涡流电磁阻尼和电磁驱动LI学习教案.pptx

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1、会计学1涡流电磁涡流电磁(dinc)阻尼和电磁阻尼和电磁(dinc)驱驱动动LI第一页，共31页。一.涡流(wli)2.涡流产生的效果：若整块金属电阻率小，电阻小，在E一定的条件下，产生的涡流很大，从而产生的热量(rling)就很多,浪费电能。1.（1）概念(ginin)：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，看起来就像水中的漩涡一样，叫做涡流。（2）条件：导体在变化的磁场中产生的电流。第1页/共31页第二页，共31页。3 3、如图所示，薄硅钢片使涡流被限制在狭窄的薄片之、如图所示，薄硅钢片使涡流被限制在狭窄的薄片之内，使电阻增大，减弱涡流，减小损失。且硅钢片比

2、内，使电阻增大，减弱涡流，减小损失。且硅钢片比普通普通(ptng)(ptng)钢片电阻率大，其涡流损失只有普通钢片电阻率大，其涡流损失只有普通(ptng)(ptng)钢的钢的1/51/41/51/4。第2页/共31页第三页，共31页。二、涡流二、涡流(wli)(wli)的利用的利用1 1、如图所示的高频感应炉，利用、如图所示的高频感应炉，利用(lyng)(lyng)涡流涡流的热效应来熔化金属。交流电的频率越高，金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。阻率越小，产生的涡流热效应就越

3、强。2 2、高频、高频(o pn)(o pn)感应炉优点：感应炉优点：速度快，温度易控制，整速度快，温度易控制，整个过程在真空中进行，能避个过程在真空中进行，能避免有害杂质混入被冶炼的金免有害杂质混入被冶炼的金属中，适于冶炼特种合金和属中，适于冶炼特种合金和特种钢。特种钢。第3页/共31页第四页，共31页。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

4、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(yngyng)(yngyng)于焊接自行车车架。于焊接自行车车架。二、涡流二、涡流(wli)(wli)的利用的利用第4页/共31页第五页，共31页。二、涡流二、涡流(wli)(wli)的利用的利用 生活中的电磁炉，也是利用电磁感应中的涡生活中的电磁炉，也是利用电磁感应中的涡流流(wli)(wli)的热效应来烧菜做饭的。的热效应来烧菜做饭的。第5页/共31页第六页，共31页。生活中的物理：电磁灶的工作(gngzu)原理电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生(ch

5、nshng)强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生(chnshng)强涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热量，将饭菜煮熟。第6页/共31页第七页，共31页。二、涡流二、涡流(wli)(wli)的利用的利用线圈 探雷器的长柄线探雷器的长柄线圈中，通有变化的电圈中，通有变化的电流流(dinli)(dinli)，在其周，在其周围就产生变化的磁场，围就产生变化的磁场，埋在地下的金属物品，埋在地下的金属物品，由于电磁感应而形成由于电磁感应而形成涡流，涡流的磁场反涡流，涡流的磁场反过来又作用于线圈，过来又作用于线圈，使仪器报警。使仪器报警。第7页/共31页第八页，共31页。二、涡流二、涡流

6、(wli)(wli)的利用的利用 机场、车站及机场、车站及重要场所的安检门重要场所的安检门及工作人员手上的及工作人员手上的探测器，也是利用探测器，也是利用(lyng)(lyng)与探雷器与探雷器类似的电磁感应原类似的电磁感应原理使仪器报警，来理使仪器报警，来探测进出人员身上探测进出人员身上携带的金属物品。携带的金属物品。第8页/共31页第九页，共31页。三、涡流三、涡流(wli)(wli)的防止的防止 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，同时避免破坏变压器和电动机的铁芯

7、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(phui)(phui)绝缘层，对电器起到了保护的作用。绝缘层，对电器起到了保护的作用。第9页/共31页第十页，共31页。思考思考(sko)(sko)与讨论与讨论为什么磁电式电表为什么磁电式电表(din bio)(din bio)的线圈要用铝框做骨的线圈要用铝框做骨架呢？架呢？绕有线圈的铝框绕有线圈的铝框 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

