渦流損耗與應(yīng)用的初步探討本科畢業(yè)論文-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 起渦電流，渦電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng)等效于一個(gè)電阻和電感串聯(lián)的閉合回路，像變壓器次級(jí)負(fù)載要按初次級(jí)匝數(shù)比反射到初級(jí)一樣，隱蔽金屬物的等效電阻、電感也會(huì)反射到探測(cè)線圈中，改變通過(guò)探測(cè)線圈電流的大小和相位，從而探知金屬物。 單相電能表中的渦電流 如圖 2 所示，單相電能表由五部分組成： (l) 與負(fù)載串聯(lián)、匝數(shù)較少的電流線圈； (2) 與負(fù)載并聯(lián)、匝數(shù)較多的電壓線圈； (3)鋁質(zhì)圓盤(pán)； (4)永久磁鐵； (5)計(jì)數(shù)器。 因此鐵鍋放在電磁爐上的合磁場(chǎng)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電磁爐線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度 , 鐵鍋就可以得到很大的渦流，從而可以起到快速加熱的要求。 （表 1，表 2) 表 1 電磁爐與其它灶具比較表 [10] 加熱器具 加熱方式 效率 /% 有無(wú)有害氣體 安全系數(shù) 缺點(diǎn) 7 液化氣爐 氣體燃燒加熱 4050 有 低 效率低，安全性差 電飯鍋 電流通過(guò)電阻發(fā)熱 5060 無(wú) 中 效率低 電磁爐 電磁感應(yīng) 高于 80 無(wú) 高 電路復(fù)雜，有一電流輻射 表 2 電磁爐與其它灶具熱效率比較表（以 2L 水從 25℃加熱至 100℃計(jì)算 ） 爐具 時(shí)間 /min 耗電（氣）量/kw ?h(kg) 消耗金額 /元 效率 /% 電磁爐 98 煤氣爐 50 電爐 12 47 電磁爐為什么不能用銅鍋和鋁鍋 我們一直討論的是金屬，可是為什么日常生活卻不能用銅鍋和鋁鍋呢？ 根據(jù)渦流的特點(diǎn)，塊狀金屬的電阻率越小，則導(dǎo)體中的渦流應(yīng)該越大。雖然渦流的熱效應(yīng)會(huì)對(duì)變壓器等電器設(shè)備產(chǎn)生不利影響，但可以將它應(yīng)用于加熱技術(shù)上，這種加熱技術(shù)屬于電磁加熱技術(shù)。沿電流方向?qū)㈣F芯分成許多厚度為 dr,邊長(zhǎng)為 2r,長(zhǎng)為 h 的金屬薄筒 ,任意薄筒內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 : BrdtdBSdtd 24?????? ?? (5) 回路的電阻 R 為 : hdrrslR 8?? ?? (6) 所以，得到渦流為： rdrhBRi ?? 2??? (7) 則在邊長(zhǎng)為 2r,厚度為 dr 的金屬薄筒中的產(chǎn)生的瞬時(shí)熱功率為 [5]: 423202322 ahBdrBhdp ra?? ????? ? (8) 5 鐵芯為絕緣的薄片 如果將鐵芯分割成 n個(gè)彼此絕緣的薄片 ,忽略薄片之間的縫隙 ,沿電流方向?qū)⒈∑殖珊芏嗪穸葻o(wú)限薄的矩形金屬筒 ,筒的長(zhǎng)度為 h,厚度分別為 dr 和 dr ? n。 2 圖 1 假設(shè)該薄導(dǎo)體板的 z 方向和 y 方向尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其厚度 d，所以可以認(rèn)為場(chǎng)量不 3 隨 y、 z 變化。楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)揭示了磁場(chǎng)與電場(chǎng)的內(nèi)在聯(lián)系，是描述電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理論基礎(chǔ) [1]。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目： 渦流損耗與應(yīng)用的初步探討 學(xué)院： 物理與電子科學(xué)學(xué)院 班級(jí)： 物理學(xué)二班 姓名： 鄭建峰 指導(dǎo)教師： 馬孟森 職稱： 講師 完成日期： 2020 年 5 月 25 日 II 渦流損耗與應(yīng)用的初步探討 摘要： 在 電 機(jī) 、 變 壓 器等 一些常用的 電氣設(shè)備中除電路部分外還有所謂的磁路部分 。本文中，首先簡(jiǎn)單說(shuō)明了我們運(yùn)用的渦電流理論基礎(chǔ)；在渦電流的理論基礎(chǔ)上，分別計(jì)算了薄導(dǎo)體板和塊狀金屬中的渦流及渦流損耗，得到了影響渦流損耗 的因素；從而理論上解釋了為何變壓器要用矽鋼片代替整塊金屬。令外磁場(chǎng) tkm ?sin???，由于 hd??, 故導(dǎo)體中各點(diǎn)電場(chǎng)jy??? 導(dǎo)體內(nèi)部自由電荷密度?=0, 電流密度 δ= γE, 此時(shí)麥?zhǔn)戏匠探M為： ???????????????????????????00Jt (1) 將（ 1）式在直角坐標(biāo)系中展開(kāi)，并考慮
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