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电磁感应生活和生产中应用

时间:2022-07-02 19:20:04 来源:网友投稿

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电磁感应生活和生产中应用

 

  第 1 页 共 4 页 电磁感应在生活和生产中的应用 电磁感应现象自发现之日起,便一直在改变着人们的生活.时至今日,生活中可以处处见到它的影子.无论是话筒,电磁炉,还是收音机,发电机,都是我们可以见到和听到的物品.而且,在高中物理中,我们便不断接触与其应用相关的题目,这些物品也曾作为物理试题的载体,不时出现在试卷中.现在看来,也是分外亲切. 1.动圈式话筒 在剧场和演讲等活动中,放大声音已经成为一种迫切的需要,而电磁感应现象的发现与应用已经成功解决了这个问题. 放大声音的装置由话筒,扩音器和扬声器三部分,其中话筒是把声音转变为电信号的装置. 动圈式话筒,是利用电磁感应现象制成的,当声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的音圈也随着一起振动,音圈在永久磁铁的磁场里振动,其中就会产生感应电流,感应电流的大小和方向都变化,变化的振幅和频率由声波决定,这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音.如今,话筒或者麦克风已经随处可见. 2.电磁炉 相信有不少人都用过电磁炉加热过食物,它的方便快捷为我们的日常饮食带来很大的便利,对我们的饮食方式也产生了一定影响.电磁炉应用电磁感应原理对食品进行加热.它的炉面是耐热陶瓷板,交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场,磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时,产生涡流,令锅底迅速发热,达到加热食品的目的. 电磁炉的灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板,台面下边装有高频感应加热线圈、高频电力转换装置及相应的控制系统,台面的上面放有平底烹饪锅.

  电磁炉的工作过程是:电流电压经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电,将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上,由此产生高频交变磁场.其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅.在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生.涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换,所产生的焦耳热就是烹调的热源. 3.电磁感应灯 电磁感应灯作为照明工具中的新发明,具有许多传统照明工具所没有的优势.它具有十万小时的高使用寿命,同时又免维护费用.而且它的光源质量更高,高显色性使物体的本身的颜色即明亮又逼真,电磁感应灯还具有更可靠的瞬间启动性能,同时低热量输出,具有更可靠

  第 2 页 共 4 页 的抵抗电压剧烈波动的能力,其照明也更加节能,能够减少二氧化碳排放量.同时,电磁感应灯的暖白光比黄色的钠灯更合适应用于道路照明,光照温和,可以保证道路行驶的安全性和舒适性 电磁感应灯没有电极,依靠电磁感应和气体放电的基本原理而发光.没有灯丝和电极使灯泡的寿命长达 100,000 小时,是白炽灯的 100 倍,高压气体放电灯的 5~15 倍,紧凑荧光灯的 5 倍~10 倍. 基于上述原理,气体通过磁场放电而产生了可见光.即由电子镇流器产生的频率为 230KHz,金属线圈磁环组成的电磁变压器在玻璃管(含有特殊工作气体)周围创造了磁场. 由线圈引起的放电路径形成一个闭路,从而引起自由电子的加速度.这些自由电子和汞原子相碰撞而激发了电子.因为激活的电子从高能态退到低能态,他们放射出紫外线,当通过玻璃管表面的三基色荧光粉时,产生的紫外线转化成可见光.

  在能源危机和温室效应益发严重的今日,各国都在不断强调可持续发展的重要性.在这种大环境下,符合环保照明和绿色照明的要求的电磁感应灯,有着推广和普及的巨大潜力.暖白光这一先进的理念已经在美国、英国、比利时、挪威等国家得到了广泛应用. 4.变压器 变压器是利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器.其输送电流的多少由用电器的功率决定.高中时期的试题中有许多相关的计算问题. 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压.变压器由铁芯和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈.在发电机中,不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈,均能在线圈中感应电势,此两种情况,磁通的值均不变,但与线圈相交链的磁通数量却有变动,这是互感应的原理.变压器就是一种利用电磁互感应,变换电压,电流和阻抗的器件. 5.手机充电器

