电磁感应磁悬浮实验指导书.pptVIP

大学物理实验电磁感应与磁悬浮;【实验目的】 要求学生用电磁感应的基本定律，研究导体在磁场中运动而导致的磁悬浮力、磁牵引力等磁悬浮现象的规律性，通过数据拟合给出经验公式，学会灵活运用电磁感应定律进行磁悬浮的各种应用设计。 ;【实验背景及原理】 1831年，英国科学家法拉第从实验中发现，当通过一闭合回路所包围的面积的磁通量（磁感应强度B的通量）发生变化时，回路中就产生电流，这种电流称之为感应电流。法拉第在1831年11月向英国皇家学院报告了《电磁学的实验研究》的结果，他将电磁感应的条件概括为：①变化的电流；②变化的磁场；③运动的稳恒电流；④运动的磁铁；⑤在磁场中运动的导体。 ;楞次定律：闭合回路中的感应电流方向，总是企图使感应电流本身所产生的通过回路面积的磁通量，去反抗引起感应电流的磁通量的改变，或者说感应电流产生的磁场总是阻碍原来磁场的变化。 法拉第电磁感应定律：不论任何原因使通过回路面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比，即;磁悬浮是一系列技术的通称,它包括借助 磁力的方法悬浮、导引、驱动和控制等。磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体化技术(高新技术)。;【预备问题】 产生电磁感应的条件是什么？产生磁悬浮现象的机理是什么? 产生磁悬浮的主要方式有那几种？各有什么特点？ 本实验采用什么方法测量磁悬浮力和牵引力的？若要提高测量精度应如何改进？ 本实验采用什么方法测量轴承转速？若要提高测量转速的稳定性应如何改进实验装置？ 铝盘转速与磁悬浮和磁牵引力有什么关系？;【实验仪器】;步进电机将电脉冲转化为角位移，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）;电磁感应与磁悬浮综合实验仪 ;实验时避免两个磁铁相互影响;测力的方向;【实验内容】 ;2、测量铝盘不同转速下磁悬浮力的大小;3、测量铝盘不同转速对轴承转速的影响;4、（选做）分析磁牵引力与悬浮力随距离的变化??律 ;1.安装力传感器和永磁体时，注意检查磁体与铝盘是否有摩擦，摩擦可能导致永磁体飞出，造成伤人事故！;2.传感器支持杆松动下滑，会导致永磁体飞出，立柱上的固定螺丝一定要拧紧！;3.轴承附带的磁铁不要取下;【数据和结果分析】 用多项式拟合不同转速与磁牵引力的依赖关系，确定其函数形式和相关系数。 用多项式拟合不同转速与磁悬浮力的依赖关系，确定其函数形式和相关系数。 用多项式拟合拟合铝盘不同转速对轴承转速的依赖关系，确定其函数形式和相关系数，计算其传动比。 拟合磁悬浮力、磁牵引力随距离改变的变化规律。;电机频率（Hz）;磁悬浮力和磁牵引力随离铝盘高度的变化关系（选做）