A. 物理選修3-2難點是什麼
人教版高中物理(選修3-2) 重、難點梳理
第 四 章 電磁感應
第1節 劃時代的發現
第2節 探究電磁感應的產生條件
一、學習要求:
1、通過學習,使學生了解自然界的普遍聯系的規律,科學的態度、科學的方法,是研究科學的前提,對科學的執著追求是獲得成功的保證。從而培養學生學習物理興趣,激發學習熱情。
2、通過學習使學生知道科學的道路不平坦,偉人的足跡是失敗、挫折+成功。
3、知道電磁感應及產生電磁感應的條件。
4、理解磁通量及其變化。
二、教材重點:
1、揭示「電生磁」與「磁生電」發現過程的哲學內涵。正確的理論指導和科學的思想方法是探究自然規律的重要前提。
2、磁通量的概念及磁通量與磁感應強度的關系。
3、通過對產生感應電流的條件和磁通量變化的分析,養成良好的過程分析習慣。
4、磁通量變化的各種形式。
三、教材難點:
1、以實驗為基礎,探究產生感應電流的條件。
2、控制實驗條件,通過由感性到理性,由具體到抽象的認識方法分析歸納出產生感應電流的規律。
3、電磁感應中的能量守恆。
四、教材疑點:
1、移動磁鐵的磁場引起感應電流時,磁鐵內部的磁感線和外部的磁感線方向相反,形成閉合的曲線,教材中沒有顯示內部磁感應線。
2、磁通量是雙向標量,教材中雖然沒有提出,但在應用中不可避免地涉及到。
五、學生易錯點:
1、對產生感應電流的條件的理解
①閉合電路中的「閉合」在應用中易忽視。
②磁通量發生變化,而不是磁場的變化。
2、磁鐵內部的磁感線條數跟外部所有磁感線的條數相等
3、各種磁感線的分布規律及形狀
4、磁通量增減的判斷
六、教材資源:
1、自然現象之間的相互聯系和相互轉化的哲學思想,指導科學探究是奧斯特和法拉第獲得成功的前提。
2、科學的規律在實驗中總結出來的,實驗是物理學科的基礎。同時由具體到抽象,由感性到理性的高度概括是得到正確結論的關鍵。
3、教材中值得重視的題目是:P9第6題、P10第7題。
第3節 愣次定律
一、學習要求
1.經歷實驗探究過程,理解楞次定律。
2.會用楞次定律判斷感應電流的方向。
在電磁感應現象里不要求判斷內電路中各點電勢的高低。
二、教材重點
1.楞次定律的獲得及理解。
2.應用楞次定律判斷感應電流的方向。
3.利用右手定則判斷導體切割磁感線時感應電流的方向。
三、教材難點
楞次定律的理解及實際應用。
四、教材疑點
對「阻礙」的理解, 運用楞次定律判斷感應電流方向的具體步驟
五、學生易錯點
感應電流磁場方向與原電流磁場磁場方向關系
六、教學資源
1. 教材中的思想方法
通過實踐活動,觀察得到的實驗現象,再通過分析論證,歸納總結得出結論。
2. 問題與練習 1、4、5、7
第4節 法拉第電磁感應定律
一、學習要求
1、理解法拉第電磁感應定律。
2、理解計算感應電動勢的兩個公式E=BLv和E=ΔΦ/Δt的區別和聯系,並應用其進行計算。對公式E=BLv的計算,只限於L與B、v垂直的情況。
3、知道直流電動機工作時存在反電動勢,從能量轉化的角度認識反電動勢。
二、教材重點
法拉第電磁感應定律。
三、教材難點
平均電動勢與瞬時電動勢區別。
四、教材疑點
法拉第電磁感應定律無法作定量的實驗驗證,更無法進行定量測量,只能將結論直接告訴學生。
五、學生易錯點
Φ,ΔΦ,ΔΦ/Δt區別
六、教學資源
問題與練習:3、4、5、7
第5節 電磁感應定律應用
一、學習要求
1.知道感生電場。
2.知道電磁感應現象與洛侖茲力
