南师大电磁学PPT、hgq电磁感应的应用课件.ppt

维持电子在恒定圆形轨道上运动的条件 * 一、电子感应加速器 §3-4 电磁感应的应用 大型电磁铁的两极间安放一个环形真空室。用强大的交变电流来励磁，使真空室处于交变的磁场中，从而感应出很强的涡旋电场。将电子注入环形室，它们在洛仑兹力的作用下沿圆形轨道运动，同时又被涡旋电场加速，能量可达到几百MeV。常用在医疗、工业探伤中。 指向圆心 洛仑兹力： 电场力： 电子受力： 磁场的作用： (1)产生涡旋电场，使电子被加速。 (2)使电子受到洛仑兹力，沿圆形轨道运动。 磁场增强 使磁场按一定规律增强，则电子在速度增加的同时，其轨道仍可保持稳定。 电子感应加速器 在励磁电流交变的一个周期中，只有1/4区间能用于加速电子。 （1） （2） 二、涡电流 将导体放入变化的磁场中时，由于在变化的磁场周围存在着涡旋的感生电场，感生电场作用在导体内的自由电荷上，使电荷在金属内部沿一个一个的闭合回路运动，形成涡电流，也称涡流。 I涡 三、涡电流的应用 1、工频感应炉的应用 在冶金工业中，某些熔化活泼的稀有金属在高温下容易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚外绕着通有交流电的线圈，对金属加热，防止氧化。 抽真空 抽真空 显像管 2、 用涡电流加热金属电极 在制造电子管、显像管或激光管时，在做好后要抽气封口，但管子里金属电极上吸附的气体不易很快放出，必须加热到高温才能放出而被抽走。 接高频发生器 利用涡电流加热的方法，一边加热，一边抽气，然后封口。 3、电磁炉 电磁炉加热时炉体本身并不发热，在炉内有一线圈，当接通交流电时，在炉体周围产生交变的磁场。 当金属容器放在炉上时，在容器上产生涡电流，使容器发热，达到加热食物的目的。 4、高频焊接 线圈中有高频交流电时，待焊接的金属工件中产生感应电流。由于焊缝处的电阻很大，产生的热量很多，致使温度升高，将金属熔化而焊接在一起。交流电的频率越高，焊缝处产生的热量越大。 5、电度表记录电量 电度表记录用电量，就是利用通有交流电的铁心产生交变的磁场，在缝隙处铝盘上产生涡电流. o o’ 由于磁通与涡流的相互作用而产生转动力矩使圆盘转动. 圆盘以正比于负载电流的转速运动. 圆盘的转动经蜗杆传动到计度器,计度器的示数就是电路中实际所使用的电能。 N S 6、 阻尼摆 由楞次定律，涡流的方向总是使其产生的磁场阻碍产生涡流的原因，即阻碍导体和磁场的相对运动。 金属摆的摆动受到阻力而迅速停止。 应用于许多电磁仪表中指针 探雷器能辐射出电磁场，当探头靠近金属壳或装有金属引信、电路等部件的地雷时，便受激产生涡流，涡流又产生新的电磁场作用于探头，从而引起震荡器频率发生变化，使探雷器的报警装置—耳机中的声调改变，探雷手便可判断出是否有地雷。　　 7、电子探雷器 由于涡电流在导体中产生热效应，在制造变压器时，就不能把铁心制成实心的，因为实心变压器工作时在铁心中产生较大的涡电流，使铁心发热，造成漆包线绝缘性能下降，引发事故。 因此在制作变压器铁心时，用多片硅钢片叠合而成，使导体横截面减小，涡电流也较小。 四、涡电流的危害 电动机的转子和定子也都是用片状的软磁性材料叠合制成的。 趋肤效应 (skin effect ) 当交变电流通过导线时，电流密度在导线横截面上的分布是不均匀的，并随着电流变化频率的升高，电流将越来越集中于导线的表面附近，导线内部的电流却越来越小的现象称为趋肤效应。 引起趋肤效应的原因就是涡流。 涡流i的方向在导体内部总与电流I变化趋势相反，阻碍I变化，在导体表面附近，却与I变化趋势相同。交变电流不易在导体内部流动，而易于在导体表面附近流动，形成趋肤效应。 I B i i *