7:涡流、电磁阻尼和电磁驱动 学案【学习目标】(1)、知道涡流是如何产生的(2)、知道涡流的利与弊,以及如何利用和防止涡流(3)、通过旧知识分析新问题弄清涡流的产生原因(3)、利用理论联系实际的方法加深理解涡流【学习重点】涡流的产生原因和涡流的作用【学习难点】涡流的产生原因【学习方法】实验法、探究法【学习过程】一、知能准备1.涡流概念: 2.涡流产生原因: 3.涡流的利用与控制(1)利用—— (2)控制—— 4.电磁驱动原理: 二、疑难分析:(一)涡流定义 块状金属放在变化的磁场中,或让它在磁场中运动,金属块内有感应电场产生,从而形成闭合回路,这时感生电场力可以在整块金属内部引起闭合涡旋状的感应电流,所以叫做涡电流
“涡电流”简称涡流
(二)涡流的热效应 当变压器的线圈中通过交变电流时,在铁芯内部有变化的磁场,因而产生感生电场,引起涡流
涡流在通过电阻时也要放出焦耳热
1.应用:利用的热效应进行加热的方法称为感应加热
而涡流的大小和磁通量变化率成正比,磁场变化的频率越高,导体里的涡流也越大
实际上,一般使用高频交流电激发涡流
如:A.高频焊接:线圈中通以高频交流电时,待焊接的金属工件中就产生感应电流(涡电流)
由于焊缝处的接触电阻很大,放出的焦耳热很多,致使温度升得很高,将金属熔化,焊接在一起
我国产生的自行车架就是用这种方法焊接的
B.高频感应炉 高频感应炉利用涡流来熔化金属
图是冶炼金属的感应炉的示意图.冶炼锅内装入被冶炼的金属,线圈通上高频交变电流,这时被冶炼的金属中就产生很强的涡流,从而产生大量的热使金属熔化.这种冶炼方法速度快,温度容易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中,因此适于冶炼特种合金和特种钢. 2.控制:导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时,因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗
涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状