竖直平面内产生旋转磁场,由于涡流的机械效应驱动圆盘也跟着旋转起来。由金属板做成摆锤的单摆,当摆动过程中摆锤在蹄形磁铁两磁极间往复通过时,
对摆锤的每一局部范围而言,磁通量发生变化,因而产生感应电动势——感应
电流,这就是涡电流,按照愣次定律,涡电流的磁场与原磁场的作用,阻碍摆
锤的运动。这就是电磁阻尼作用。