第3章电磁感应技巧.ppt

三、两个线圈串联的自感系数 L1＋L2 ?L 一般情况不等，与串联方式有关 串联方式 串联顺接：1尾与2头接 L L1＋L2 +2M 串联反接：1尾与2尾接 L L1＋L2 -2M 四、磁能 自感磁能 开关接通1 I 增加 Ф增加?L方向与I方向相反 电源做功 产生焦耳热 因抵消感应电流多做功，使电路中电流达到I值 电源克服感应电动势所做的功 互感磁能 在建立电流过程中电源做功 R上产生焦耳热 抵抗自感电动势做功－ WL 抵抗互感电动势做功－？ 外接电源需要抵抗互感电动势所做的功 同样若先建立I2，再接通线圈2则 两个线圈系统总磁能 推广到k个线圈的普遍情况 例1 环芯的相对磁导率?r 600的螺绕环，截面积S 2?10-3m2，单位长度上匝数n＝5000匝/m。在环上有一匝数N＝5的线圈M，电阻R 2?，如图。调节可变电阻使通过螺绕环的电流I每秒降低20A。求?线圈M中产生的感应电动势?i和感应电流Ii；?求2秒内通过线圈M的感应电量qi 解：设导体半径为R，由安培环路定律可得导体内离轴线r处的磁场强度 例1 一长直圆柱导体，有电流I均匀地流过。试求单位长度导体内所储存的磁能 导体的 在半径为r，厚度为dr，长为l的圆柱壳体积dV内的磁能为 故单位长度导体内的磁能为 因此在长为 l 的导体内的磁能为 3、楞次定律与能量守恒定律 感应电流产生的磁场力（安培力），将反抗外力。即可以说外力反抗磁场力做功，从而产生感应电流转化为电路中的焦耳热，这是符合能量守恒规律的。 否则只需一点力开始使 导线移动，若洛仑兹力 不去阻挠它的运动，将 有无限大的电能出现， 显然，这是不符合能量 守恒定律的。 由于变化磁场激起感生电场，则在导体内产生感应电流。 交变电流 ?高频感应加热原理 这些感应电流的流线呈闭合的涡旋状，故称涡电流 涡流 交变电流 ?减小电流截面，减少涡流损耗 整块 铁心 彼此绝缘的薄片 ?电磁阻尼 三、 涡电流 电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为烹饪之神和绿色炉具。 强大的涡流在金属内流动时，会释放出大量的焦耳热 11.3.4 电磁阻尼 电磁阻尼——涡流所产生的机械效应 电磁仪表中的指针的摆动能够迅速地稳定下来,火车中的电磁制动装置等都是根据电磁阻尼的原理设计的. 炼制特殊钢 去除金属电极吸附的气体 电磁炉 涡电流的机械效应 电磁炉的工作原理 电磁炉的工作原理是采用磁场感应涡流加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过铁质锅底时，会产生无数的涡流，从而令锅的本身自行高速发热，然后再作用于锅内食物。 电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为烹饪之神和绿色炉具。 将磁铁插入非金属环中，环内有无感生电动势？有无感应电流？环内将发生何种现象？ 非金属环 有感生电动势存在，有电场存在将引起介质极化，而无感生电流。 当高频电流通过导线时，在导线同一截面上的电流密度随r 增大而增大，—— 趋肤效应。 五．趋肤效应 定性解释参见图5.7。 图5.7 趋肤效应 定量描述 d —— 从导线表面向轴线方向的深度； j0 —— 导线表面 d 0 处的电流密度； js —— 趋肤深度，j 减小到j0 的e 分之一 37% 的深度 理论计算可得： End d 0