HYDAC VD5C.0 電磁閥

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 濟(jì)南友田機(jī)械設(shè)備有限公司，主營(yíng)各種進(jìn)口工業(yè)機(jī)械設(shè)備及其配件，儀器儀表，實(shí)驗(yàn)室器材，化學(xué)試劑。公司專(zhuān)注于進(jìn)口歐美工業(yè)產(chǎn)品，各種工業(yè)配件，儀器小到工業(yè)用的螺絲，大到幾百公斤重的電機(jī)。公司現(xiàn)在美國(guó)，德國(guó)，意大利分別設(shè)有辦事處和庫(kù)房，采用就近采購(gòu)原則，節(jié)省了采購(gòu)成本，從而讓利于客戶(hù)，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和貨期。

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電磁閥（Electromagnetic valve）是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動(dòng)。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，較常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。

電磁感應(yīng)（Electromagnetic induction）現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。此電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感生電動(dòng)勢(shì)，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動(dòng)勢(shì)會(huì)驅(qū)使電子流動(dòng)，形成感應(yīng)電流（感生電流）邁克爾·法拉第是一般被認(rèn)定為于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)的人，雖然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能對(duì)此有所預(yù)見(jiàn)。

電磁感應(yīng)是指因?yàn)榇磐孔兓a(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，是電磁學(xué)領(lǐng)域中偉大的成就之一。它不僅揭示了電與磁之間的內(nèi)在系，而且為電與磁之間的相互轉(zhuǎn)化奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，為人類(lèi)獲取巨大而廉價(jià)的電能開(kāi)辟了道路，在實(shí)用上有重大意義。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著一場(chǎng)重大的工業(yè)和技術(shù)革命的到來(lái)。事實(shí)證明，電磁感應(yīng)在電工、電子技術(shù)、電氣化、自動(dòng)化方面的廣泛應(yīng)用對(duì)推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。

若閉合電路為一個(gè)n匝的線(xiàn)圈，則瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)又可表示為：ε =n*ΔΦ/Δt（Δt→0）。式中n為線(xiàn)圈匝數(shù)，ΔΦ為磁通量變化量，單位Wb（韋伯） ，Δt為發(fā)生變化所用時(shí)間，單位為s（秒）。ε 為產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，單位為V（伏特，簡(jiǎn)稱(chēng)伏）。電磁感應(yīng)俗稱(chēng)磁生電，多應(yīng)用于發(fā)電機(jī)。

基本概念

編輯

1831年，一位叫邁克爾.法拉第的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了磁與電之間的相互系和轉(zhuǎn)化關(guān)系。只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)（Electromagnetic induction），產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件有兩點(diǎn)（缺一不可）。

l 閉合電路。

l 穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

讓磁通量發(fā)生變化的方法有兩種，如圖1所示。一種方法是讓閉合電路中的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)；另一種方法是讓磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

圖1 產(chǎn)生磁通量的方法

磁通量

設(shè)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，平面的面積為S。(1)定義：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，叫做穿過(guò)這

電磁感應(yīng)

個(gè)面的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通。

(2)定義式：Φ=BS

當(dāng)平面與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)：

Φ=BS⊥=BScosθ（θ為兩個(gè)平面的二面角）

(3)物理意義

垂直穿過(guò)某個(gè)面的磁感線(xiàn)條數(shù)表示穿過(guò)這個(gè)面的磁通量。

(4)單位：在單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡(jiǎn)稱(chēng)韋，符號(hào)是Wb。

1Wb=1T·1m2=1V·s。

（5）標(biāo)量性：磁通量是標(biāo)量，但是有正負(fù)之分，

現(xiàn)象

(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。

(2)感應(yīng)電流：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流。

電磁灶是應(yīng)用電磁感應(yīng)圖片

(3)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件：

①兩種不同表述

a．閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)

b．穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化

②兩種表述的比較和統(tǒng)一

a．兩種情況產(chǎn)生感應(yīng)電流的根本原因不同

閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，是導(dǎo)體中的自由電子隨導(dǎo)體一起運(yùn)動(dòng)，受到的洛倫茲力的一個(gè)分力使自由電子發(fā)生定向移動(dòng)形成電流，這種情況產(chǎn)生的電流有時(shí)稱(chēng)為動(dòng)生電流。

穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)電磁場(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)使導(dǎo)體中的自由電子定向移動(dòng)形成電流，這種情況產(chǎn)生的電流稱(chēng)為感應(yīng)電流或感生電流。

b．兩種表述的統(tǒng)一

兩種表述可統(tǒng)一為穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

③產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件

不論用什么方法，只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流生。

條件：a．閉合電路；b．一部分導(dǎo)體 ； c．做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

能量的轉(zhuǎn)化

能的轉(zhuǎn)化守恒定律是自然界普遍規(guī)律，同樣也適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

(1)定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。方向是由低電勢(shì)指向高電勢(shì)。(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件：穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化。

(3)物理意義：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象本質(zhì)的物理量。

電磁感應(yīng)式

(4)方向規(guī)定：內(nèi)電路中的感應(yīng)電流方向，為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。

（5）反電動(dòng)勢(shì)：在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為反電動(dòng)勢(shì)。

相關(guān)知識(shí)

編輯

電磁感應(yīng)部分涉及三個(gè)方面的知識(shí)：

一是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律。電磁感應(yīng)研究的是其

電磁感應(yīng)式

他形式能轉(zhuǎn)化為電能的特點(diǎn)

電磁感應(yīng)燈

和規(guī)律，其核心是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。

楞次定律表述為：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。即要想獲得感應(yīng)電流(電能)必須克服感應(yīng)電產(chǎn)生的安培力做功，需外界做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。法拉第電磁感應(yīng)定律是反映外界做功能力的，磁通量的變化率越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，外界做功的能力也越大。

二是電路及力學(xué)知識(shí)。主要討論電能在電路中傳輸、分配，并通過(guò)用電器轉(zhuǎn)化成其他形式能的特點(diǎn)規(guī)律。在實(shí)際應(yīng)用中常常用到電路的三個(gè)規(guī)律(歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)和力學(xué)中的牛頓定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理和能量守恒定律等概念。

三是右手定則。右手平展，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)。把右手放入磁場(chǎng)中，若磁力線(xiàn)垂直進(jìn)入手心（當(dāng)磁感線(xiàn)為直線(xiàn)時(shí)，相當(dāng)于手心面向N極），大拇指指向?qū)Ь€(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指方向?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)中感應(yīng)電流的方向。

電磁學(xué)中，右手定則判斷的主要是與力無(wú)關(guān)的方向。為了方便記憶，并與左手定則區(qū)分，可以記憶成：左力右電（即左手定則判斷力的方向，右手定則判斷電流的方向）?；蛘咦罅τ腋?、左生力右通電。

計(jì)算公式

編輯

1.[感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小計(jì)算公式]

1)E=nΔΦ/Δt（普適公式）{法拉第電磁感應(yīng)定律，E：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(V)，n：感應(yīng)線(xiàn)圈匝數(shù)，ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}。

2)E=BLVsinA(切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)) E=BLV中的v和L不可以和磁感線(xiàn)平行，但可以不和磁感線(xiàn)垂直，其中sinA為v或L與磁感線(xiàn)的夾角。{L:有效長(zhǎng)度(m)}，一般用于求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但也可求平均電動(dòng)勢(shì)。

3)Em=nBSω（交流發(fā)電機(jī)大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）{Em:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值}。

手持式電磁感應(yīng)

4)E=B(L^2)ω/2（導(dǎo)體一端固定以ω旋轉(zhuǎn)切割）{ω：角速度(rad/s)，V:速度(m/s)，(L^2)指的是L的平方}。

2.磁通量Φ=BS {Φ：磁通量(Wb),B:勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(T),S:正對(duì)面積(m2)} 計(jì)算公式△Φ=Φ1-Φ2 ，△Φ=B△S=BLV△t。

3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極可利用感應(yīng)電流方向判定{電源內(nèi)部的電流方向：由負(fù)極流向正極}。

4.自感電動(dòng)勢(shì)E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(shù)(H)(線(xiàn)圈L有鐵芯比無(wú)鐵芯時(shí)要大)，ΔI:變化電流，Δt:所用時(shí)間，ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}。

△特別注意 Φ， △Φ ，△Φ/△t無(wú)必然系，E與電阻無(wú)關(guān) E=n△Φ/△t 。 電動(dòng)勢(shì)的單位是伏V ，磁通量的單位是韋伯Wb ，時(shí)間單位是秒s。

