電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其在實際生活中的應(yīng)用研究

張文熙

（山東省北鎮(zhèn)中學(xué) 山東 濱州 256600）

1 引言

電磁感應(yīng)現(xiàn)象對電與磁的關(guān)系進(jìn)行了揭示，由此也就使電能的開辟獲得了新的道路，這對于人們的生活的意義是重大的。另外，隨著電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，也就意味著技術(shù)革命的產(chǎn)生。從現(xiàn)在的情形看來，由于電子技術(shù)與電磁測量正在生活和工作中發(fā)揮著越來越重要的作用，也就代表著電氣化時代的到來。

2 電磁感應(yīng)現(xiàn)象研究

我們知道，之所以發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這跟電流是有關(guān)的。在磁場中，當(dāng)部分導(dǎo)體位于閉合電路中，并且進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動，那么導(dǎo)體中會有電流產(chǎn)生。通過電磁感應(yīng)的本質(zhì)即磁通量的改變。在物理學(xué)中，電磁學(xué)是一個重要的內(nèi)容。電流磁效應(yīng)的出現(xiàn)使很多物理學(xué)家開始進(jìn)行了一些思考，英國物理學(xué)家、化學(xué)家邁克爾?法拉第就是其中的一個。早在19世紀(jì)二十年代，他就發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線繞磁鐵轉(zhuǎn)動現(xiàn)象，在進(jìn)行了多年的奮斗之后，他在19世紀(jì)三十年代獲得了一些相關(guān)成果。電磁感應(yīng)試驗的主要操作步驟是：兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上，一個線圈接電流表，另一個線圈接直流電源。借助該試驗，可發(fā)現(xiàn)在連接直流電源的線圈電路接通或斷開的時候，有瞬間電流產(chǎn)生。事實上，在這個試驗中，鐵環(huán)的效果沒有發(fā)揮出來，假設(shè)不使用鐵環(huán)，這種現(xiàn)象也會發(fā)生。進(jìn)一步地，為了對電磁感應(yīng)現(xiàn)象有更深層次的了解，法拉第在后續(xù)的一段時間內(nèi)進(jìn)行了大量試驗。最后，法拉第在1831年11月24日的報告中，將該現(xiàn)象定義為“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”，最終得到了結(jié)論：假設(shè)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變，那么就會有電流在閉合電路中產(chǎn)生。

3 電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用

3.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象在變壓器中的應(yīng)用

電能與信號之所以能夠在電路之間進(jìn)行傳遞，這跟電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用是有很大的關(guān)系的。通過變壓器，可以對交流電源和電流、阻抗做交換。當(dāng)交流電流通過初級線圈之后，鐵芯中會有交流磁通產(chǎn)生，在次級線圈內(nèi)，會有電壓產(chǎn)生。在變壓器中，鐵芯和線圈是非常重要的組成部分，繞圈上的繞組的數(shù)量通常要大于2。在發(fā)電機(jī)中，有兩種情形會在線圈中感應(yīng)得到電勢，不管是磁場運(yùn)動經(jīng)過固定線圈，還是線圈運(yùn)動經(jīng)過磁場，與線圈連接的磁通數(shù)量會有改變，這就是互感應(yīng)的原理。在對電磁互感應(yīng)原理的利用的過程中，變壓器實現(xiàn)了電壓電流和阻抗之間的轉(zhuǎn)換。

3.2 電磁感應(yīng)現(xiàn)象在電磁爐中的應(yīng)用

在我們生活中，電磁爐是非常常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象的例子。電磁爐不但能夠使食物快速加溫，而且使我們的日常飲食更加便捷。通過對電磁爐的工作原理進(jìn)行仔細(xì)分析，可知其工作原理也是電磁感應(yīng)。通過觀察電磁爐的外觀，可知其中耐熱陶瓷板位于爐面上，在陶瓷板下方有安裝線圈，當(dāng)這些線圈進(jìn)入交變電流之后，會有磁場產(chǎn)生。當(dāng)不銹鋼鍋的鍋底通過磁力線，會有渦流產(chǎn)生，進(jìn)而產(chǎn)生熱量，使鍋底溫度升高，進(jìn)而傳遞熱量給食物。電磁爐爐臺臺面一般是選取特制的陶瓷平板，這種陶瓷平板不僅耐沖擊，而且強(qiáng)度高。在扁平空心螺旋狀感應(yīng)加熱線圈中加入高頻交流電，最后使高頻交變磁場得以形成。當(dāng)磁力線穿透陶瓷臺板，會在金屬鍋上產(chǎn)生作用，進(jìn)一步地，隨著電磁感應(yīng)的產(chǎn)生，不銹鋼鍋中會渦流產(chǎn)生。渦流可以使電能變?yōu)闊崮埽瑥亩鵀椴讳P鋼鍋提供源源不斷的熱能。

3.3 電磁感應(yīng)現(xiàn)象在汽車車速表中的應(yīng)用

在汽車駕駛室中，如果安裝有車速表，那么汽車的行駛速度可以非常明顯地展示在駕駛員的眼前。事實上，汽車車速表就是借助電磁感應(yīng)原理，使表盤中指針的擺角和汽車行駛速度成正比例。究其本質(zhì)，其實就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實際應(yīng)用。在車速表中，指針、指針軸和速度盤、驅(qū)動軸等這些是主要組成部件。在驅(qū)動軸的帶動作用下，磁鐵也隨之轉(zhuǎn)動，經(jīng)過速度盤的磁感線會發(fā)生改變，磁感線的數(shù)量會逐漸增多。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，我們可知道，導(dǎo)體中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。另外，根據(jù)楞次定律，我們可知，沿著磁鐵轉(zhuǎn)動的前方，感應(yīng)電流和磁鐵產(chǎn)生的磁感線方向相反，所以相互之間會產(chǎn)生排斥，反之則相互吸引。正是因為了有了這樣的吸引作用，速度盤、軸和指針在磁鐵的作用下會進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

4 結(jié)語

事實上，電磁感應(yīng)現(xiàn)象不僅在我們生活中有應(yīng)用，而且在我們的學(xué)習(xí)和工作中也有應(yīng)用。電磁感應(yīng)現(xiàn)象在電磁感應(yīng)燈、磁懸浮列車和示波器、收音機(jī)等都有應(yīng)用。所以，我們在學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后，需要結(jié)合生活實際，這樣才能真正掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理及應(yīng)用。唯有如此，才能真正將電磁感應(yīng)原理充分地應(yīng)用于社會生產(chǎn)和實踐中去。

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