8、产生的涡流，从而通过磁场对这个(zh ge)(zh ge)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。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。第10页/共31页第十一页，共31页。2 2、应用：磁电式电表中安、应用：磁电式电表中安装装(nzhung)(nzhung)的使指针很快的使指针很快地停下的铝框；电气机车内地停下的铝框；电气机车内部可使机车快速停下的电磁部可使机车快速停下的电磁制动器等制动器等四、电磁四、电磁(dinc)(dinc)阻尼阻尼(eletromagnetic damping)(eletromagnetic damping)1 1、电磁、电磁

9、(dinc)(dinc)阻尼现象：当导体在磁阻尼现象：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，这种现象称为电磁动，这种现象称为电磁(dinc)(dinc)阻尼。阻尼。第11页/共31页第十二页，共31页。思考思考(sko)(sko)与讨论与讨论 用手晃动微安表的表壳，发现指针用手晃动微安表的表壳，发现指针(zhzhn)(zhzhn)来回振动后，会因超出刻度所标的偏转范围而卡住，而在车辆长途运输微安表时，都要用导线把微安表两个接线柱连在一起，这又是为什么？来回振动后，会因超出刻度所标的偏

10、转范围而卡住，而在车辆长途运输微安表时，都要用导线把微安表两个接线柱连在一起，这又是为什么？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(yobi)(yobi)，剧裂摇摆，剧裂摇摆(yobi)(yobi)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，使内部表头线圈闭合产生磁阻，大大降低因外界的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，使内部表头线圈闭合产生磁阻，大大降低因外界的摇摆(yobi)(yobi)、振动对表头的影响。、振动对表头的影响。

11、第12页/共31页第十三页，共31页。实验实验(shyn)(shyn)演示演示第13页/共31页第十四页，共31页。五、电磁五、电磁(dinc)(dinc)驱动驱动2 2、应用、应用(yngyng)(yngyng)：交流感应电动机，家用电：交流感应电动机，家用电度表，车内的速度计等。度表，车内的速度计等。1 1、电磁驱动：磁场相对于导体、电磁驱动：磁场相对于导体转动转动(zhun dng)(zhun dng)，在导体中产，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体跟着磁到安培力，安培力使导体跟着磁场转动场转动(zhun dng)(zhun dng)

12、，这种现象，这种现象称为电磁驱动。称为电磁驱动。第14页/共31页第十五页，共31页。1 1、下列哪些措施是为了防止涡流、下列哪些措施是为了防止涡流(wli)(wli)的的危害（危害（）A A、电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅、电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅B B、磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把、磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上线圈绕在铝框上C C、变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电、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阻率很大的硅钢片叠合而成D D、变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的、变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层氧化层CD课堂练

13、习课堂练习第15页/共31页第十六页，共31页。2 2、在水平、在水平(shupng)(shupng)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 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 A、都做匀速运动、都做匀速运动 B B、甲做加速运动、甲做加速运动 C C、乙做匀速运动、乙做匀速运动 D D、丙做匀速运动、丙做匀速运动BD课堂练习课堂练习注

14、意：铁磁化相吸，铝电磁感应产生涡流，故铁加速注意：铁磁化相吸，铝电磁感应产生涡流，故铁加速(ji s)(ji s)，铝减速，铝减速第16页/共31页第十七页，共31页。电磁阻尼，使金属盘，磁铁和金属球电磁阻尼，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快速停下，机械能转化为电能以热的形式式(xngsh)(xngsh)散发到周围的空气中。散发到周围的空气中。电磁感应电磁感应(dinc-gnyng)(dinc-gnyng)的其他一些应用的其他一些应用v vv v第17页/共31页第十八页，共31页。动圈式话筒动圈式话筒(hutng)(hutng)话筒就是利用电磁感应话筒就是利用电磁感

15、应(dinc-gnyng)(dinc-gnyng)，把声音信号转变为电信号的装置。，把声音信号转变为电信号的装置。第18页/共31页第十九页，共31页。磁带磁带(cdi)(cdi)录音机录音机 录音：声音使话筒中产生随声音变化原感应电流录音：声音使话筒中产生随声音变化原感应电流音频电流，经放大音频电流，经放大(fngd)(fngd)后，进入录音磁头的线圈中，在磁头的缝隙产生随音频电流变化的磁场，磁带在紧贴磁头缝隙运动，磁带上的磁粉层被磁化，从而录下声音的磁信号。后，进入录音磁头的线圈中，在磁头的缝隙产生随音频电流变化的磁场，磁带在紧贴磁头缝隙运动，磁带上的磁粉层被磁化，从而录下声音的磁信号。第

