電磁感應(yīng)現(xiàn)象與應(yīng)用

曲夏楠

摘 要：邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)了磁與電之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，磁通量通過(guò)閉合電路后會(huì)發(fā)生變化，閉合電路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，我們稱(chēng)之為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)是電磁學(xué)領(lǐng)域最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。電磁感應(yīng)也與我們的日常生活與生產(chǎn)有著密切的關(guān)系，它的出現(xiàn)大大便利了我們的生活。本文通過(guò)論述電磁感應(yīng)現(xiàn)象與電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用，加深人們對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，也說(shuō)明電磁感應(yīng)理論只有應(yīng)用于實(shí)踐，才能最大地發(fā)揮其價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電磁感應(yīng)現(xiàn)象；生活；應(yīng)用

一、電磁感應(yīng)

電磁感應(yīng)（Electromagnetic induction）又叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，指的是閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生電流的這種現(xiàn)象，其中所產(chǎn)生的電流我們稱(chēng)之為感應(yīng)電流。

電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件：第一是閉合電路；第二是通過(guò)閉合電路的磁通量產(chǎn)生變化。兩個(gè)條件是缺一不可的。

1831年，邁克爾.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它解釋了磁與電之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)化關(guān)系，同時(shí)為人類(lèi)利用電能奠定了基礎(chǔ)。電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)是電磁學(xué)領(lǐng)域最重要的成就之一。

二、電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用

自從發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后，電磁感應(yīng)逐漸影響著人們的日常生活與生產(chǎn)。通過(guò)仔細(xì)觀察，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用是非常廣泛的，主要有發(fā)電機(jī)、電磁爐、動(dòng)圈式話(huà)筒、磁帶錄音機(jī)和變壓器等。

（一）發(fā)電機(jī)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象最重要的一個(gè)應(yīng)用就是發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)通常是由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件組成，其基本原理是定子和轉(zhuǎn)子是由軸承及端蓋而連接組裝，轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)從而做切割磁力線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生了感應(yīng)電勢(shì)，由接線(xiàn)端子引出接在回路中，于是產(chǎn)生電流。

第一，汽輪發(fā)電機(jī)。在火力發(fā)電廠和核電站中，汽輪發(fā)電機(jī)的應(yīng)用較廣泛。它利用高溫高壓的氣體，比如水蒸氣使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)發(fā)電。

第二，水輪發(fā)電機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)主要是用于水電站中。水流推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使電動(dòng)機(jī)發(fā)電，所以水流的能量決定著電動(dòng)機(jī)發(fā)電的多少，就像三峽大壩，在水電站建立攔河大壩，可以提高水位，增加水的能量，這樣更有利于發(fā)電。

第三，風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械，我們也可以叫做風(fēng)車(chē)。由風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片運(yùn)動(dòng)，再利用風(fēng)速機(jī)提升旋轉(zhuǎn)的速度，來(lái)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

（二）電磁爐

電磁爐已經(jīng)是生活中常見(jiàn)的廚房電器。我們利用電磁爐可以加熱食物，它的出現(xiàn)加快了我們飲食烹調(diào)的效率，也對(duì)我們的飲食方式產(chǎn)生一定程度的影響。電磁爐是利用電磁感應(yīng)的原理對(duì)食物進(jìn)行加熱，具體來(lái)說(shuō)就是電磁爐的爐面是耐熱性的陶瓷板，頻率較低的交流電由整流電路變?yōu)橹绷麟姡谕ㄟ^(guò)控制電流直流電轉(zhuǎn)化成高速變化的電流，高速變化的電流通過(guò)陶瓷板下方的線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)內(nèi)的磁感線(xiàn)穿過(guò)金屬器具底部時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就是小渦流，于是金屬器具本身開(kāi)始發(fā)熱，器具里面的東西被加熱。

