涡流电磁阻尼和电磁驱动解析课件.ppt
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- 涡流 电磁 阻尼 驱动 解析 课件
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1、第四章第四章 电磁感应电磁感应7.涡流、电磁阻尼和电磁驱动涡流、电磁阻尼和电磁驱动第四章第四章 电磁感应电磁感应第四章第四章 电磁感应电磁感应第四章第四章 电磁感应电磁感应第四章第四章 电磁感应电磁感应一、涡流一、涡流1概念:概念:用整块金属材料作铁芯绕制的线圈,当线圈中通用整块金属材料作铁芯绕制的线圈,当线圈中通有变化的电流时变化的电流会产生变化的有变化的电流时变化的电流会产生变化的,变化,变化的的 穿 过穿 过整 个 铁 芯 会 自 成 回 路 产 生整 个 铁 芯 会 自 成 回 路 产 生这种电流看起来像水的旋涡,把这种电流叫做这种电流看起来像水的旋涡,把这种电流叫做涡电流,简称涡流涡
2、电流,简称涡流磁场磁场磁场磁场铁芯铁芯感应电流感应电流第四章第四章 电磁感应电磁感应2应用应用(1)涡流热效应的应用,如涡流热效应的应用,如(2)涡流磁效应的应用,如涡流磁效应的应用,如3防止:防止:电动机、变压器等设备中应防止涡流过大而导致电动机、变压器等设备中应防止涡流过大而导致浪费能量,损坏电器浪费能量,损坏电器(1)途径一:增大铁芯材料的途径一:增大铁芯材料的(2)途径二:用相互绝缘的途径二:用相互绝缘的 叠成的铁芯代替叠成的铁芯代替铁芯铁芯真空冶炼炉真空冶炼炉探雷器探雷器电阻率电阻率硅钢片硅钢片整块硅钢整块硅钢第四章第四章 电磁感应电磁感应二、电磁阻尼二、电磁阻尼1概念:概念:当导体
3、在磁场中运动时,感应电流会使导体受到当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是安培力,安培力的方向总是2应用:应用:磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止,便磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止,便于读数于读数阻碍导体的运动阻碍导体的运动第四章第四章 电磁感应电磁感应三、电磁驱动三、电磁驱动1概念:概念:磁场相对于导体转动时,导体中产生感应电流,磁场相对于导体转动时,导体中产生感应电流,感应电流使导体受到感应电流使导体受到 的作用,的作用,起来起来2应用:应用:交流感应电动机交流感应电动机安培力安培力使导体运动使导体运动第四章第四章 电磁感应电磁感应第四章第四章 电磁
4、感应电磁感应一、对涡流的成因及涡流中的能量转化一、对涡流的成因及涡流中的能量转化1涡流产生的条件涡流产生的条件涡流的本质是电磁感应现象,涡流产生条件是穿过金属块涡流的本质是电磁感应现象,涡流产生条件是穿过金属块的磁通量发生变化并且金属块本身可自行构成闭合回路同的磁通量发生变化并且金属块本身可自行构成闭合回路同时因为整个导体回路的电阻一般很小,所以感应电流很大,就时因为整个导体回路的电阻一般很小,所以感应电流很大,就像水中的漩涡像水中的漩涡2可以产生涡流的两种情况可以产生涡流的两种情况(1)把块状金属放在变化的磁场中把块状金属放在变化的磁场中(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动让块状金属
5、进出磁场或在非匀强磁场中运动第四章第四章 电磁感应电磁感应3能量变化能量变化伴随着涡流现象,其他形式的能转化成电能并最终在金属伴随着涡流现象,其他形式的能转化成电能并最终在金属块中转化为内能如果金属块放在了变化的磁场中,则磁场能块中转化为内能如果金属块放在了变化的磁场中,则磁场能转化为电能最终转化为内能;如果金属块进出磁场或在非匀强转化为电能最终转化为内能;如果金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力做功金属块的机械能转化为磁场中运动,则由于克服安培力做功金属块的机械能转化为电能,最终转化为内能电能,最终转化为内能第四章第四章 电磁感应电磁感应4涡流的利与弊涡流的利与弊(1)利:利
6、用涡流原理可制成感应炉来冶炼金属;利用涡流利:利用涡流原理可制成感应炉来冶炼金属;利用涡流可制成磁电式、感应式电工仪表;电能表中的阻尼器也是利用可制成磁电式、感应式电工仪表;电能表中的阻尼器也是利用涡流原理制成的涡流原理制成的(2)弊:在电机、变压器等设备中,由于涡流存在,产生附弊:在电机、变压器等设备中,由于涡流存在,产生附加损耗,同时磁场减弱造成电器设备效率降低加损耗,同时磁场减弱造成电器设备效率降低第四章第四章 电磁感应电磁感应高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频交高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频交流电,金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝熔化焊流电,金属工件的焊缝中就产