定律

編輯

發(fā)現(xiàn)

1820年H.C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)后，許多物理學(xué)家便試圖尋找它的逆效應(yīng)，

邁克爾·法拉第

提出了磁能否產(chǎn)生電，磁能否對(duì)電作用的問(wèn)題，1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在測(cè)量地磁強(qiáng)度時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)金屬對(duì)附近磁針的振蕩有阻尼作用。1824年，阿喇戈根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象做了銅盤(pán)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤(pán)會(huì)帶動(dòng)上方自由懸掛的磁針旋轉(zhuǎn)，但磁針的旋轉(zhuǎn)與銅盤(pán)不同步，稍滯后。電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)是早發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但由于沒(méi)有直接表現(xiàn)為感應(yīng)電流，當(dāng)時(shí)未能予以說(shuō)明。

1831年8月，M.法拉第在軟鐵環(huán)兩側(cè)分別繞兩個(gè)線(xiàn)圈 ，其一為閉合回路，在導(dǎo)線(xiàn)下端附近平行放置一磁針，另一與電池組相連，接開(kāi)關(guān)，形成有電源的閉合回路。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合上開(kāi)關(guān)，磁針偏轉(zhuǎn)；切斷開(kāi)關(guān)，磁針?lè)聪蚱D(zhuǎn)，這表明在無(wú)電池組的線(xiàn)圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電流。法拉第立即意識(shí)到，這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)，把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為 5 類(lèi) ：變化的電流 ， 變化的磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的恒定電流，運(yùn)動(dòng)的磁鐵，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。進(jìn)而，法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下不同金屬導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成正比，他由此認(rèn)識(shí)到，感應(yīng)電流是由與導(dǎo)體性質(zhì)無(wú)關(guān)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，即使沒(méi)有回路沒(méi)有感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)依然存在。

1862年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表了論文“論物理力線(xiàn)”，引出位移電流的概念，指出變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。

1864年，麥克斯韋在論文“電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論”中，運(yùn)用場(chǎng)論觀點(diǎn)演繹了系統(tǒng)的電磁理論并預(yù)見(jiàn)了電磁波的存在。

1873年，麥克斯韋在《電磁學(xué)通論》一書(shū)中全面地總結(jié)了19世紀(jì)中葉之前庫(kù)侖、高斯、歐姆、安培、畢奧、薩伐爾、法拉第等人的系列發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)科學(xué)的假設(shè)和合理的邏輯思維，*次完整地建立了電場(chǎng)理論體系，將電場(chǎng)理論用簡(jiǎn)潔、對(duì)稱(chēng)、*的數(shù)學(xué)形式表示出來(lái)，后來(lái)經(jīng)赫茲等人整理成為經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)主要基礎(chǔ)的麥克斯韋方程組。

1888年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在。 [1] 

法拉第演示電磁感應(yīng)

后來(lái)，給出了確定感應(yīng)電流方向的楞次定律以及描述電磁感應(yīng)定量規(guī)律的法拉第電磁感應(yīng)定律。并按產(chǎn)生原因的不同，把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)兩種，前者起源于洛倫茲力，后者起源于變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的有旋電場(chǎng)。

法拉第定律初是一條基于觀察的實(shí)驗(yàn)定律。后來(lái)被正式化，其偏導(dǎo)數(shù)的限制版本，跟其他的電磁學(xué)定律一塊被列麥克斯韋方程組的現(xiàn)代亥維賽版本。

法拉第電磁感應(yīng)定律是基于法拉第于1831年所作的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)效應(yīng)被約瑟夫·亨利大約同時(shí)發(fā)現(xiàn)，但法拉第的發(fā)表時(shí)間較早。

見(jiàn)·麥克斯韋討論電動(dòng)勢(shì)的原著。

于1834年由俄科學(xué)家海因里希·楞次發(fā)現(xiàn)的楞次定律，提供了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，及生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電流方向。

描述

因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，閉合電路的一部份導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流稱(chēng)為感應(yīng)電流。這是初中物理課本為便于學(xué)生理解所定義的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不能全面概括電磁感現(xiàn)象：閉合線(xiàn)圈面積不變，改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁通量也會(huì)改變，也會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所以準(zhǔn)確的定義如下：因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。 [2] 

電磁感應(yīng)定律

條件

1.電路是閉合且流通的。

電磁感應(yīng)

