【選修3-2】渦流教案2-wenkub.com
2025-11-19 12:08 本頁(yè)面
【正文】 【綜合評(píng)價(jià)答案】 有許多槽后 ,使得回路電阻變大 , 大幅 減小渦流 。當(dāng)汽車停止行駛時(shí)，磁鐵停轉(zhuǎn)，彈簧游絲使指針軸復(fù)位，從而使指針指在“ 0”處。當(dāng)速度盤轉(zhuǎn)過(guò)一定角度時(shí)，游絲被扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生相反的力矩，當(dāng)它與永久磁鐵帶動(dòng)速度盤的力矩相等時(shí)，則速度盤 停留在那個(gè)位置而處于平衡狀態(tài)。又由楞次定律知道 ，感應(yīng)電流也要產(chǎn)生磁場(chǎng)，其磁感線的方向是阻止原來(lái)磁場(chǎng)的變化。 永久磁鐵的磁感線方向如圖 1所示。它是利用電磁感應(yīng)原理，使表盤上指針的擺角與汽車的行駛速度成正比。試解釋這一現(xiàn)象。 2. 方法點(diǎn)撥 : 渦流是由于變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) ,這種電場(chǎng)稱 為渦旋電場(chǎng)，這時(shí)渦旋電場(chǎng)力可以在整塊金屬內(nèi)部引起渦電流。感應(yīng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)與感應(yīng)片轉(zhuǎn)軸相連的彈簧，將其扭緊，從而產(chǎn)生彈性恢復(fù)轉(zhuǎn)矩。在永久磁鐵的上方有一個(gè)金屬圓盤，稱為感應(yīng)片。所以在電磁驅(qū)動(dòng)作用下，金屬圓盤的轉(zhuǎn)速總要比磁鐵或磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速小，或者說(shuō)兩者的轉(zhuǎn)速總是異步的。此外，電氣機(jī)車的電磁制動(dòng)器也是根據(jù)這一效應(yīng)制作的。 (三 )渦流的磁效應(yīng) 1．電磁阻尼現(xiàn)象： 把銅板做成的擺放到電磁鐵的磁場(chǎng)中，當(dāng)電磁鐵未通電時(shí)，擺要往復(fù)多次，擺才能停止下來(lái)．如果電磁鐵通電，磁場(chǎng)在擺動(dòng)的銅板中產(chǎn)生渦流。為了減小渦流造成的熱損耗，電機(jī)和變壓器的鐵芯常采用多層彼此絕緣的硅鋼片迭加而成 (材料采用硅鋼以增加電阻 )。 2．控制： 導(dǎo)體在非均勻磁場(chǎng)中移動(dòng)或處 在隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中時(shí)，因渦流而導(dǎo)致能量損耗稱為渦流損耗。我國(guó)產(chǎn)生的自行車架就是用這種方法焊接的。而渦流的大小和磁通量變化率成正比，磁場(chǎng)變化的頻率越高，導(dǎo)體里的渦流也越大。“渦電流”簡(jiǎn)稱渦流。 (二 )渦流的熱效應(yīng) 當(dāng)變壓器的線圈中通過(guò)交變電流時(shí)，在鐵芯內(nèi)部有變化的磁場(chǎng)，因而產(chǎn)生感生電場(chǎng)，引起渦流。實(shí)際上 ,一般使用高頻交流電激發(fā)渦流。 B．高頻感應(yīng)爐 高頻感應(yīng)爐利用渦流來(lái)熔化金屬。渦流損耗的大小與磁場(chǎng)的變化方式、導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)、導(dǎo)體的幾何形狀、導(dǎo)體的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率等因素有關(guān)。這些薄片表面涂有薄層絕緣漆或絕緣的氧化物。渦流受磁場(chǎng)作用力的方向與擺動(dòng)方向相反，因而增大了擺的阻尼，擺很快就能停止下來(lái)。 (四 ) 渦流的機(jī) 械效應(yīng) 電磁驅(qū)動(dòng) 在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)導(dǎo)體一起運(yùn)動(dòng)，這種作用稱為“電磁驅(qū)動(dòng)”作用。感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。感應(yīng)片與永久磁鐵間有很小的氣隙，兩者互不接觸。最后，當(dāng)感應(yīng)片轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，由電磁驅(qū)動(dòng)作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩剛巧與彈性恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩抵消時(shí)，便達(dá)到一個(gè)暫時(shí)平衡狀態(tài)。因此渦流的大小取決于回路電阻和磁場(chǎng)變化率。若整個(gè)空間都有向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，會(huì)有這種現(xiàn)象嗎？ 分析：只有左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬環(huán)在穿越磁場(chǎng)邊界時(shí)，由于磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)
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