“涡电流”现象在生活中的应用与预防.doc

物理小论文 “涡电流”现象在生活中的应用与预防姓名：* 班级：* 学号：*摘要：本文通过探讨金属中“涡电流”的产生原理以及其在生活中的利用与防止，对“涡电流”以及电磁感应现象有一个更加深入的了解，并且扩展知识面关键词：电磁感应、涡电流、电磁炉、金属探测器、电磁阻尼电流具有磁效应，变化的磁场又会在周围的空间产生电场，电磁感应现象在生活中比比皆是，音响、电话、电动机、电磁炉、手机蓝牙、发电机等等，可以说，我们的日常生活离不开电和磁。本次小论文，以电磁感应产生的“涡电流”为例，探讨“涡电流”现象在生活中的应用，以及此现象在生活中带来的不便。理论基础：变化的磁场在其周围空间会激发电场，这种电场称为感生电场（涡旋电场）。根据电动势的定义及法拉第电磁感应定律，回路中的感生电动势等于感生电场沿此闭合路径的线积分，公式如下：=LEkdl=-dmdt根据磁通量的定义式，对于给定的闭合回路L，上式还可以进一步写成：LEkdl=-ddtsBdS=-SBtdS当金属处于变化的磁场中，或在磁场中运动时，在其内部会出现涡旋电场。金属内的自由电子在涡旋电场的作用下运动产生感应电流，感应电流在其内部自行闭合，形成涡旋状，故称为涡电流，简称涡流。当导体中存在电流时，导体会产生热量，当导体的电阻很小，通过导体的电流很大时，产生的热量可以很大。生活中的电磁炉就应用到了这个原理。“涡电流”现象在生活中的应用电磁炉：原理：利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿的底部时会产生无数小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的食物。炉面的陶瓷表面不会发热，而锅具自行发热，并煮熟锅内食物。最高温度可高达240度。电磁炉的热效率极高，煮食时安全、洁净、无火、无烟、无废气、不怕风吹、不会爆炸或导致气体中毒。当磁场内的磁力线通过非金属物休，不会产生涡流，因此不会产生热力。炉面和人都是非金属物体，本身不会发热，因此没有被电磁炉烧伤的危险，安全可靠。金属探测器：金属探测器利用有交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场。这个磁场能在金属物体内部感生涡电流。涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声。工作频率越低，对铁的检测性能越好；工作频率越高，对高碳钢的检测性能越好。检测器的灵敏度随着检测范围的增大而降低，感应信号大小取决于金属粒子尺寸和导电性能。电磁阻尼：闭合导体与磁极发生切割磁感线的运动时，由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化，闭合导体会产生感生电流，这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。电磁阻尼的应用：电度表、汽车电磁涡流制动器、磁悬浮列车制动等涡流现象在生活中给了我们很大的方便，但同时，也给我们带来了很多的不便。“涡电流”造成的生活中的不便在许多电磁设备中常有大块的金属部件，涡流会使这些金属部件发热，造成电能浪费，这被称为涡流耗损，有时甚至由于过热而烧毁设备。例如：当变压器通电后，线圈所产生的磁通在铁芯流动，因为铁芯本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁芯的断面上形成闭合回路并产生涡流，这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁芯发热变压器的温升增加。为了减少变压器中的涡流损耗，铁心常采用彼此绝缘的硅钢片一片片叠合而成，并使硅钢片平面与磁感线平行，这样，一方面由于硅钢片本身电阻较大，另一方面由于各硅钢片之间彼此绝缘，把涡流限制在各薄片内，使得每个硅钢片中的涡流大大减少，从而减少了电能的损耗。结语：电磁感应现象在生活中比比皆是，“涡电流”现象在生活中也有很多的应用，它既给我们的生活带来了便利，也为我们的生活带来了不便，经常以所学的知识去理解生活中的现象，探究其中的原理，才