2.穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

3.電路的一部分在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)就是為了保證閉合電路的磁通量發(fā)生改變）(只能部分切割，全部切割無(wú)效)(如果缺少一個(gè)條件，就不會(huì)有感應(yīng)電產(chǎn)生).。

4.感應(yīng)電產(chǎn)生的微觀解釋?zhuān)弘娐返囊徊糠衷谧銮懈畲鸥芯€(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于電路的一部分內(nèi)的自由電子在磁場(chǎng)中作不沿磁感線(xiàn)方向的運(yùn)動(dòng)，故自由電子會(huì)受洛倫茲力的作用在導(dǎo)體定向移動(dòng)，若電路的一部分處在閉合回路中就會(huì)形成感應(yīng)電流，若不是閉合回路，兩端就會(huì)積聚電荷產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

5.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中之所以強(qiáng)調(diào)閉合電路的“一部分導(dǎo)體”，是因?yàn)楫?dāng)整個(gè)閉合電路切割磁感線(xiàn)時(shí)，左右兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別為逆時(shí)針和順時(shí)針，對(duì)于整個(gè)電路來(lái)講電流抵消了。

6.電磁感應(yīng)中的能量關(guān)系：電磁感應(yīng)是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，例如可以將重力勢(shì)能，動(dòng)能等轉(zhuǎn)化為電能，熱能等。

重要實(shí)驗(yàn)

在一個(gè)空心紙筒上繞上一組和電流計(jì)聯(lián)接的導(dǎo)體線(xiàn)圈，當(dāng)磁棒插進(jìn)線(xiàn)圈的過(guò)程中，電流

電磁感應(yīng)

計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而在磁棒從線(xiàn)圈內(nèi)抽出的過(guò)程中，電流計(jì)的指針則發(fā)生反方向的偏轉(zhuǎn)，磁棒插進(jìn)或抽出線(xiàn)圈的速度越快，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的角度越大.但是當(dāng)磁棒不動(dòng)時(shí)，電流計(jì)的指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)。

對(duì)于線(xiàn)圈來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)的磁棒意味著它周?chē)拇艌?chǎng)發(fā)生了變化，從而使線(xiàn)圈感生出電流.法拉第終于實(shí)現(xiàn)了他多年的夢(mèng)想——用磁的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電！奧斯特和法拉第的發(fā)現(xiàn)，深刻地揭示了一組極其美妙的物理對(duì)稱(chēng)性：運(yùn)動(dòng)的電產(chǎn)生磁，運(yùn)動(dòng)的磁產(chǎn)生電。

不僅磁棒與線(xiàn)圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以使線(xiàn)圈出現(xiàn)感應(yīng)電流，一個(gè)線(xiàn)圈中的電流發(fā)生了變化，也可以使另一個(gè)線(xiàn)圈出現(xiàn)感應(yīng)電流。

將線(xiàn)圈通過(guò)開(kāi)關(guān)k與電源連接起來(lái)，在開(kāi)關(guān)k合上或斷開(kāi)的過(guò)程中，線(xiàn)圈2就會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流. 如果將與線(xiàn)圈1連接的直流電源改成交變電源，即給線(xiàn)圈1提供交變電流，也引起線(xiàn)圈出現(xiàn)感應(yīng)電流. 這同樣是因?yàn)?，線(xiàn)圈1的電流變化導(dǎo)致線(xiàn)圈2周?chē)拇艌?chǎng)發(fā)生了變化。

科技應(yīng)用

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動(dòng)圈式話(huà)筒

在劇場(chǎng)里，為了使觀眾能聽(tīng)清演員的聲音，常常需要把聲音放大，放大聲音的裝

話(huà)筒的工作原理-----電磁感應(yīng)

置主要包括話(huà)筒，擴(kuò)音器和揚(yáng)聲器三部分。話(huà)筒是把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置。圖2是動(dòng)圈式話(huà)筒構(gòu)造原理圖，它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，當(dāng)聲波使金屬膜片振動(dòng)時(shí)，連接在膜片上的線(xiàn)圈（叫做音圈）隨著一起振動(dòng)，音圈在永磁鐵的磁場(chǎng)里振動(dòng)，其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號(hào)），感應(yīng)電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音。

磁帶錄音機(jī)

