李轩宇
(山东诸城市实验中学 山东诸城 262200)
电磁感应在实际生活中的实际应用
李轩宇
(山东诸城市实验中学 山东诸城 262200)
电磁感应作为一个基础且常见的物理原理,经常被应用在实际的日常生活中,但究竟它是如何应用在实际生活中,本文就详细的说明了到底什么是电磁感应现象以及它在实际生活中的实际应用案例。
电磁感应 实际生活 应用
电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势,若将此导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流。电磁感应现象被广泛应用于日常生活中,比如电工技术,电子技术和其他方面。
在高中物理中,就学习到了许多关于它的应用,其中最多最熟悉的可能就是远距离输电中的变压器问题了。一个简单的单项变压器由两块导电体组成。当其中一块导电体有一些不定量的电流通过时,便会产生变动的磁场。根据电磁的互感原理,这变动的磁场就会使第二块导电体产生电势差。[1]
在本文中,我们可以举几个相关应用的例子。
电磁感应现象在日常生活中应用的最重要的一个方面就是制造发电机,而制造发电机的基本原理就是闭合电路中的一部分绕成线圈,然后再磁场中开始转动之后切割磁感线,使其产生感应电流。在高中物理课堂上使用的教具手摇发电机就可以清楚地演示这样的发电过程。现在在生活中使用的发电机主要分为以下几类。在下文中我们会简单的介绍。
1.水轮发电机
水轮发电机顾名思义是应用在水电站中,利用水流推动水轮机转动,从而带动发电机发电。所以,为了使得水流具有较大的能量,我们在建造水电站时往往会要建造拦河大坝用于提高水位,增加水的势能,有利于发电。因此,电力系统对于水轮发电机运行的稳定性有较高的要求。但它的优点就是启动和并网所需时间较短,运行调度灵活且容量大。[2]
2.风力发电机
我们经常可以在广袤的山坡和草坪上看见巨大的风车,那些就是风力发电机了。风力发电机试讲风能转换为电能的机械。他的工作原理是利用风力带动风车叶片转动,然后通过增速机将旋转的速度提升,最后再带动发电机发电。风力发电在丹麦荷兰等地很流行,我国现在也正在西北地区推广。但风力发电机因为及其容易受环境影响,所以因为自然地风量不稳定,所以其输出的电量是交流电,必须使充电器整流,再对蓄电池充电,使电能变成化学能然后再用有保护电路的逆变电源,将化学能转换为家用交流电,才可以安全使用。
3.柴油发电机
顾名思义,柴油发电机是使用柴油作为能量来源进行发电的发电机。柴油发电机的原理是,用柴油机作为原动机带动发电机发电,整套机组一般是由柴油机,发电机,控制箱,燃油箱,启动和控制用的蓄电池,保护装置等部件组成。它的优点有很多,主要是体积小,占地面积小,灵活小巧,便于随身携带。所以在日常的开矿,铁路施工还有医疗卫生等部门可以常常见到它的身影。通常被作为备用电源或者临时电源使用。
其实在以上,我只是举了几个日常生活中比较常见的发电机作为例子进行较为详细的介绍,但事实上,我们生活中还有许多其他的发电机,例如手摇和按压式的自助发电手电筒等等。它们也很经常的出现在我们的生活中,只要细心,就能发现。
微波炉是近几年开始流行于大众日常生活中的一种厨房电器。其原理是利用微波加热食品的现代化烹调灶具。微波是一种电磁波。微波炉由电源,磁控管,控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4000伏高压,磁控管在电源激励下,连续产生微波,再经过波导系统,耦合到烹调腔内。在烹调腔的进口处附近,有一个可旋转的搅拌器,因为搅拌器是风扇状的金属,旋转起来以后对微波具有各个方向的反射,所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内,之后就可以用于加热其中的东西了。微波炉与传统的厨房用具相比有很多明显的优势。
1.热利用率高,更加节能环保
因为微波炉是通过微波发热来加热食物,所以基本所有的热能都不会被浪费,像传统的锅具都是通过火来对外部进行加热达到加热菜品的目的,所以在加热过程中其实浪费了许多热能,不环保也不节能。
2.烹调时无明火,更加安全
微波炉不同于传统锅具,它在烹调过程中没有明火,并且其器皿本身也没有任何高温的部分,所以在使用过程中基本不会有灼伤的风险。并且,它是使用电能作为能源,也不会发生煤气泄漏的危险,最后,因为它程序的设定,当锅具离开电磁炉本身时,电磁炉会自动切断电源。总而言之,这是一个十分安全的电器。
3.清洁卫生
微波炉因为在烹调过程中完全借助电能发热,所以烹调过程中完全无烟,无火,无味。更不会释放有毒气体,也不会像传统的灶具一样,在烹调过程中释放许多有害气体导致人体受到伤害,也不会弄得厨房乌烟瘴气,最后搞得一身油烟味。
话筒在我们的日常生活中也可以说是十分常见了,学校运动会,各大晚会,各类会场等等场合都会有它的身影。但动圈式话筒的工作原理,恐怕就不是人人都清楚的了。事实上,他的工作原理是就是利用了电磁感应现象。在话筒的使用中,声源对着话筒发声,声波使其中的金属膜片产生振动,连接在膜片上的线圈就会跟着一起振动,从而产生了感应电流,感应电流的大小和方向都在变化,而变化的振幅和频率则由声源发出的声波决定。最后,电信号会有其中的扩音器传播至扬声器中,再从扬声器中发出放大的声音。
动圈式话筒可以说是最传统的一种话筒,和现在的电容话筒甚至其他技术的话筒来比,他可能是具有一些缺点,例如它的灵活度和瞬时对于声波的感应灵敏度就不如另一种常用的话筒,电容话筒。但它也有很多优点,比如结构坚固不易损坏,经久耐用,且价格较低等。
变压器对于我们普通人来说可能觉得有点陌生,但是即使他早就贯穿于我们的日常生活中给我们带来便利。而就是这样一个便利的东西,它的工作原理也是利用了电磁感应的原理。它的主要构成部分是初级线圈、次级线圈和铁芯。其基本工作原理就是利用初级线圈中流经的交流电大小和方向的不断改变而在铁芯中产生变化的磁场,从而使得初级线圈中产生感应电流。然后,由于初级线圈的匝数不同,导致感应电压也不同,从而达到改变电压的目的。
综合上述,在本文中提及到得几个使用电磁感应原理工作的例子还只是电磁感应应用在实际生活中的一小部分。事实证明,电磁感应早就渗透到了我们生活中的每个角落,被广泛应用于我们的日常生活生产以及工作中。无限度的方便着我们的生活。同时,它也推动了社会生产力的发展和科技的进步。
[1]中国金属学会.第八届(2011)中国钢铁年会论文集[C].中国金属学会:,2011:5.
[2]科技信息,2010,(19):674.