《高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 第3節(jié) 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 渦流的熱效應(yīng)的主要應(yīng)用素材 魯科版選修3-2（通用）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 第3節(jié) 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 渦流的熱效應(yīng)的主要應(yīng)用素材 魯科版選修3-2（通用）（2頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、渦流的熱效應(yīng)的主要應(yīng)用 1.渦流的熱效應(yīng)的應(yīng)用　　 由于大多數(shù)金屬的電阻率很小，因此不大的感應(yīng)電動勢往往可以在整塊金屬內(nèi)部激起強大的渦流，渦流同樣也要放出焦耳熱。如果是整塊金屬繞上線圈，線圈通入交流，則金屬產(chǎn)生的焦耳熱與交流的頻率的二次方成正比。由此，人們制出了冶煉金屬用的真空高頻感應(yīng)爐。在感應(yīng)爐中，有產(chǎn)生高頻電流的電源，有產(chǎn)生交變磁場的線圈，線圈中間放置一個耐火材料制成的坩堝，用來放待熔化的金屬。整個冶煉過程能在真空中進行，能冶煉出高純度的金屬。現(xiàn)代家庭烹飪食物的一種新型炊具——電磁爐，其原理也是利用電磁感應(yīng)引起的渦流加熱來工作的。 2.防止渦流的熱效應(yīng)的危害 　　渦流產(chǎn)生的焦耳熱

2、也會造成危害，例如渦流的熱效應(yīng)對變壓器和電機的運行極為不利，會導(dǎo)致鐵芯溫度升高，從而危及線圈絕緣材料的使用壽命；要損耗額外的能量,使變壓器和電機的效率降低。如何減少渦流的熱效應(yīng)造成的危害呢？因為焦耳熱與電流的二次方成正比，所以減少渦流更能減少發(fā)熱量。在磁場的磁通量變化率相同的情況下，渦流的大小與回路面積有關(guān)，故可將電機、變壓器的鐵芯改用彼此絕緣的硅鋼片疊合而成來代替。彼此絕緣的硅鋼片越薄，則渦流的回路面積越小，渦流也越小。計算表明：渦流的熱損耗與硅鋼片的厚度的平方成正比。如果金屬中的渦流是由金屬外邊緊密繞著的線圈通入的交變電流的磁場B1產(chǎn)生的，由楞次定律，則渦流的磁場B2與B1?平行，阻礙B1的變化。根據(jù)右手螺旋定則，磁感應(yīng)強度方向垂直于電流（即線圈）所在平面。故金屬中的渦流所在平面與金屬外邊的線圈平面平行。為了減少渦流的回路面積，彼此絕緣的薄硅鋼片的疊合方向要與外邊套上的線圈平面垂直，與交變電流的磁場B1方向平行（渦流的回路最大直徑為薄硅鋼片的厚度）。常見的小型變壓器，薄硅鋼片各表面涂上絕緣漆，兩近似于“F”型薄片交叉對接拼成“曰”形狀的平面，各平面再疊壓在一起，將繞上線圈的方塑料框卡緊，線圈平面與硅鋼片平面互相垂直，這也是為了減少渦流的回路面積，減少渦流的熱損耗。 　　采用薄硅鋼片代替整塊鐵芯的另一原因是硅鋼片的電阻率比一般鋼鐵的電阻率大，從而減少損耗。