3、通過同學們之間的討論、研究增強電磁感應現象與洛侖茲力認知深度,同時提高學習物理的興趣。
4、通過對相應物理學史的了解,培養熱愛科學、尊重知識的良好品德。
二、教學重點
電磁感應現象與洛侖茲力
三、教學難點
電磁感應現象與洛侖茲力的理解。
四、教學資源
感生電場與感應電動勢
第6節 互感和自感
一、學習要求
1、知道什麼是互感現象和自感現象。
2、知道自感系數是表示線圈本身特徵的物理量,知道它的單位及其大小的決定因素。
3、知道自感現象的利與弊及對它們的利用和防止。
4、能夠通過電磁感應部分知識分析通電、斷電自感現象的原因及磁場的能量轉化問題。
5、通過對兩個自感實驗的觀察和討論,培養學生的觀察能力和分析推理能力。
7、通過自感現象的利弊學習,培養學生客觀全面認識問題的能力。自感是電磁感應現象的特例,使學生初步形成特殊現象中有它的普遍規律,而普遍規律中包含了特殊現象的辯證唯物主義觀點
二、教學重點
1.自感現象。
2.自感系數。
三、教學難點
分析自感現象。
四、教學資源
自感現象的分析與判斷
第七節 渦 流 電磁阻尼 電磁驅動
一、學習要求
通過實驗了解渦流現象及其在生產和生活中的應用。
二、教材重點
1.渦流的概念及其應用。
2.電磁阻尼和電磁驅動的實例分析。
三、教材難點
電磁阻尼和電磁驅動的實例分析
四、教學資源
〔演示1〕渦流生熱實驗
〔演示2〕電磁阻尼。
按照教材「做一做」中敘述的內容,演示電表指針在偏轉過程中受到的電磁阻尼現象。
〔演示3〕電磁驅動。
引導學生觀察並解釋實驗現象。
第五章 交變電流
第1節 交變電流
教材分析
交變電流是生產和生活中最常用到的電流,而正弦電流又是最簡單和最基本的。正弦式電流產生的原理是基於電磁感應的基本規律,所以本章是前一章的延續和發展,是電磁感應理論的具體應用。另一方面,本節知識是全章的理論基礎,由於交變電流與直流不同,因此它對各種元件的作用也不同。正因為交變電流的特殊性,才有了變壓器及其廣泛的應用。所以,本節內容有承上啟下的作用。
內容標准
知道交變電流,能用函數表達式和圖像描述交變電流。
一、學習要求
1.知道交變電流。
2.通過模型或實驗認識交變電流的產生過程,了解正弦式交變電流。
二、教材重點
1. 運用電磁感應的基本知識,分析交變電流的產生過程
2.認識交變電流的特點及其變化規律。
三、教材難點
交變電流的產生過程
四、教材難點
.交變電流的變化規律
五、教學資源
用圖象表示交變電流的變化規律是一種重要方法.
第2節 描述交變電流的物理量
教材分析
與恆定電流不同,由於交變電流的電壓、電流等大小和方向都隨時間做周期性變化,需要用一些特殊的物理量來描述它在變化中不同方面的特性,本節主要介紹這樣一些物理量。
一、學習要求
1. 知道交變電流的周期和頻率,知道我國供電線路交變電流的周期頻率.
2. 知道交變電流和電壓的峰值,有效值及其關系.
3、 會用圖象和函數表達式描述正弦交變電流。
二、教材重點
交變電流的有效值
三、教材難點
一般電流有效值的求解
四、教學資源
通過思考討論,使學生明白,從電流熱效應上看,交流電產生的效果可以與某地恆定電流相等,由此引入有效值的概念.
1.定義:讓交流與恆定電流通過相同的電阻,如果它們在一周期內產生的熱量相等,就把這個恆定電流的值(I或U)叫做這個交流的有效值.
課本第一次明確地用一個周期T來定義有效值,使得有效值的概念更加准確.