7、生大量焦耳热,将焊缝熔化焊接要使焊接处产生的热量较大,可采用接要使焊接处产生的热量较大,可采用()A减小交变电流的频率减小交变电流的频率B增大交变电流的频率增大交变电流的频率C增大焊接缝的接触电阻增大焊接缝的接触电阻 D减小焊接缝的接触电阻减小焊接缝的接触电阻第四章第四章 电磁感应电磁感应解析:解析:答案:答案:BC 第四章第四章 电磁感应电磁感应二、电磁阻尼与电磁驱动的理解二、电磁阻尼与电磁驱动的理解1电磁驱动的原因分析电磁驱动的原因分析第四章第四章 电磁感应电磁感应当蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就发生变化,例如当蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就发生变化,例如线圈处于如图所示的初始状态
8、时,穿过线圈的磁通量为零,当线圈处于如图所示的初始状态时,穿过线圈的磁通量为零,当蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就增加了,根据楞次定律,蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就增加了,根据楞次定律,此时线圈中就有感应电流产生,以阻碍磁通量的增加,因而线此时线圈中就有感应电流产生,以阻碍磁通量的增加,因而线圈会跟着一起转动起来圈会跟着一起转动起来楞次定律的一种理解是阻碍相对运动,从而阻碍磁通量的楞次定律的一种理解是阻碍相对运动,从而阻碍磁通量的增加,磁铁转动时,相对于线圈转动,所以线圈也同方向转动,增加,磁铁转动时,相对于线圈转动,所以线圈也同方向转动,从而从而“阻碍阻碍”这种相对运动,电磁驱动也可
9、以用楞次定律来解这种相对运动,电磁驱动也可以用楞次定律来解释释第四章第四章 电磁感应电磁感应2电磁阻尼与电磁驱动的区别电磁阻尼与电磁驱动的区别电磁阻尼电磁阻尼电磁驱动电磁驱动区区别别产生电流产生电流的原因的原因由于导体在磁场由于导体在磁场中运动中运动由于磁场相对于导体运动,由于磁场相对于导体运动,导体中产生感应电流导体中产生感应电流安培力方安培力方向向安培力方向与导安培力方向与导体运动方向相反,体运动方向相反,阻碍导体运动阻碍导体运动导体受安培力方向与导体导体受安培力方向与导体运动方向相同,推动导体运动方向相同,推动导体运动运动本质联系本质联系都属于电磁感应现象,安培力的作用效果是阻都属于电磁
10、感应现象,安培力的作用效果是阻碍导体与磁场间发生相对运动碍导体与磁场间发生相对运动第四章第四章 电磁感应电磁感应下列现象属电磁阻尼的是下列现象属电磁阻尼的是_,属电磁,属电磁驱动的是驱动的是_A磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做B微安表的表头在运输时要把两接线框短接微安表的表头在运输时要把两接线框短接C自制金属地雷探测器自制金属地雷探测器D交流感应电动机交流感应电动机E 当 右 图 中 当 右 图 中 B 变 大 时,变 大 时,a、b 在 固 定在 固 定 光滑导轨上滑动光滑导轨上滑动第四章第四章 电磁感应电磁感应解析:解析:电磁阻尼是指导体在磁场中运动时,感应电流
11、会电磁阻尼是指导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体运动;而电磁使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体运动;而电磁驱动是磁场相对导体运动,在导体中会产生感应电流,感应电驱动是磁场相对导体运动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力作用,安培力使导体运动而不是阻碍导体流使导体受到安培力作用,安培力使导体运动而不是阻碍导体运动运动答案:答案:ABDE第四章第四章 电磁感应电磁感应 教材资料分析教材资料分析思考与讨论思考与讨论教材教材P27分析电表线圈骨架的作用分析电表线圈骨架的作用如图甲,一个单匝线圈落入磁场中,分析它在图示位置时如图甲,一个单匝线圈
12、落入磁场中,分析它在图示位置时感应电流的方向和所受安培力的方向安培力对线圈的运动有感应电流的方向和所受安培力的方向安培力对线圈的运动有什么影响?什么影响?第四章第四章 电磁感应电磁感应磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上图乙假定仪表工作时指针向右转动,铝框中的感应电流沿什图乙假定仪表工作时指针向右转动,铝框中的感应电流沿什么方向?由于铝框转动时其中有感应电流,铝框要受到安培么方向?由于铝框转动时其中有感应电流,铝框要受到安培力安培力是沿什么方向的?安培力对铝框的转动产生什么影力安培力是沿什么方向的?安培力对铝框的转动产生什么影响?