磁帶錄音機(jī)主要由機(jī)內(nèi)話(huà)筒、磁帶、錄放磁頭、放大電路、揚(yáng)聲器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成，是錄音機(jī)的錄、放原理示意圖。錄音時(shí)，聲音使話(huà)筒中產(chǎn)生隨聲音而變化的感應(yīng)電流——音頻電流，音頻電流經(jīng)放大電路放大后，進(jìn)入錄音磁頭的線(xiàn)圈中，在磁頭的縫隙處產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場(chǎng)。磁帶緊貼著磁頭縫隙移動(dòng)，磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號(hào)。

放音是錄音的逆過(guò)程，放音時(shí)，磁帶緊貼著放音磁頭的縫隙通過(guò)，磁帶上變化的磁場(chǎng)使放音磁頭線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的變化跟記錄下的磁信號(hào)相同，所以線(xiàn)圈中產(chǎn)生的是音頻電流，這個(gè)電流經(jīng)放大電路放大后，送到揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器把音頻電流還原成聲音。

在錄音機(jī)里，錄、放兩種功能是合用一個(gè)磁頭完成的，錄音時(shí)磁頭與話(huà)筒相連；放音時(shí)磁頭與揚(yáng)聲器相連。

汽車(chē)車(chē)速表

汽車(chē)駕駛室內(nèi)的車(chē)速表是指示汽車(chē)行駛速度的儀表。它是利用電磁感應(yīng)原理，使

汽車(chē)車(chē)速表------電磁感應(yīng)

表盤(pán)上指針的擺角與汽車(chē)的行駛速度成正比。車(chē)速表主要由驅(qū)動(dòng)軸、磁鐵、速度盤(pán)，彈簧游絲、指針軸、指針組成。其中永磁鐵與驅(qū)動(dòng)軸相連。在表殼上裝有刻度為公里/小時(shí)的表盤(pán)。

永磁鐵的磁感線(xiàn)方向如圖1所示。其中一部分磁感線(xiàn)將通過(guò)速度盤(pán)，磁感線(xiàn)在速度盤(pán)上的分布是不均勻的，越接近磁極的地方磁感線(xiàn)數(shù)目越多。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則通過(guò)速度盤(pán)上各部分的磁感線(xiàn)將依次變化，順著磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的前方，磁感線(xiàn)的數(shù)目逐漸增加，而后方則逐漸減少。由法拉第電磁感應(yīng)原理知道，通過(guò)導(dǎo)體的磁感線(xiàn)數(shù)目發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。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(xiàn)的方向是阻礙（非阻止）原來(lái)磁場(chǎng)的變化。用楞次定律判斷出，順著磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的前方，感應(yīng)電產(chǎn)生的磁感線(xiàn)與磁鐵產(chǎn)生的磁感線(xiàn)方向相反，因此它們之間互相排斥；反之后方感應(yīng)產(chǎn)生的磁感線(xiàn)方向與磁鐵產(chǎn)生的磁感線(xiàn)方向相同，因此它們之間相互吸引。由于這種吸引作用，速度盤(pán)被磁鐵帶著轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)軸及指針也隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

為了使指針能根據(jù)不同車(chē)速停留在不同位置上，在指針軸上裝有彈簧游絲，游絲的另一端固定在鐵殼的架上。當(dāng)速度盤(pán)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)它與久磁鐵帶動(dòng)速度盤(pán)的力矩相等時(shí)，則速度盤(pán)停留在那個(gè)位置而處于平衡狀態(tài)。這時(shí)，指針軸上的指針便指示出相應(yīng)的車(chē)速數(shù)值。

久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和汽車(chē)行駛速度成正比。當(dāng)汽車(chē)行駛速度增大時(shí)，在速度盤(pán)中感應(yīng)的電流及相應(yīng)的帶動(dòng)速度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩將按比例地增加，使指針轉(zhuǎn)過(guò)更大的角度，因此車(chē)速不同指針指出的車(chē)速值也相應(yīng)不同。當(dāng)汽車(chē)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。

熔煉金屬

交流的磁場(chǎng)在金屬內(nèi)感應(yīng)的渦流能產(chǎn)生熱效應(yīng)，這種加熱方法與用燃料加熱相比有很多優(yōu)點(diǎn)，除課本所述外還有：加熱效率高，達(dá)到50～90%；加熱速度快；用不同頻率的交流可得到不同的加熱深度，這是因?yàn)闇u流在金屬內(nèi)不是均勻分布的，越靠近金屬表面層電流越強(qiáng)，頻率越高這種現(xiàn)象越