16、19页/共31页第二十页，共31页。延时继电器延时继电器原理：合上原理：合上S S时，电流恒定，时，电流恒定，A A中线圈磁极上端中线圈磁极上端(shn dun)(shn dun)为为N N极，吸住衔铁极，吸住衔铁D D，使，使D D与触头与触头C C接通；当接通；当S S断开时，电流减小，断开时，电流减小，B B线圈电磁感应，阻碍电流减小，产生顺时针电流，再吸住线圈电磁感应，阻碍电流减小，产生顺时针电流，再吸住D D一段时间后才使一段时间后才使D D与与C C断开。断开。第20页/共31页第二十一页，共31页。电磁电磁(dinc)(dinc)流量计流量计圆管的正视图圆管的正视图左视图左视图1

17、 1、流量、流量QQ：单位时间内流过的液体：单位时间内流过的液体(yt)(yt)的体积。的体积。2 2、原理：流动、原理：流动(lidng)(lidng)液体切割磁感线，在液体切割磁感线，在abab两端形成电势差为两端形成电势差为U Uabab=Bdv=Bdv可得流量可得流量QQ为为Q=Q=d d2 2v/4v/4即即Q=Q=dUdUabab/4B/4B第21页/共31页第二十二页，共31页。超导材料由于它的抗磁性，已被应用于磁悬浮高速列车。如图是磁悬浮的原理，图中超导材料由于它的抗磁性，已被应用于磁悬浮高速列车。如图是磁悬浮的原理，图中P P是圆柱形磁铁，是圆柱形磁铁，Q Q是用高温超导材料

18、制成的超导圆环，将是用高温超导材料制成的超导圆环，将Q Q水平水平(shupng)(shupng)放在磁铁放在磁铁P P上，它就能在磁力作用下悬浮在磁铁上，它就能在磁力作用下悬浮在磁铁P P的上方空中。的上方空中。（1 1）在）在Q Q放入磁场过程放入磁场过程(guchng)(guchng)中，中，Q Q中有无感应电流？中有无感应电流？（2 2）根据题中提供的信息，）根据题中提供的信息，Q Q的的N N极指向极指向(zh xin)(zh xin)如何？如何？（3 3）根据（）根据（2 2）的结论，）的结论，Q Q中的电流方向如何？中的电流方向如何？（4 4）稳定后，感应电流消失吗？）稳定后，感

19、应电流消失吗？磁悬浮的原理磁悬浮的原理N NP PQ Q第22页/共31页第二十三页，共31页。如果把永磁体圆片置于超导体上方，靠近超导体时，下方的超导体如同一块和上方的永磁体同极相对如果把永磁体圆片置于超导体上方，靠近超导体时，下方的超导体如同一块和上方的永磁体同极相对(xingdu)(xingdu)的磁铁一样，使永磁体受到向上的斥力。当斥力和重力平衡时，永磁体便悬浮在超导体上方某一高度不动了。的磁铁一样，使永磁体受到向上的斥力。当斥力和重力平衡时，永磁体便悬浮在超导体上方某一高度不动了。磁悬浮列车磁悬浮列车 与此相似，若在车辆底部安装超导磁体，在轨道两旁埋设一系列闭合铝环，整个列车与此相似

20、，若在车辆底部安装超导磁体，在轨道两旁埋设一系列闭合铝环，整个列车(lich)(lich)由埋在底下的线性同步电动机来驱动。运行时，列车由埋在底下的线性同步电动机来驱动。运行时，列车(lich)(lich)凌空浮起，使车与轨道间的摩擦减为零。凌空浮起，使车与轨道间的摩擦减为零。第23页/共31页第二十四页，共31页。2 2、到、到19791979年，磁悬浮列车已经创年，磁悬浮列车已经创造造517km/h517km/h的速度记录，每小时的速度记录，每小时(xiosh)(xiosh)的能耗仅为飞机的的能耗仅为飞机的1/31/3。1 1、中国：在上海，拥有一条时速超过、中国：在上海，拥有一条时速超过