2. 正弦交變電流的有效值與峰值的關系
這一關系只對正弦式電流成立,對其它波形的交變電流一般不成立. 其它波形的交變電流的有效值就根據有效值的定義去求解。
3. 幾點說明:①各種使用交變電流的電器設備上所標的額定電壓、額定電流均指有效值;② 交流電壓表和交流電流表所測量的數值也都是有效值;③將電容器接入交流電路中,其耐壓值應不小於交變電流的最大值,但熔絲的選擇應據有效值來確定其熔斷電流;④一般情況下所說的交變電流的數值,若無特別說明,均指有效值。
4.有效值與平均值的區別:交變電流的有效值是按照電流的熱效應來規定的,對一個確定的交變電流,其有效值是一定的,而平均值是由E=ΔΦ/Δt來確定的,其數值大小與時間間隔有關。在計算交變電流通過導體產生的熱量、熱功率時,只能用有效值,而不能用平均值;在計算通過導體截面的電量時,只能用交變電流的平均值,即q = It 。
第3節 電感和電容對交變電流的影響
教材分析
突出交流與直流的區別,加深學生對交變電流特點的認識。教材介紹了電感和電容在交浪電路中的作用,但不深入討論感抗和容抗的問題,不在理論上展開討論,而是盡可能用實驗說明問題。
一、學習要求
1. 用實驗方法了解電感在電路中對直流有導通作用,也能通過交變電流,定性了解電感對交流有阻礙作用,知道影響感抗大小的因素
2. 用實驗方法了解電容器在電路中起隔斷電流、導通交變電流的作用,定性了解電容器對交變電流有阻礙作用,知道影響容抗大小的因素.
二、教材重點
讓學生知道電感和電容對交變電流的影響,並能定性解決有關問題.
三、教材難點
通過實驗,了解電容器和電感器對交變電流的導通和阻礙作用。
教學資源
1、電感對交變電流的阻礙作用
2、交變電流能夠通過電容器
第4節 變壓器
一、學習要求
1、了解使用變壓器的目的,知道變壓器的基本構造,知道理想變壓器和實際變壓器的區別
2、知道變壓器的工作原理,會用法拉第電磁感應定律解釋變壓器的變比關系
3、知道不同種類變壓器的共性和個性
二、教材重點
變壓器的工作原理,互感過程的理解
三、教材難點
對多個副線圈的變壓器,或鐵芯"分叉"的變壓器,變比關系的推導和理解
四、教材疑點
當輸出功率為零時,原線圈上為什麼還有電流?這個電流有什麼作用?
五、學生易錯點
1、電壓互感器與電流互感器在應用中的連線方法
2、電流與匝數的關系
六、教材資源
1、實驗:探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系。這個實驗包含了探究問題的一般方法和過程,能很好地培養學生的動手能力。
2、電流互感器和電壓互感器。
第5節 電能的輸送
一、學習要求
1、知道「便於遠距離輸送」是電能的優點之一,知道輸電的過程.
2、知道什麼是輸電導線上的功率損失和如何減少功率損失.
3、知道什麼是輸電導線上的電壓損失和如何減少電壓損失.
4、理解為什麼遠距離輸電要用高壓.
二、教材重點
變壓器電壓關系與功率關系的理解與應用
三、教材難點
輸電線上電壓損失與功率損失的理解與應用
四、教材疑點
1、增大輸電線的直徑減小電阻應該好像比使用變壓器提高電壓簡單
2、直流輸電有什麼優點
五、學生易錯點
在計算電能的損失功率時,輸電線上的電壓誤以為加在輸電線電阻上的電壓。
六、教材資源
1、科學漫步:輸電新技術和超導電纜輸電
2、第54頁第2題
第 六 章 傳 感 器
第1節 感測器及其工作原理
一、學習要求
1、知道什麼是感測器,感測器的工作原理。
2、知道感測器中常見的三種敏感元件及其它們的工作原理。
3、了解電容式感測器的應用。