電磁爐具有很大的優(yōu)勢(shì)：第一，熱效高，節(jié)能。電磁爐在工作的時(shí)候，金屬器具本身自行發(fā)熱，之后器具內(nèi)的東西被加熱，向外散熱的部分較少。第二，無(wú)明火烹飪，安全。與煤氣灶不同，電磁爐使用無(wú)明火，爐面本身不發(fā)熱，爐內(nèi)的高溫部件溫度也不高于250℃，不用擔(dān)心灼傷。另外爐面是耐熱性的陶瓷板，若鍋的接觸面小也不會(huì)產(chǎn)生熱，而且鍋從電磁爐拿下后，電磁爐也會(huì)自動(dòng)切斷電源，十分安全。第三，清潔環(huán)保。電磁爐是利用磁場(chǎng)感應(yīng)，因此在使用時(shí)不會(huì)釋放任何帶有氣味的物質(zhì)，也達(dá)到了保護(hù)室內(nèi)環(huán)境的目地。

（三）動(dòng)圈式話(huà)筒

動(dòng)圈式話(huà)筒是利用電磁感應(yīng)制成的。為了能讓觀眾更清楚地聽(tīng)到演員們的聲音，劇場(chǎng)常常要用動(dòng)圈式話(huà)筒來(lái)擴(kuò)大音量。動(dòng)圈式話(huà)筒主要包括金屬膜片和線(xiàn)圈、磁鐵及外殼。當(dāng)聲源對(duì)著話(huà)筒發(fā)出聲音時(shí)，其中的金屬膜片由于聲波而震動(dòng)，線(xiàn)圈隨之震動(dòng)，此時(shí)的音圈在永久磁場(chǎng)里做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)感應(yīng)電流產(chǎn)生，也就是我們所說(shuō)的電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，放大后的聲音被發(fā)出。

（四）磁帶錄音機(jī)

磁帶錄音機(jī)主要包括機(jī)內(nèi)話(huà)筒、磁帶、磁頭、放大電路、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和揚(yáng)聲器等部分，作用是聲音的記錄和重放。錄音的時(shí)候，聲音通過(guò)話(huà)筒轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l電信號(hào)，經(jīng)過(guò)錄音放大器后的放大音頻電流，進(jìn)入錄音磁頭的線(xiàn)圈內(nèi)，在磁頭的縫隙處產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁力線(xiàn)是隨著音頻電流的變化而變化，因此被磁化的聲音被記錄下來(lái)。

放音的時(shí)候，磁帶按錄音時(shí)的相同速度緊貼著放音磁頭移動(dòng)，變化的磁場(chǎng)讓放音磁頭線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)放音放大器，揚(yáng)聲器將聲音還原。

抹音，我們也稱(chēng)作消磁，就是把記錄在磁帶上原有聲音的剩磁消除掉。

（五）變壓器

變壓器的運(yùn)作原理是利用電磁感應(yīng)來(lái)改變交流電壓的裝置，也是法拉第定律所預(yù)測(cè)的電動(dòng)勢(shì)。交流電的大小與方向在不斷地變化，鐵芯中便產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)作用范圍內(nèi)的第二條電線(xiàn)感受到磁場(chǎng)的變化，于是磁通量發(fā)生轉(zhuǎn)變，因此第二個(gè)線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

生活中，我們?yōu)榱藴p少輸電線(xiàn)路上的電熱損失會(huì)利用變壓器將較低電壓升到較高電壓來(lái)進(jìn)行高壓輸電。到了用戶(hù)端，我們又會(huì)利用變壓器將電壓降到可以支撐家庭用電的范圍，為我們服務(wù)。

三、總結(jié)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，可以說(shuō)是電磁學(xué)領(lǐng)域最重要的發(fā)現(xiàn)之一，也標(biāo)志著一場(chǎng)重大的工業(yè)和科技革命的到來(lái)，它深入揭示了磁與電間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化關(guān)系。電磁感應(yīng)也廣泛應(yīng)用于我們的日常生活和生產(chǎn)中，體現(xiàn)在電子技術(shù)、電氣化和電磁測(cè)量等方面。

我們只有加深對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象理論的研究，并將其實(shí)踐作用于日常生活和生產(chǎn)中，才能最大地發(fā)揮電磁感應(yīng)的作用，推動(dòng)我國(guó)科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。

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