電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用

1、電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用摘要：電磁感應(yīng)現(xiàn)象是放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，一般表現(xiàn)為兩種形式，即動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)。對(duì)這兩種電動(dòng)勢(shì)從產(chǎn)生機(jī)制、能量轉(zhuǎn)換等角度分別進(jìn)行描述，來(lái)理解它們的統(tǒng)一和區(qū)別。電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活中有很多的應(yīng)用，對(duì)常見(jiàn)的幾種例子分別進(jìn)行闡述，對(duì)該現(xiàn)象有更具體的理解。關(guān)鍵詞：電磁感應(yīng)定律電動(dòng)勢(shì)應(yīng)用一、電磁感應(yīng)定律不論電路是否閉合，只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電路已經(jīng)具備了隨時(shí)輸出電能的能力。如果電路閉合，將會(huì)在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。這一現(xiàn)象是邁克爾法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)的，因此被稱(chēng)之為法拉第電磁感應(yīng)定律。這是自?shī)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流產(chǎn)生磁場(chǎng)之后，在電磁

2、學(xué)中的另一偉大發(fā)現(xiàn)，它不僅揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，而且為電與磁之間的相互轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。若電路不閉合，則電路沒(méi)有電流，只存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與穿過(guò)這一電路相對(duì)任一參照形成閉合環(huán)路的磁通量變化率成正比，方向用楞次定律判斷。即無(wú)論回路是否閉合，都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):£二-d©/dt感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的存在不以導(dǎo)體存在為前提，根據(jù)復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)及磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度關(guān)系，當(dāng)上式中線圈匝數(shù)n=1時(shí)，又可寫(xiě)為£=-d（丿BdS）/dt=丿（B/t）dSJB（dS）/t二、電動(dòng)勢(shì)上式中，第一項(xiàng)

3、表示線圈不動(dòng)時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，又稱(chēng)感生電動(dòng)勢(shì)，變壓器及無(wú)線信號(hào)的接收天線是其典型應(yīng)用;第二項(xiàng)表示空間磁場(chǎng)不變，線圈面積變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，又稱(chēng)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，其典型應(yīng)用于發(fā)電機(jī)。1動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)回路或其一部分在磁場(chǎng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即變，稱(chēng)之為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生是由于外力的作用，驅(qū)使導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中洛倫茲力與導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，即洛倫茲力不做功。因此，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)能量的變化是外力的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。2.感生電動(dòng)勢(shì)僅由磁場(chǎng)的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即變，稱(chēng)之感生電動(dòng)勢(shì)。感生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，導(dǎo)體或?qū)w回路不動(dòng)，而磁場(chǎng)變化。因此產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的原因不可

4、能是洛侖茲力。英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋指出：變化的磁場(chǎng)會(huì)在其周?chē)臻g激發(fā)出一種電場(chǎng)，稱(chēng)為感生電場(chǎng)，其電場(chǎng)線為閉合曲線，所以又稱(chēng)為渦旋電場(chǎng)。產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是感生電場(chǎng)力（或稱(chēng)為渦旋電場(chǎng)力）。三、電磁感應(yīng)的應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為電和磁的轉(zhuǎn)化鋪平了道路，工程及生活應(yīng)用中很多發(fā)明都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，如我們熟知的發(fā)電機(jī)、電磁爐以及將來(lái)肯定會(huì)普及的無(wú)接觸式充電電池，等等。（一）電磁爐：（1）電磁爐內(nèi)爐面一般是耐熱陶瓷板，下方有一銅線制線圈，線圈產(chǎn)生交流磁場(chǎng)（強(qiáng)弱不停變化的磁場(chǎng)），交流磁場(chǎng)通過(guò)放在爐面上的鐵磁性金屬器皿時(shí)，能量以?xún)煞N物理現(xiàn)象在器皿內(nèi)轉(zhuǎn)化成熱能：（2）渦電流，交流磁場(chǎng)使器皿底部產(chǎn)

