1、4.7 4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动涡流、电磁阻尼和电磁驱动 观察发电机、电动机和变压器，可以看到它们的铁观察发电机、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？叠合而成的为什么这样做呢？ 图图4.74.7- -1 1 线圈中的电流变化线圈中的电流变化 时，导体中会产生涡流（图时，导体中会产生涡流（图 中用虚线表示）中用虚线表示） 一、涡流一、涡流 1.1.当线圈中的电流随时间变化时当线圈中的电流随时间变化时, ,这个线圈附近的这个线圈附近的 任何导体任何导体中都会产生感应电流中都会产
2、生感应电流-涡流涡流. . 2.2.金属块中的涡流也要产生金属块中的涡流也要产生热量热量. . 3.3.应用应用 (1)(1)利用利用( (热效应）热效应） a.a.真空冶炼炉真空冶炼炉 b.b.电磁灶电磁灶 (2)(2)利用利用( (磁效应）磁效应） (3)(3)减少减少 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流, ,在铁芯中产生的涡流使铁芯在铁芯中产生的涡流使铁芯 发热发热, ,浪费了能量浪费了能量, ,还可能损坏电器。还可能损坏电器。 减少涡流的途径减少涡流的途径: : a.a.增大铁芯材料的电阻率增大铁芯材料的电阻率, ,常用的材料是硅钢。常用的材料是硅钢。 b.b.用互相绝缘的硅钢片
3、叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 二、电磁阻尼二、电磁阻尼 涡流跳圈及涡流加热涡流跳圈及涡流加热 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。 图图4.74.7- -12 12 线圈能线圈能 使磁铁的振动较使磁铁的振动较 快地停下来快地停下来 当导体在磁场中运动时当导体在磁场中运动时, ,感应电流会使导体感应电流会使导体 受到安培力受到安培力, ,
4、安培力的方向总是阻碍导体的运动安培力的方向总是阻碍导体的运动- - -电磁阻尼电磁阻尼 二、电磁阻尼二、电磁阻尼 三、电磁驱动三、电磁驱动 2 2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的原、交流感应电动机就是利用电磁驱动的原 理工作的。理工作的。 三、电磁驱动三、电磁驱动 1 1、如磁场相对于导体转动、如磁场相对于导体转动, ,在导体中会产在导体中会产 生感应电流生感应电流, ,感应电流使导体受到安培力的作用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安培力使导体运动起来-电磁驱动电磁驱动。 电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系 电磁阻尼是电磁阻尼是导体导体相对
5、于磁场运动；相对于磁场运动； 安培力的方向与导体的运动方向相反，安培力的方向与导体的运动方向相反， 阻碍导体的运动。阻碍导体的运动。 电磁驱动是电磁驱动是磁场磁场相对于导体运动；相对于导体运动； 安培力的方向与磁场的运动方向相同，安培力的方向与磁场的运动方向相同， 使导体随磁场运动。使导体随磁场运动。 安培力的作用都是阻碍它们间的相安培力的作用都是阻碍它们间的相 对运动。对运动。 电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转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换为热能的厨房电器. .在电磁灶内部在电磁灶内部, ,由整流电由整流电 路将路将50/60Hz50/60Hz的交流电压变成直流电压的交流电压变成直流电压, ,再经过再经过 控制电路将直流电压转换成频率为控制电路将直流电压转换成频率为2020- -40KHz40KHz的的 高频电压高频电压, ,高速变化的电流流过线圈会产生高速高速变化的电流流过线圈会产生高速 变化的磁场变化的磁场, ,当磁场内的磁力线通过金属器皿当磁场内的磁力线通过金属器皿 ( (导磁又导电材料导磁又导电材料) )底底 部金属体内产生无数部金属体内产生无数 的小涡流的小涡流, ,使器皿本身使器皿本身 自行高速发热自行高速发热, ,然后再然后再 加热器皿内的东西加热器皿内的东西 电磁灶电磁灶