利用渦流加熱和熔煉金屬------電磁感應(yīng)

顯著，稱(chēng)為“趨膚效應(yīng)”。工業(yè)上把感應(yīng)加熱依頻率分為四種：工頻（50赫）；中頻（0.5～8千赫）；超音頻（20～60千赫）；高頻（60～600千赫）。工頻交流直接由配電變壓器提供；中頻交變電流由三相電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)中頻發(fā)電機(jī)或用可控硅逆變器產(chǎn)生；超音頻和高頻交流由大功率電子管振蕩器產(chǎn)生。

無(wú)心式感應(yīng)熔爐的用途是熔煉鑄鐵、鋼、合金鋼和銅、鋁等有色金屬。所用交流的頻率要隨坩鍋能容納的金屬質(zhì)量多少來(lái)選擇，以取得的效果。例如：5千克的用20千赫，100千克的用2.5千赫，5噸的用1千赫以至50千赫。

冶煉鍋內(nèi)裝入被冶煉的金屬，讓高頻交變電流通過(guò)線(xiàn)圈，被冶煉的金屬中就產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱使金屬熔化這種冶煉方法速度快，溫度容易控制，能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉的金屬中，適于冶煉特種合金和特種鋼。

感應(yīng)加熱法也廣泛用于鋼件的熱處理，如淬火、回火、表面滲碳等，例如齒輪、軸等只需要將表面淬火提高硬度、增加耐磨性，可以把它放入通有高頻交流的空心線(xiàn)圈中，表面層在幾秒鐘內(nèi)就可上升到淬火需要的高溫，顏色通紅，而其內(nèi)部溫度升高很少，然后用水或其他淬火劑迅速冷卻就可以了，其他的熱處理工藝，可根據(jù)需要的加熱深度選用中頻或工頻等。

電動(dòng)機(jī)

發(fā)電機(jī)可以“反過(guò)來(lái)”運(yùn)作，成為電動(dòng)機(jī)。例如，用法拉第碟片這例子，設(shè)一直流電流由電壓驅(qū)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)電軸臂。然后由洛倫茲力定律可知，行進(jìn)中的電荷受到磁場(chǎng)B的力，而這股力會(huì)按佛來(lái)明左手定則訂下的方向來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)碟片。在沒(méi)有不可逆效應(yīng)（如摩擦或焦耳熱）的情況下，碟片的轉(zhuǎn)動(dòng)速率必需使得dΦB/dt等于驅(qū)動(dòng)電流的電壓。

變壓器

法拉第定律所預(yù)測(cè)的電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)也是變壓器的運(yùn)作原理。當(dāng)線(xiàn)圈中的電流轉(zhuǎn)變時(shí)，轉(zhuǎn)變中的電流生成一轉(zhuǎn)變中的磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)作用范圍中的第二條電線(xiàn)，會(huì)感受到磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)變，于是自身的耦合磁通量也會(huì)轉(zhuǎn)變（dΦB/dt）。因此，第二個(gè)線(xiàn)圈內(nèi)會(huì)有電動(dòng)勢(shì)，這電動(dòng)勢(shì)被稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或變壓器電動(dòng)勢(shì)。如果線(xiàn)圈的兩端是連接著一個(gè)電負(fù)載的話(huà)，電流就會(huì)流動(dòng)。

重要意義

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法拉第的實(shí)驗(yàn)表明，只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化就有電產(chǎn)生。這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所產(chǎn)生的電流稱(chēng)為感應(yīng)電流。

法拉第根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)總結(jié)出了如下定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通變化率成正比。

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用ε表示，即ε=nΔΦ/Δt這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。

電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中重大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電和磁現(xiàn)象之間的相互系。法拉第電磁感應(yīng)定律的重要意義在于，一方面，依據(jù)電磁感應(yīng)的原理，人們制造出了發(fā)電機(jī)，電能的大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送成為可能；另一方面，電磁感應(yīng)現(xiàn)象在電工技術(shù)、電子技術(shù)以及電磁測(cè)量等方面都有廣泛的應(yīng)用。人類(lèi)社會(huì)從此邁進(jìn)了電氣化時(shí)代。