二、重點難點
重點:理解並掌握感測器的三種常見敏感元件的工作原理。
難點:分析並設計感測器的應用電路。
三、教材疑點
霍爾元件中的載流子及實際工作中哪一側電勢高。
四、學生易錯點
1、在實際應用中感測器是怎樣將非電學量轉換成對應的電學量的。
2、簡單電路的分析。
五、教學資源
1、教材60頁第2題介紹9種常見的感測器感受的非電學量轉換成對應的電學量。
2、教材60頁第1題與59上面的說一說相對應介紹電容式和電感式位移感測器。
第2節 感測器的應用(一)
一、學習要求
1、認識力感測器、聲感測器、溫度感測器、,了解它們的工作原理。
2、列舉感測器在生活和生產中的應用。
3、利用感測器製作簡單的自動控制裝置
二、重點難點
重點:電子秤、話筒的工作原理。電熨斗的溫度感測器和電飯鍋的溫度感測器構造,並了解它們不同的工作原理。
難點:利用感測器製作簡單的自動控制裝置。
三、教材疑點
應變片的工作過程,電熨斗的調溫旋鈕與對應的溫度關系。
四、學生易錯點
1、電容式話筒和動圈式話筒及駐極體話筒的區別與聯系。
五、教學資源
1、教材64頁第1、2、3題介紹三種感測器在生活中的具體應用。
第3節 感測器的應用(二)
第4節 感測器的應用實例
一、學習要求
1、知識與技能:
①.理解溫度感測器的應用――電飯鍋的結構及工作原理
②.了解溫度感測器的應用――各種數字式測溫儀的特點及測溫元件
③.理解光感測器的應用――機械式滑鼠器的構造及工作原理
④.了解光感測器的應用――火災報警器的構造及工作原理
⑤.會用各類感測器(光感測器、溫度感測器等)設計簡單的控制電路
⑥.掌握光控開關電了路的工作原理
⑦.掌握溫度報警器電路的工作原理
二、教材重點
應使學生加深對常用感測器的認識和使用范圍。
三、本部分的教學難點是:
對感測器的工作原理的理解
四、本部分疑點是:
感測器的四個典型應用實例電飯鍋、測溫儀、滑鼠器和火災報警器的工作原理,分析它們如何實現非電學量向電學量的轉換,及其進行簡單電路的設計,以達到學以致用的目的.
熱敏電阻,光敏電阻起都是由半導體材料製成的,分別隨著溫度的增大、光線的增強,它們裡面的自由電子數均增多,故電阻均變小.相反,隨著溫度的減小、光度的減弱,電阻均變大.
五、學生易錯點是:
不能正確理解感測器的工作原理
B. 電磁阻尼擺的應用
物理原理:
由金屬板做成擺錘的單擺,當擺動過程中擺錘在磁鐵兩磁極間往復通過時,對擺錘面的某一局部范圍而言,磁通量發生變化,因而產生感應電動勢,進而產生感應電流,這就是渦電流。按楞次定律,渦電流的磁場與原磁場的作用,阻礙擺錘的運動,因此,金屬擺總是受到一個阻尼力的作用,就像在某種粘滯介質中擺動一樣,很快地停止下來,這種阻尼起源於電磁感應,故稱電磁阻尼。若是開口擺錘,渦電流減小,阻尼作用也減小。
操作說明:
1、沒有磁場時,讓阻尼擺作自由擺動,可觀察到阻尼擺經過相當長的時間才停止下來。
2、當阻尼擺在兩磁極間前後擺動時,阻尼擺會迅速停止下來,說明了兩極間有很強的磁阻尼。
3、將帶有間隙的類似梳子的非阻尼擺代替阻尼擺作上述實驗,不論有沒有在兩磁極,其擺動都要經過較長的時間才停止下來。
C. 復印機里的阻尼器有什麼用
大家知道,使自由振動衰減的各種摩擦和其他阻礙作用,我們稱之為阻尼。而安置在結構系統上的「特殊」構件可以提供運動的阻力,耗減運動能量的裝置,我們稱為阻尼器。
