广西桂林逸仙中学高中物理,4.7,涡流电磁阻尼和电磁驱动选修32.ppt

涡流电磁阻尼和电磁驱动 选修3 2第四章第七节 变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施 一 涡流 如图所示 线圈接入反复变化的电流 某段时间内 若电流变大 则其磁场变强 根据麦克斯韦理论 变化的磁场激发出感生电场 导体可以看作是由许多闭合线圈组成的 在感生电场作用下 这些线圈中产生了感生电动势 从而产生涡旋状的感应电流 当线圈中的电流发生变化时 这个线圈附近的导体中就会产生感应电流 这种电流看起来很像水的旋涡 所以叫做涡流 交变电流 交变电流 怎样减少涡流损耗 整块铁心 彼此绝缘的薄片 思考与讨论 实验对比 涂有绝缘的薄硅钢片叠加的铁芯 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 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 变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施 采用叠加起来的硅钢片代替整块铁芯 并使硅钢片平面与磁感应线平行 减少涡流的途径 增大铁芯材料的电阻率 常用的材料是硅钢 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯 涡流的防止 涡流的利用 真空冶炼炉 涡流的利用 高频焊接 涡流的利用 电磁炉 电磁灶原理图 涡流的利用 金属探测器 如图 把铜片悬挂在电磁铁的两极间 形成一个摆 在电磁铁线圈未通电时 铜片可以自由摆动 要经过较长时间才会停下来 一旦当电磁铁通电之后 由于穿过运动导体的磁通量发生变化 铜片内将产生感应电流 根据楞次定律 铜片摆锤的摆动便受到阻力而迅速停止 演示实验1 二 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的作用 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 演示实验2 如图所示 弹簧下端悬挂一根磁铁 将磁铁托起到某高度后释放 磁铁能振动较长时间才停下来 如果在磁铁下端放一固定线圈 磁铁会很快停下来 这种现象说明了什么 演示实验3 如图所示 如果使一金属圆盘紧靠磁铁的两极而不接触 当使磁铁旋转起来 在圆盘中产生涡流将阻碍它与磁铁的相对运动 因而使得圆盘跟随磁铁运动起来 在这里 涡流的机械效应表现为电磁驱动 三 电磁驱动 磁场相对于导体运动时 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 这种现象称为电磁驱动 电磁驱动的应用 交流感应电动机 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 在光滑水平面上固定一条形磁铁 有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动 如果发现小球做减速运动 则小球的材料可能是A 铁B 木C 铜D 铝 例3 如图所示 圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上 条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动 其轴线在圆环圆心 与环面垂直 则磁铁在穿过环过程中 做 运动 选填 加速 匀速 或 减速 减速 例4 如右图所示 在O点正下方有一个具有理想边界的磁场 铜环在A点由静止释放 向右摆至最高点B 不考虑空气阻力 则下列说法正确的是 A A B两点在同一水平线B A点高于B点C A点低于B点D 铜环将做等幅摆动 板书设计 第七节 涡流1 涡流 块状金属放在变化磁场中 或者让它在磁场中运动时 金属块内产生的感应电流 2 涡流的防止和利用 1 涡流的防止 增大铁芯材料的电阻率 常用的材料是硅钢 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯 2 涡流的利用 真空冶炼炉 高频焊接 探雷器和安检门都是利用涡流制成的 使电学测量仪表指针尽快停下来的电磁阻尼 电磁灶3 涡流的机械效应 电磁阻尼与电磁驱动 作业布置 1 认真阅读教材 2 思考并完成 问题与练习 中的习题 3 收集 涡流的利用和防止 方面的资料 课后交流