电磁感应定律|热力学第一定律( 三 )


熔炼金属
交流的磁场在金属内感应的涡流能产生热效应,这种加热方法与用燃料加热相比有很多优点,除课本所述外还有:加热效率高,达到50~90%;加热速度快;用不同频率的交流可得到不同的加热深度,这是因为涡流在金属内不是均匀分布的,越靠近金属表面层电流越强,频率越高这种现象越
利用涡流加热和熔炼金属------电磁感应
利用涡流加热和熔炼金属------电磁感应
显著,称为“趋肤效应” 。工业上把感应加热依频率分为四种:工频(50赫);中频(0.5~8千赫);超音频(20~60千赫);高频(60~600千赫) 。工频交流直接由配电变压器提供;中频交变电流由三相电动机带动中频发电机或用可控硅逆变器产生;超音频和高频交流由大功率电子管振荡器产生 。
无心式感应熔炉的用途是熔炼铸铁、钢、合金钢和铜、铝等有色金属 。所用交流的频率要随坩锅能容纳的金属质量多少来选择,以取得最好的效果 。例如:5千克的用20千赫,100千克的用2.5千赫,5吨的用1千赫以至50千赫 。
冶炼锅内装入被冶炼的金属,让高频交变电流通过线圈,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,能避免有害杂质混入被冶炼的金属中,适于冶炼特种合金和特种钢 。
感应加热法也广泛用于钢件的热处理,如淬火、回火、表面渗碳等,例如齿轮、轴等只需要将表面淬火提高百思特网硬度、增加耐磨性,可以把它放入通有高频交流的空心线圈中,表面层在几秒钟内就可上升到淬火需要的高温,颜色通红,而其内部温度升高很少,然后用水或其他淬火剂迅速冷却就可以了,其他的热处理工艺,可根据需要的加热深度选用中频或工频等 。
电动机
发电机可以“反过来”运作,成为电动机 。例如,用法拉第碟片这例子,设一直流电流由电压驱动,通过导电轴臂 。然后由洛伦兹力定律可知,行进中的电荷受到磁场B的力,而这股力会按佛来明左手定则订下的方向来转动碟片 。在没有不可逆效应(如摩擦或焦耳热)的情况下,碟片的转动速率必需使得dB/dt等于驱动电流的电压 。
变压器
法拉第定律所预测的电动势,同时也是变压器的运作原理 。当线圈中的电流转变时,转变中的电流生成一转变中的磁场 。在磁场作用范围中的第二条电线,会感受到磁场的转变,于是自身的耦合磁通量也会转变(dB/dt) 。因此,第二个线圈内会有电动势,这电动势被称为感应电动势或变压器电动势 。如果线圈的两端是连接着一个电负载的话,电流就会流动 。
重要意义
法拉第的实验表明,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化就有电流产生 。这种现象称为电磁感应现象,所产生的电流称为感应电流 。
法拉第根据大量实验事实总结出了如下定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比 。
感应电动势用表示,即=n/t这就是法拉第电磁感应定律 。
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电和磁现象之间的相互联系 。法拉第电磁感应定律的重要意义在于,一方面,依据电磁感应的原理,人们制造出了发电机,电能的大规模生产和远距离输送成为可能;另一方面,电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用 。人类社会从此迈进了电气化时代 。
电磁感应定律|热力学第一定律

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