5、生感應(yīng)渦電流，渦電流使鍋底迅速發(fā)熱，轉(zhuǎn)化為熱能；磁滯損耗，交流磁場(chǎng)在不停的改變鍋底金屬的磁極方向時(shí)會(huì)造成能量損失而化成熱能。主要的熱力來(lái)源以渦流所產(chǎn)生的為主，磁滯損耗產(chǎn)生的熱能少于10%加熱了的器皿便可加熱食物。電磁爐產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)類(lèi)型為感生電動(dòng)勢(shì)。（二）無(wú)接觸式充電電池車(chē)的充電裝置相當(dāng)于汽車(chē)燃料的加注站，可以通過(guò)反復(fù)充電提供車(chē)輛持續(xù)運(yùn)行的能源。近年來(lái)，國(guó)外涌現(xiàn)出了三種非接觸式電動(dòng)車(chē)充電裝置，其中一種充電方式就是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，充電原理是：為充電線圈N1提供交流電并產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，磁力線穿過(guò)與之分離一定距離的接收線圈N2。交流電產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，使接收線圈產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)是并對(duì)外充電。電磁感應(yīng)通過(guò)

6、送電線圈和接收線圈之間傳輸電力，是最接近實(shí)用化的一種充電方式。該應(yīng)用產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)類(lèi)型為感生電動(dòng)勢(shì)。（三）磁懸浮列車(chē)在其懸浮系統(tǒng)上、推進(jìn)系統(tǒng)上、導(dǎo)向系統(tǒng)上都要應(yīng)用電磁感應(yīng)定律。要想使沉重的列車(chē)懸浮起來(lái)，利用超導(dǎo)技術(shù)的幫助才能實(shí)現(xiàn)。超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)的概念最先是由美國(guó)人提出，其基本原理如圖1所示：在列車(chē)的底部安裝超導(dǎo)磁體，在軌道的兩旁則鋪設(shè)有一系列的閉合鋁環(huán)，當(dāng)列車(chē)運(yùn)行起來(lái)時(shí),由于超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)于鋁環(huán)有運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在鋁環(huán)內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，而超導(dǎo)體和感應(yīng)電流之間會(huì)有相互作用，產(chǎn)生向上的排斥力。當(dāng)排斥力大于列車(chē)的自身重力時(shí)，列車(chē)就會(huì)懸浮起來(lái)（離地上的軌道平面約1cm左右）。當(dāng)然，當(dāng)列

7、車(chē)減速時(shí),隨著磁場(chǎng)的減小，相應(yīng)的排斥力也變小，因此，懸浮列車(chē)也要配車(chē)輪，但它的車(chē)輪像飛機(jī)一樣在高速運(yùn)行時(shí)可以及時(shí)地收起來(lái)。當(dāng)懸浮列車(chē)懸浮起來(lái)以后，由于沒(méi)有了車(chē)輪和它的軌道之間的摩擦力，只需不大的功率（幾千千瓦）就可以讓列車(chē)達(dá)到500km/h的速度。（只需克服空氣的阻力，而且噪音小，運(yùn)行平穩(wěn)）。與現(xiàn)有的列車(chē)相比，磁懸浮列車(chē)有高速、安全、噪音低和占地小等優(yōu)點(diǎn)，四、小結(jié)不論是發(fā)動(dòng)機(jī)，電磁爐還是無(wú)接觸式充電電池都是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)其他形式的能量向電能的轉(zhuǎn)化。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)類(lèi)型有動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)、感生電動(dòng)勢(shì)抑或兩種電動(dòng)勢(shì)都存在，電流為交流的形式輸出。除了上述幾種應(yīng)用實(shí)例外，還有很多類(lèi)似的發(fā)明，如汽車(chē)車(chē)速表，話筒等，在此不深入列舉。參考文獻(xiàn)：1 渠曉?shī)檮?dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)m.科技視界，2016,(01)：217-218.2 孫小科動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)淺析J.科技信息，2012,(22)：9292.3 李洪偉感生電動(dòng)勢(shì)J.中學(xué)物理教學(xué)參考，2012，(03)：2829.4 李泉?jiǎng)?，戈秀龍高職汽?chē)檢測(cè)與維修專(zhuān)業(yè)頂崗實(shí)習(xí)模式的探索與實(shí)踐J.交通職業(yè)教育，2011,(04)：5557.5 郭炎偉，劉錯(cuò).談技工汽車(chē)維修專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)