利用阻尼來吸能減震不是什麼新技術,在航天、航空、軍工、槍炮、汽車等行業中早已應用各種各樣的阻尼器(或減震器)來減振消能。從二十世紀七十年代後,人們開始逐步地把這些技術轉用到建築、橋梁、鐵路等結構工程中,其發展十分迅速。特別是有五十多年歷史的液壓粘滯阻尼器, 在美國被結構工程界接受以前,經歷了一個大量實驗,嚴格審查,反復論證,特別是地震考驗的漫長過程。下面的流程1中示的過程,就概括了它
在美國的發展過程:
·在航天、航空、軍工、機械等行業中廣泛應用,幾十年成功應用的歷史
·上世紀80年代開始在美國東西兩個地震研究中心等單位作了大量試驗研究, 發表了幾十篇有關論文
·90年代,美國國家科學基金會和土木工程學會等單位組織了兩次大型聯合,由第三者作出的對比試驗,給出了權威性的試驗報告,供教授和工程師們參考
·在肯定以上成果的基礎上被幾乎各有關機構,規范審查,肯定並規定了應用辦法
·管理部門通過,帶來了上百個結構工程實際應用。 這些結構工程,成功地經歷了地震、大風等災害考驗,十分成功。
工程結構減震與阻尼器
二十世紀,特別是近二、三十年人們對建築物的抗振動的能力的提高已經做了巨大的努力,取得了顯著的成果。這一成果中最引以為自豪的是「結構的保護系統」。人們跳出了傳統增強梁、柱、牆提高抗振動的能力的觀念,結合結構的動力性能,巧妙的避免或減少了地震,風力的破壞。基礎隔震(Base Isolation),各種利用阻尼器(Damper) 吸能,耗能系統, 高層建築屋頂上的質量共振阻尼系統(TMD)和主動控制( Active Control)減震體系都是已經走向了工程實際。有的已經成為減少振動不可少的保護措施。特別是對於難於預料的地震,破壞機理還不十分清楚的多維振動,這些結構的保護系統就顯得更加重要。
這些結構保護系統中爭議最少,有益無害的系統要屬利用阻尼器來吸收這難予預料的地震能量。利用阻尼來吸能減震不是什麼新技術,在航天航空,軍工,槍炮,汽車等行業中早已應用各種各樣的阻尼器來減振消能。從二十世紀七十年代後,人們開始逐步地把這些技術轉用到建築、橋梁、鐵路等工程中,其發展十分迅速。到二十世紀末,全世界已有近100多個結構工程運用了阻尼器來吸能減震。到2003年,僅Taylor公司就在全世界安裝了110個建築,橋梁或其它結構構築物。
泰勒Taylor公司從1955年起經過長期大量航天、軍事工業的考驗,第一個實驗將這一技術應用到結構工程上,在美國地震研究中心作了大量振動台模型實驗,計算機分析,發表了幾十篇有關論文。結構用阻尼器的關鍵是持久耐用,時間和溫度變化下穩定,泰勒公司的阻尼器經過了長期考驗和各種對比分析,其他公司的產品很難望其向背。美國相應設計規范的制定都是基於泰勒公司阻尼器的產品。其產品技術先進,構造合理可靠,技術的透明度高,而且可以按設計者的要求製造適合各種用途的阻尼器。每個產品出廠前都經過最嚴格的測試,給出滯回曲線。泰勒Taylor公司從世界上130多個工程,32座橋梁的實際應用中,積累了大量的實際經驗。
阻尼器之分類:
Damper:用於減振;
Snubber:用於防震,低速時允許移動,在速度或加速度超過相應的值時閉鎖,形成剛性支撐。
阻尼器只是一個構件.使用在不同地方或不同工作環境就有不同的阻尼作用.Damper:用於減振;Snubber:用於防震,低速時允許移動,在速度或加速度超過相應的值時閉鎖,形成剛性支撐。
目前各種應用中有:彈簧阻尼器,液壓阻尼器,脈沖阻尼器,旋轉阻尼器,風阻尼器,粘滯阻尼器等
[編輯本段]可控被動式電磁阻尼器的原理及初步實驗研究
引 言
高速旋轉機器的振動問題是一個比較突出且難以解決的問題。這類機器的轉速高,都在超過臨界乃至幾階臨界轉速以上運行。因此為了保證其安全運行,除了保證仔細的設計和精確的製造安裝外,通常還使用阻尼器以減小振動。擠壓油膜阻尼器和電磁阻尼器就是兩種常用的阻尼器。本文設計了一種新的可控型被動式電磁阻尼器。
