《渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動》3

1、 回顧與思考回顧與思考 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論：根據(jù)麥克斯韋電磁場理論： 變化的磁場能在周圍空間激發(fā)電場，這種電場變化的磁場能在周圍空間激發(fā)電場，這種電場叫感生電場。叫感生電場。 磁場變化產(chǎn)生感生電場，導(dǎo)磁場變化產(chǎn)生感生電場，導(dǎo)體放在感生電場中，其中的自由體放在感生電場中，其中的自由電荷在感生電場力方向運動，產(chǎn)電荷在感生電場力方向運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流的分布與感生生感應(yīng)電流，電流的分布與感生電場線分布類似。電場線分布類似。 這樣的感應(yīng)電流，看起來就像水中的旋渦，這樣的感應(yīng)電流，看起來就像水中的旋渦，所以把它叫做渦電流，簡稱所以把它叫做渦電流，簡稱渦流渦流。一、渦流一、渦流（eddy curr

2、ent） 定義：定義：塊狀金屬塊狀金屬在變化的磁場中在變化的磁場中或或在磁場中運動時，在磁場中運動時，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的自成閉合回路的感應(yīng)電流金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的自成閉合回路的感應(yīng)電流，叫渦電流，叫渦電流，簡稱渦流。簡稱渦流。 渦流是渦流是整塊整塊導(dǎo)體發(fā)生導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵守電磁感應(yīng)定律守電磁感應(yīng)定律 金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生熱量熱量，如果金屬的，如果金屬的電阻率小，則渦流很強，產(chǎn)生的熱量也很多。電阻率小，則渦流很強，產(chǎn)生的熱量也很多。渦流的利用渦流的利用真空冶煉爐真空冶煉爐 高頻感應(yīng)爐高頻感應(yīng)爐：利用渦流的熱效應(yīng)來熔化金屬。：利用渦流的熱效應(yīng)來熔化

3、金屬。交流電的頻率越高，金屬熔爐中的感應(yīng)電動勢就越大，交流電的頻率越高，金屬熔爐中的感應(yīng)電動勢就越大，金屬材料的電阻率越小，產(chǎn)生的渦流熱效應(yīng)就越強。金屬材料的電阻率越小，產(chǎn)生的渦流熱效應(yīng)就越強。 高頻感應(yīng)爐優(yōu)點高頻感應(yīng)爐優(yōu)點：速：速度快，溫度易控制，整個度快，溫度易控制，整個過程在真空中進行，能避過程在真空中進行，能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉的免有害雜質(zhì)混入被冶煉的金屬中，適于冶煉特種合金屬中，適于冶煉特種合金和特種鋼。金和特種鋼。渦流的利用渦流的利用高頻焊接高頻焊接 高頻焊接機原理高頻焊接機原理：線圈中通以高頻電流，內(nèi)：線圈中通以高頻電流，內(nèi)部焊接工件由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，頻率越部焊接工件由

4、于電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，頻率越高，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。由于高，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。由于焊接縫處接觸電焊接縫處接觸電阻很大阻很大，放出的熱量很多，致使溫度升高將金屬，放出的熱量很多，致使溫度升高將金屬熔化，焊接在一起。應(yīng)用于焊接自行車車架。熔化，焊接在一起。應(yīng)用于焊接自行車車架。 思考與討論思考與討論 電動機和變壓器的工作原理都跟電磁感應(yīng)現(xiàn)電動機和變壓器的工作原理都跟電磁感應(yīng)現(xiàn)象有關(guān)，內(nèi)部都有鐵芯結(jié)構(gòu)，象有關(guān)，內(nèi)部都有鐵芯結(jié)構(gòu)，為什么電動機和變?yōu)槭裁措妱訖C和變壓器等的鐵芯都不是整塊金屬，而是用許多相互壓器等的鐵芯都不是整塊金屬，而是用許多相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成？絕緣的薄硅鋼片疊合而成？ 電動

5、機、變壓器的線圈都繞在鐵芯上線圈電動機、變壓器的線圈都繞在鐵芯上線圈中流過變化的電流，中流過變化的電流，在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱，浪費了能量，還可能損壞電器發(fā)熱，浪費了能量，還可能損壞電器思考與討論思考與討論 怎樣減少渦流損耗？怎樣減少渦流損耗？交變電流交變電流交變電流交變電流整塊鐵心整塊鐵心彼此絕緣的薄片彼此絕緣的薄片 變壓器鐵芯中的渦流損耗及改善措施變壓器鐵芯中的渦流損耗及改善措施渦流的防止渦流的防止 變壓器、電動機的鐵芯不采用整塊金屬，變壓器、電動機的鐵芯不采用整塊金屬，由許多相互絕緣的由許多相互絕緣的電阻率很大電阻率很大的薄硅鋼片疊合而成，的薄硅鋼片疊合而成

6、，目的就是為了目的就是為了減弱減弱鐵芯中由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的鐵芯中由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的渦流的熱效應(yīng)渦流的熱效應(yīng)，從而減少電能的損耗。，從而減少電能的損耗。思考與討論思考與討論 一個單匝線圈落入磁場中，分析它在圖示位一個單匝線圈落入磁場中，分析它在圖示位置時感應(yīng)電流的方向和所受安培力的方向。安培置時感應(yīng)電流的方向和所受安培力的方向。安培力對線圈的運動有什么影響？力對線圈的運動有什么影響？ （P27）磁電式電流表使用鋁框做線圈骨架）磁電式電流表使用鋁框做線圈骨架有什么好處？有什么好處？ 鋁框在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)鋁框在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場對感應(yīng)電生感應(yīng)電流，磁場對感應(yīng)電流作用力阻礙鋁框的轉(zhuǎn)動，流作用力阻礙鋁框的轉(zhuǎn)動，指針隨著鋁框很快就穩(wěn)定地指針隨著鋁框很快就穩(wěn)定地指在讀數(shù)位置上，達到能夠指在讀數(shù)位置上，達到能夠迅速讀出數(shù)據(jù)的功能。迅速讀出數(shù)據(jù)的功能。二、電磁阻尼二、電磁阻尼 導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運安培力的作用，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運動，這種現(xiàn)象稱為動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼電磁阻尼。 做一做做一做： 取一靈敏電流計，用手晃動表殼，觀察表針取一靈敏電流計，用手晃動表殼，觀察表針相對表盤擺動的情況。相對表盤擺動的情況。 用導(dǎo)線把靈敏電流計用導(dǎo)線把靈敏電流計的兩個接線柱連在一起