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八、涡流现象及其应用
涡流现象及其应用
上一节课我们学****了两种特殊的电磁感应现象—自感现象,现在我们继续来学****另一种特殊的电磁感应现象—涡流。涡流在实际生活中有许多应用,比如:电磁炉、发电机、电动机和变压器等。当然涡流也有利和弊两个方面,我们如何去加以利用?如何去防止呢?
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演示
1、涡流:块状金属在变化的磁场中或在磁场中运动时产生的在金属块内自成闭合回路的感应电流,叫涡电流,简称涡流。
涡流是整块导体发生的电磁感应现象,同样遵守电磁感应定律。由于整块金属的电阻通常很小,故涡流常常很大。
2、涡流的作用效果:
①热效应:
(1)应用
电磁炉(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。)
感应加热:高频感应炉
②机械效应
涡流制动:
导体在磁场中运动时,感应电流使导体受到安培力而总是要阻碍导体的相对运动的现象。
应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等
当磁场相对于导体转动时,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力的作用而运动起来的现象。
应用:感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。
电磁驱动:
演示
演示
线圈转动与磁铁同向,但转速小于磁铁,即同向异步。
电磁阻尼是导体相对于磁场运动,而电磁驱动是磁场相对于导体运动。安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。
③涡流探测:
金属探测器(探雷器、机场安检门等) 。
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:增大回路的电阻。
涡流与前面讲过的在线形闭合电路中的感应电流不同,它是在整块金属内产生的感应电流。
(2)危害:发热浪费能量。
用硅钢片做变压器的铁芯
磁涡流热疗系统是目前治疗肿瘤的一项新的设备。治疗时通过向人体注射纳米级的磁流体粉或者是植入热耔材料,然后利用系统在外界施加交变磁场,由于植入体内的铁磁颗粒居里点温度恒定,因此随着温度变化铁磁颗粒具有自动调温功能。利用计算机制定的治疗计划,经过验证后,通过交变磁场实施,使肿瘤细胞定向高温杀灭,达到治疗目的。这个设备的研制成功标志着在国际上磁流体技术第一次真正意义上用于肿瘤治疗。
磁涡流热疗系统(魔术手):ET-FTH