可控型被動式電磁阻尼器的結構和工作原理
圖1為可控被動式電磁阻尼器的示意圖。它沒有位移感測器。其結構與擠壓油膜阻尼器類似:旋轉機械的轉子(1)通過滾動軸承(2)或滑動軸承支承在鐵芯(3)上。該鐵芯再通過彈簧(4)支承在機座(5)上。彈簧的支承剛度可按使用要求設計,為支承系統的主剛度。在機座上環繞鐵芯同心放置有四隻電磁鐵(6)。各磁鐵線圈上都作用相同大小的直流勵磁電壓。
圖2示出可控被動電磁阻尼器所產生的附加剛度和阻尼隨頻率變化的情況。可以看出在整個頻率范圍內附加剛度的值是負的,且隨著頻率的升高負的剛度值降低。在高頻區剛度值幾乎為零。這種阻尼特性剛好符合旋轉機械所要求的低頻大阻尼高頻小阻尼的特性。在可控被動電磁阻尼器的尺寸確定後,剛度和阻尼值就僅取決於靜態勵磁電流或勵磁電壓。改變勵磁電壓值就能改變剛度和阻尼,因而這種阻尼器是可控的。
實驗裝置
圖3a為實驗裝置:一根細長軸,一端支承在普通的剛性滾珠軸承上,另一端支承在圖1所示的電磁阻尼器支承上。轉子由直流電機驅動。軸的振動和轉速分別由渦流感測器和光電感測器檢測。振動信號和轉速信號由計算機通過AD板採集。圖3b為提供主支承剛度的平板徑向彈簧。該彈簧以彈性鋁為材料,線切割加工。其剛度值由有限元計算和優化。在一隻電磁阻尼器支承上有兩只並排放置的彈簧,以保證對稱性,利於系統建模。理論計算和實驗測試均表明該轉子的第一階臨界轉速約為3900revs/min。
實 驗
在不同勵磁電壓下測試轉子的振動隨轉速的變化。圖4給出了實驗數據。圖中的四條曲線代表勵磁電壓分別為0伏、9伏、12伏和15伏的情況。可以看出隨著勵磁電壓的增大,電磁阻尼器提供的阻尼也增大。這使得轉子的振幅得到抑制,從0.185mm降到0.56mm,減振效果是很明顯的。從圖中還可以看出,由於負的電磁剛度的存在,轉子的臨界轉速有所降低。這和圖2中的結果很一致,在65HZ臨界轉速附近,電磁附加負剛度很小因而它對臨界轉速的影響很小。當勵磁電壓為15伏時,轉子的臨界轉速僅下降到3780revs/min。
結 論
被動式電磁阻尼器用於轉子系統取得了較好的減振效果。這種阻尼器的阻尼產生機理是被動的而阻尼的大小則是隨勵磁電壓的大小可控的。與擠壓油膜阻尼器相比,被動式電磁阻尼器具有電磁軸承相對於普通軸承的大部分優點;與主動式電磁阻尼器相比,被動式電磁阻尼器的總體結構簡單、造價低、可靠性更高。因而這是一種很有發展前途的行之有效的高速轉子的減振阻尼裝置。
本文介紹了被動式電磁阻尼器在線性范圍內的原理和僅進行了被動式電磁阻尼器的初步的減振實驗,更多的非線性特性的研究和優化設計將在今後陸續報道。
D. 磁阻尼擺的實驗公式
磁阻尼擺的實驗公式:T=2π*根號下L/g。
通常JD409或JD409-1型靈敏電流計的阻尼時間小於4S,因為此種靈敏電流計的動圈鋁框是閉合的,已有一定的阻尼作用。所以本演示中最好採用老式的靈敏電流計(內部動圈鋁框是不閉合的),演示短路阻尼效果更好。
本實驗說明靈敏電流計不用時,應在兩接線柱上加上短路線,以達到阻尼保護的作用。防止在搬動或運輸過程中,電流計受到振動,指針振幅過大而被撞彎或軸尖脫落等情況。
物理原理:
由金屬板做成擺錘的單擺,當擺動過程中擺錘在磁鐵兩磁極間往復通過時,對擺錘面的某一局部范圍而言,磁通量發生變化,因而產生感應電動勢,進而產生感應電流,這就是渦電流。按楞次定律,渦電流的磁場與原磁場的作用,阻礙擺錘的運動。