 对于手机,或许是现在生活中与我们联系最为紧密的电子产品之一了.给手机充电几乎是每日必做的事情,以前却从未考虑过手机充电电源的原理. 所有手机充电器其实都是由一个稳定电源(主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流)加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成.它和变压器原理几近相同. 6.磁带录音机

 自有了手机等产品之后,许多功能集于一体,录音这种功能也一并存在,磁带录音机听来或

  第 3 页 共 4 页 许会让我们觉得陌生.磁带录音机主要由机内话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成. 录音时,声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流﹣﹣音频电流,音频电流经放大电路放大后,进入录音磁头的线圈中,在磁头的缝隙处产生随音频电流变化的磁场.磁带紧贴着磁头缝隙移动,磁带上的磁粉层被磁化,在磁带上就记录下声音的磁信号. 放音是录音的逆过程,放音时,磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过,磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流,感应电流的变化跟记录下的磁信号相同,所以线圈中产生的是音频电流,这个电流经放大电路放大后,送到扬声器,扬声器把音频电流还原成声音. 在录音机里,录、放两种功能是合用一个磁头完成的,录音时磁头与话筒相连;放音时磁头与扬声器相连. 7.汽车车速表 汽车驾驶室内的车速表是指示汽车行驶速度的仪表.它是利用电磁感应原理,使表盘上指针的摆角与汽车的行驶速度成正比.在此之前,从未想过它竟然也是电磁感应的应用实例. 车速表主要由驱动轴、磁铁、速度盘,弹簧游丝、指针轴、指针组成.其中永久磁铁与驱动轴相连.在表壳上装有刻度为公里/小时的表盘. 永久磁铁的磁感线一部分磁感线将通过速度盘,磁感线在速度盘上的分布是不均匀的,越接近磁极的地方磁感线数目越多.当驱动轴带动永久磁铁转动时,则通过速度盘上各部分的磁感线将依次变化,顺着磁铁转动的前方,磁感线的数目逐渐增加,而后方则逐渐减少. 由法拉第电磁感应原理知道,通过导体的磁感线数目发生变化时,在导体内部会产生感应电流.又由楞次定律知道,感应电流也要产生磁场,其磁感线的方向是阻碍(非阻止)原来磁场的变化.用楞次定律判断出,顺着磁铁转动的前方,感应电流产生的磁感线与磁铁产生的磁感线方向相反,因此它们之间互相排斥;反之后方感应电流产生的磁感线方向与磁铁产生的磁感线方向相同,因此它们之间相互吸引.由于这种吸引作用,速度盘被磁铁带着转动,同时轴及指针也随之一起转动. 8.发电机 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成.定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成.转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成.由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流.

  第 4 页 共 4 页 从物理结构来说,发电机的定子和转子除了是一个原动力的拖动外,是完全独立、互不干扰的两部分;发电机的定子是有功源,产生感应电动势、电流,在原动力的拖动下,向外输出交流电的有功,由原动力(油量、气量、风量、水量等)决定有功功率的大小. 发电机的转子是无功源、绕组从外部引入直流电建立磁场,在原动力的拖动下,向外输送交流电的无功,由外部输入(多数用发电机自发的交流电整流而得)的直流电决定无功功率的大小.从电磁原理来说,转子和定子又是精密联系的,发电机的有功和无功都是由定子输出的,转子的力矩决定有功功率的大小,转子线圈的直流电流决定无功功率的大小. 9.未来发展

 电磁感应的应用多不胜举,今天所能提到的也只是其中极小的一部分,却已经能够体现其它对人类历史发展的深远意义.磁悬浮列车,电视,示波器,接触器线圈,电视手机收音机等的信号收发,感应磁卡的信号传输,霍尔开关,雷达等等可以说在我们生活的每个环节都有应用.

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