新课标人教版3-2选修三47涡流、电磁阻尼和电磁驱动1内容摘要:
电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量,严重时还会使设备烧毁.为减少涡流,变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。 因为在导体中涡流的大小和电阻有关,电阻越大涡流越小。 为了减小涡流造成的热损耗,电机和变压器的铁芯常采用多层彼此绝缘的硅钢片迭加而成 (材料采用硅钢以增加电阻 )。 这些薄片表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。 磁通穿过薄片 的狭窄截面时,涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过,这些回路中的净电动势较小,回路的长度较大,再由于这种薄片材料的电阻率大,这样就可以显著地减小涡流损耗。 所以,交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。 (三 )涡流的磁效应 1.电磁阻尼现象: 把铜板做成的摆放到电磁铁的磁场中,当电磁铁未通电时,摆要往复多次,摆才能停止下来.如果电磁铁通电,磁场在摆动的铜板中产生涡流。 涡流受磁场作用力的方向与摆动方向相反,因而增大了摆的阻尼,摆很快就能停止下来。 这种现象称为电磁阻尼。 2.应用:电磁仪表中的电磁阻尼器 就是根据涡流磁效应制作的,在磁电式测量仪表中,常把使指针偏转的线圈绕在闭合铝框上,当测量电流流过线圈时,铝框随线圈指针一起在磁场中转动,这时铝框内产生的涡流将受到磁场作用力,抑止指针的摆动,使指针较快地稳定在指示位置上。 此外,电气机车的电磁制动器也是根据这一效应制作的。 (四 ) 涡流的机 械效应。新课标人教版3-2选修三47涡流、电磁阻尼和电磁驱动1
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交流电,使炉盘上 的金属中产生涡流, 从而生热。 (3)金属探测器 探雷器、安检门等。 探雷器 金属探测器 危害: 发热浪费能量。 • 变压器、电机的铁芯都不是整块金属,而是由许多相互绝缘的 电阻率很大 的薄硅钢片叠合而成的,以减少涡流和电能的损耗,同时避免破坏绝缘层。 • 减少涡流的方法:
求 ? 讨论 : 2) 为了使灯泡持续更长时间对线圈 L应该有什么样的要求 ? 2)自感电动势的作用: (延缓电流变化) 阻碍 导体中原来电流的变化。 ,自感电动势阻碍它增大。 ,自感电动势阻碍它减小。 “阻碍” 不是 “阻止” ,电流还是变化的 自感电动势的方向: 楞次定律(增反减同) 3)自感电动势的大小: 自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样,跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。
的作用效果: ( 1)热效应: ①应用 (炉盘下的线圈中通入交流电,使炉盘上的金属中产生涡流,从而生热。 ) (探雷器、机场安检门等)。 涡流的作用效果: ( 1)热效应: ②危害: 发热浪费能量。 • 变压器、电机的铁芯都不是整块金属,而是由许
概念:上述现象属于一种特殊的电磁感应现象,发生电磁感应的原因是由于通过导体 的电流发生变化而引起磁通量变化。 这种电磁感应现象称为。 自感现象:由于 发生变化而产生的电磁感应现象。 自感电动势:在 现象中产生的感应电动势。 练习: 在实验中,若线圈 L 的电阻 RL与灯泡 A 的电阻 RA相等,则电键 断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为 图,通过灯泡的电流随时间的变化图像为 图;若
2)产生原因: 涡旋电场产生的电场力作为一种非静电力在导体中产生感生电动势 二、洛仑兹力与动生电动势 动生电动势:磁场不变,由导体运动引起磁通量的变化而产生的感应电动势 产生机理: 问题 1:自由电荷会随着导线棒运动,并因此受到洛伦兹力,导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向运动。 (为正电荷) 由左手定则可知,自由电荷将受到由 C到 D的力,所以自由电荷沿导线向下运动 问题 2
, L 阻碍L 中的向右的电流减少,所以回路中还有顺时针的电流,正确答案是 A。 拓展: 本题的考点与例一和例二相同,只是在情景上多加了两个电流表,这类问题的关键是确定 L 中原来的电流方向, L 作为新电源时电流的方向并不改变。 例 5如图 465所示的两个线圈 A 和 B 并排放置,当 A 线圈的电键 S 闭合的瞬时,B 线圈中因磁通量增加而产生感应电流。 请说明此时 B 线圈中感应电流对