因此金屬擺總是受到一個阻尼力的作用,就像在某種粘滯介質中擺動一樣,很快地停止下來,這種阻尼起源於電磁感應,故稱電磁阻尼。若是開口擺錘,渦電流減小,阻尼作用也減小。
以上內容參考:網路--實驗
E. 電磁阻尼原理是什麼
電磁阻尼原理是:當閉合導體與磁極發生相對運動時,兩者之間會產生電磁阻力,阻礙相對運動。這一現象可以用楞次定律解釋:閉合導體與磁極發生切割磁感線的運動時,由於閉合導體所穿透的磁通量發生變化,閉合導體會產生感應電流,或者叫動生電流。這一電流所產生的磁場會阻礙兩者的相對運動。其阻力大小正比於磁體的磁感應強度、相對運動速度等物理量。
電磁阻尼現象的特點
電磁阻尼現象廣泛應用於需要穩定摩擦力以及制動力的場合,例如電度表、電磁製動機械,甚至磁懸浮列車等。在磁場中轉動的線圈,會產生感應電動勢。若線圈的外電路閉合,則在線圈中會產生感應電流。磁場對感應電流將產生安培力,形成與原來轉動方向相反的力偶矩,對線圈的轉動起阻尼作用。下列兩種方法,分別演示短路線接上後,對靈敏電流計和電動機的電磁阻尼效果。
F. 電磁阻尼的說明
(1)通常JD409或JD409-1型靈敏電流計的阻尼時間小於4S,因為此種靈敏電流計的動圈鋁框是閉合的,已有一定的阻尼作用。所以本演示中最好採用老式的靈敏電流計(內部動圈鋁框是不閉合的),演示短路阻尼效果更好。
(2)本實驗說明靈敏電流計不用時,應在兩接線柱上加上短路線,以達到阻尼保護的作用。防止在搬動或運輸過程中,電流計受到振動,指針振幅過大而被撞彎或軸尖脫落等情況。
方法二
目的 演示電動機的短路制動方法。
器材 玩具電機,單刀雙位開關,干電池,導線等。
G. 電磁阻尼的定義
電磁阻尼現象源於電磁感應原理。宏觀現象即為:當閉合導體與磁極發生相對運動時,兩者之間會產生電磁阻力,阻礙相對運動。這一現象可以用楞次定律解釋:閉合導體與磁極發生切割磁感線的運動時,由於閉合導體所穿透的磁通量發生變化,閉合導體會產生感應電流,或者叫動生電流。這一電流所產生的磁場會阻礙兩者的相對運動。其阻力大小正比於磁體的磁感應強度、相對運動速度等物理量。
電磁阻尼現象廣泛應用於需要穩定摩擦力以及制動力的場合,例如電度表、電磁製動機械,甚至磁懸浮列車等。
為了簡單可靠地增加系統的穩定性、抑制轉子的共振峰值.提出了一種新型的被動式電磁阻尼器.它的結構類似於電磁軸承.但無需閉環控制,採用直流電工作。通過分析發現,電磁阻尼器線圈內由於轉子渦動時變化的磁場而產生的波動電流與轉子位移間的相位差是產生阻尼的原因,推導了波動電流、阻尼系數的計算公式。實驗結果顯示該阻尼器提供的阻尼能夠有效地抑制共振振幅。
電磁阻尼:
在磁場中轉動的線圈,會產生感應電動勢。若線圈的外電路閉合,則在線圈中會產生感應電流。磁場對感應電流將產生安培力,形成與原來轉動方向相反的力偶矩,對線圈的轉動起阻尼作用。下列兩種方法,分別演示短路線接上後,對靈敏電流計和電動機的電磁阻尼效果。
方法一
目的 演示靈敏電流計的短路保護。
器材靈敏電流計,導線等。
H. 電磁阻尼現象形成的原因是什麼
電磁阻尼現象源於電磁感應原理。宏觀現象即為:當閉合導體與磁鐵發生相對運動時,兩者之間會產生電磁阻力,阻礙相對運動。這一現象可以用楞次定律解釋:閉合導體與磁體發生切割磁感線的運動時,由於閉合導體所穿透的磁通量發生變化,閉合導體會產生感生電流,這一電流所產生的磁場會阻礙兩者的相對運動。其阻力大小正比於磁體的磁感應強度、相對運動速度等物理量。
電磁阻尼現象泛廣應用於需要穩定摩擦力以及制動力的場合,例如電度表、電磁製動機械,甚至磁懸浮列車等。