21、400km400km的高速列车的高速列车(lich)(lich)线线“横空出世横空出世”从从浦东机场到陆家嘴长达浦东机场到陆家嘴长达40km40km的磁悬浮示范线。的磁悬浮示范线。3 3、德国：拥有、德国：拥有(yngyu)(yngyu)一条一条31.5km31.5km的载人磁的载人磁悬浮专线。悬浮专线。4 4、日本：、日本：18.4km18.4km的电动超导磁悬浮试验的电动超导磁悬浮试验线也已建好，时速达线也已建好，时速达550km550km。磁悬浮列车磁悬浮列车第24页/共31页第二十五页，共31页。日光灯的构造日光灯的构造(guzo)(guzo)第25页/共31页第二十六页，共31页。日

22、光灯管日光灯管1 1、灯丝、灯丝(dn s)(dn s)的作用：的作用：2 2、灯管内充的汞蒸汽、灯管内充的汞蒸汽(zhn q)(zhn q)的作用：的作用：给气体加热给气体加热(ji r)(ji r)，并给气体加上高电压，并给气体加上高电压在高压下导电发出紫外线在高压下导电发出紫外线3 3、灯管内壁涂的荧光粉的作用：、灯管内壁涂的荧光粉的作用：受到紫外线照射可发出可见光受到紫外线照射可发出可见光第26页/共31页第二十七页，共31页。镇流器镇流器 是自感系数很大的带铁芯的线圈，作用：启动时，产生瞬时高电压（达上千伏），帮助点燃；正常工作时的感抗降压是自感系数很大的带铁芯的线圈，作用：启动时，

23、产生瞬时高电压（达上千伏），帮助点燃；正常工作时的感抗降压(jin y)(jin y)限流（限流（40W40W的灯管为的灯管为100100伏），保护灯管。伏），保护灯管。第27页/共31页第二十八页，共31页。启动器启动器 作用：自动开关，可用普通开关或短绝缘导作用：自动开关，可用普通开关或短绝缘导线代替。正常工作线代替。正常工作(gngzu)(gngzu)时不起作用，可以时不起作用，可以去掉。去掉。受热(shu r)易膨胀防止动、静片分离时产生火花，烧毁防止动、静片分离时产生火花，烧毁(shohu)(shohu)触点触点若自感电压过高，电容将若自感电压过高，电容将击穿，不能实现断电自感击穿，

24、不能实现断电自感第28页/共31页第二十九页，共31页。日光灯的工作日光灯的工作(gngzu)(gngzu)原理原理1 1、日光灯的点燃、日光灯的点燃(din(din rn)rn)过程：过程：闭合开关，电压加在启动器两极间，氖气放电发出辉闭合开关，电压加在启动器两极间，氖气放电发出辉光，产生的热量使光，产生的热量使U U型动触片膨胀伸长型动触片膨胀伸长(shn chn)(shn chn)，跟，跟静触片接触使电路接通。灯丝和镇流器中有电流通过。静触片接触使电路接通。灯丝和镇流器中有电流通过。电路接通后，启动器中的氖气停止放电，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U U型片冷却收型片冷却收缩，两个

25、触片分离，电路自动断开。缩，两个触片分离，电路自动断开。在电路突然断开的瞬间，由于镇流器电流急剧减小，在电路突然断开的瞬间，由于镇流器电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，方向与电源电动势方向相同，会产生很高的自感电动势，方向与电源电动势方向相同，这个自感电动势与电源电压这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管中的气体开始放电，加在灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开于是日光灯成为电流的通路开始发光。始发光。第29页/共31页第三十页，共31页。2 2、日光灯正常、日光灯正常(zhngchng)(zhngchng)发光：发光：日光灯开始发光后，由于交变电流通过日光灯开始发光后，由于交变电流通过(tnggu)(tnggu)镇流器线圈，线圈中会产生自感电动势，它总是阻碍电流变化的，这时的镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常发光。镇流器线圈，线圈中会产生自感电动势，它总是阻碍电流变化的，这时的镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常发光。日光灯的工作日光灯的工作(gngzu)(gngzu)原理原理第30页/共31页第三十一页，共31页。