磁场及电磁感应的应用梁晓涛李达鸿郑伟豪.ppt

爐的內部有一個金屬線圈。當電流通過線圈時，會產生磁場。 這磁場是不斷隨時間改變的，所以在金屬煲內會有感應電場產生。 金屬煲內的電子會受著這電場影響進行運動。由於金屬煲有電阻，電子運動時會放出大量熱能，這些熱能便可用作煮食。 金屬煲的電阻必須要足夠大，否則電子消耗的能量不夠大時，產生的熱量不足用作煮食。 如:鐵和不銹鋼煲都可放在電磁爐上煮食；但銅煲就不大可能。 由於使用這種爐不會產生明火熱量直接在鍋底產生，爐面不發熱。即使在爐面放上紙張 紙張也不會燃燒 , 安全度很高。 電子流動時，會在爐的線圈感應一反方向的電動勢，如果在這時候把煲拿走，此反電動勢就會消失。因此電磁爐可自動探測究竟煲有沒有放好在爐上面，從而自動關閉電源。在省電和安全的層面來說，電磁爐都比其他爐優勝。 一般的直流馬達包含周圍磁場（永久磁鐵或電磁鐵）、電刷、整流子等元件，電刷和整流子將外部所供應的直流電源，持續地供應給轉子的線圈，並適時地改變電流的方向，使轉子能依同一方向持續旋轉。 直流馬達的優點有速度調整容易，啟動轉矩較大等，但是電刷與整流子保養維修不易，因此有所謂的「無刷型直流馬達」 定子是磁場的線圈(下圖左)，轉子為永久磁鐵(下圖右)。 下圖所示為電腦軟式磁碟機中轉動磁碟片的馬達 直流馬達廣泛地用在消費電子產品及玩具，如電動刮鬍刀、錄音機、錄影機、CD唱盤、模型汽車、火車等，而大輸出功率的直流電動機則使用在電車、快速電梯、工作母機等。 圖中為直流馬達應用在吹風機中 （交流電經整流成直流電） 下圖為直流馬達應用在時鐘 由於交流電的電壓和電流隨時間而變動，因此將交流電通過馬達的定子線圈，所產生的磁場並不是一個固定的磁場，而是隨時間而變化N極和S極的變動磁場，利用此特性，可經設計讓周圍磁場在不同時間、不同的位置推動轉子，使其持續運轉。 若要轉子持續旋轉，我們必須讓周圍的磁場在不同的時間來產生N極或S極，所以周圍磁場的線圈常分為幾組，通以不同相位的交流電。 一般家庭都使用單相的電源，因此家庭裡使用的都是單相的交流馬達，為了在周圍磁場產生不同的相位，電容啟動馬達在一組周圍磁場線圈串接一個電容器（分相電容），以使與其他組線圈產生相位差，如電風扇、家庭用水加壓機等，如下圖電風扇使用單相交流馬達及分相電容。 馬達的設計上，除了利用交流電相位的變化以產生變動的磁場外，更可以利用變動的周圍磁場，以感應中間轉子以產生磁場，如此轉子可以不必再纏繞線圈，亦不需有炭刷等構造，而可簡化轉子的構造，如感應電動機（單相和三相）的鼠籠轉子，在積疊的鐵心中穿插銅棒或鋁棒，兩端利用短路環短路變成鼠籠型，經周圍變動磁場感應，產生渦流及磁力而旋轉，如下圖 。 同步馬達（synchronous motor）： 在交流電產生的旋轉磁場中，裝入永久磁鐵轉子，轉子的速度就完全依照旋轉磁場的速度而旋轉，被應用在計時器、機器進給裝置、事務機器等。 步進馬達（Stepping motor）是脈沖馬達的一種，在數位電路非常進步的今天，直流電源可以經過數位IC的處理，變成脈沖電流以控制馬達，這種馬達若以所規定的順序，將脈波加在周圍磁場，則轉子將以固定的角度做步級運轉，例如一個步進馬達可能將一圓周（360度）分成200步（step），一步即為1.8度，如果控制此馬達前進10步，即控制它轉18度，如此可做精密的角度或距離的控制（距離的控制可配合導螺桿而達成），因此廣泛地應用在位置及角度的控制上，如機器人、事務機器等 如圖所示為微電腦軟式磁碟機中，控制磁頭前後移動找尋磁軌的步進馬達.。