13、使用铝框做线圈骨架有什么好处?响?使用铝框做线圈骨架有什么好处?第四章第四章 电磁感应电磁感应第四章第四章 电磁感应电磁感应【点拨点拨】单匝线圈落入磁场中,图示位置时感应电流方单匝线圈落入磁场中,图示位置时感应电流方向为逆时针,由左手定则可判断安培力方向向上,安培力阻碍向为逆时针,由左手定则可判断安培力方向向上,安培力阻碍线圈的下落仪表工作时指针向右转动,铝框中的感应电流方线圈的下落仪表工作时指针向右转动,铝框中的感应电流方向向(从上往下看从上往下看)沿铝框逆时针方向,铝框左边受向下的安培力,沿铝框逆时针方向,铝框左边受向下的安培力,而右边受向上的安培力,安培力阻碍线圈的转动使用铝框做而右边受
14、向上的安培力,安培力阻碍线圈的转动使用铝框做线圈骨架的目的是利用感应电流来起到电磁阻尼作用,使线圈线圈骨架的目的是利用感应电流来起到电磁阻尼作用,使线圈偏转后尽快停下来偏转后尽快停下来第四章第四章 电磁感应电磁感应做一做做一做教材教材P27取一只微安表,用手晃动表壳,观察表针相对表盘摆动的取一只微安表,用手晃动表壳,观察表针相对表盘摆动的情况用导线把微安表的正、负两个接线柱连在一起,再次晃情况用导线把微安表的正、负两个接线柱连在一起,再次晃动表壳,表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同?怎样解动表壳,表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同?怎样解释这种差别?释这种差别?【点拨点拨】用导线把微安
15、表的两个接线柱连在一起后,用用导线把微安表的两个接线柱连在一起后,用手晃动表壳,表针的摆动幅度大大减小,因为用导线把微安表手晃动表壳,表针的摆动幅度大大减小,因为用导线把微安表两接线柱连在一起,就形成了闭合回路,产生感应电流从而阻两接线柱连在一起,就形成了闭合回路,产生感应电流从而阻碍它们的相对运动碍它们的相对运动第四章第四章 电磁感应电磁感应第四章第四章 电磁感应电磁感应高频焊接原理示意图,如图所示,线圈通以高频交流电,高频焊接原理示意图,如图所示,线圈通以高频交流电,金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝熔化焊接,要使金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝熔化焊接,要使焊接处产生的热量
16、较大可采用焊接处产生的热量较大可采用()第四章第四章 电磁感应电磁感应A增大交变电流的电压增大交变电流的电压B增大交变电流的频率增大交变电流的频率C增大焊接缝的接触电阻增大焊接缝的接触电阻 D减小焊接缝的接触电阻减小焊接缝的接触电阻第四章第四章 电磁感应电磁感应解析:解析:逐项分析如下逐项分析如下第四章第四章 电磁感应电磁感应答案:答案:ABC选项选项诊断诊断结论结论C在交变电压和频率相同的条件下,产生的在交变电压和频率相同的条件下,产生的感应电动势相同增大焊接缝处的接触电感应电动势相同增大焊接缝处的接触电阻,接触电阻处的电压、功率分配就越大,阻,接触电阻处的电压、功率分配就越大,产生的热量就
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