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電磁感應的優點范文1
傳統注塑機加熱采用電阻加熱方式，但是電阻加熱方式的熱效率低，僅僅為加熱功率的30%～40%。電磁感應加熱以其升溫速度快、熱效率高、壽命長、工作環境優良等優點，但是注塑機電磁感應加熱在帶來上述優點的同時，也存在著降溫速度慢、溫度控制精度低和調節時間長等問題，針對此問題，2013年北京三博中自科技有限公司研制出了水冷式電磁感應加熱裝置，它具有降溫迅速、控溫精確和調節時間短等特點。利用參數辨識法建立水冷式注塑機電磁感應加熱裝置控制模型，分別建立加熱過程以及冷卻過程的數學模型正是本文需要解決的問題。
1 加熱和冷卻數據的曲線擬合
1.1 加熱過程曲線擬合
通過參數辨識的方法分別建立水冷式注塑機電磁感應加熱裝置在加熱以及冷卻過程中的控制模型。然后分別對20%P，30%P，40%P，50%P，60%P，70%P，80%P，90%P以及P時進行加熱過程曲線擬合，最終擬合曲線如圖1所示。
1.2 冷卻過程曲線擬合
加熱功率在80%P時，然后分別在流量u=8.3L?min-1，11.4L?min-1，13.0L?min-1，15.2L?min-1的情況下進行曲線的擬合，最終?M合曲線如2所示。
2 水冷式電磁感應加熱裝置數學模型的參數辨識
2.1 加熱模型建立
根據擬合的曲線，建立溫度T隨加熱功率P變化的數學模型。
式中：P為加熱功率；k為比例系數；T為加熱溫度；t為時間。
經拉普拉斯變換得：
加入時間延遲環節，得到最終加熱階段的數學模型為：
通過計算，最終對其求平均得到？子=142，K=13.74。
得到加熱過程的數學模型為
2.2 冷卻模型的建立
根據擬合的曲線，建立溫度T隨冷卻水流量u變化的數學模型。
H（s）= = （6）
式中： u（s）為復數域內的冷卻水流量；k為一階慣性環節系數；？子為時間系數。
最終得到：
然后利用Matlab軟件編程，對當加熱功率為80%P，冷卻水流量u分別為8.3L?min-1，11.4L?min-1，13.0L?min-1，15.2L?min-1時的降溫模型參數進行求解，最終求得： =1350， =9.5。
所以降溫曲線模型為：
H（s）= （12）
電磁感應的優點范文2
【關鍵詞】電磁感應；ANSYS仿真；地熱電纜
1.引言
地熱電纜采暖是近年來出現在國內外的一種較新型的采暖方式。由于利用蓄熱式地熱電纜地板輻射采暖具有舒適程度高、使用成本低、環保無污染等優點，更受到大眾的青睞。同時，大面積使用地熱電纜采暖供暖還可以有效調節冬季夜間閑置電力，減少能源的浪費。我國南方地區也可以家庭或廠房為單位鋪設，所以地熱電纜采暖的普及已經成為當前采暖方式的重點發展趨勢。
但是對于電纜故障的斷點檢測一直沒有方便實用的技術和儀器出現。隨著我國地熱電纜采暖市場的逐年擴大，地熱電纜的損傷修復問題也越來越突出。由于地熱電纜鋪裝時預埋在地面混凝土之下，在施工和后期維護的過程中一旦電纜本身出現故障，維修起來相當困難。目前在國內針對地熱電纜故障的定點檢測儀尚屬空白。業內普遍采用將地面混凝土整體破壞，再把整根電纜取出重新安裝新電纜替代的辦法進行維護。這種辦法耗時長、不利于操作，還要破壞室內地面裝修，維修成本高，造成了大量人力、物力的浪費，業主也不易接受。目前對于電纜故障的診斷方法主要有電容比對法、脈沖反射法等方法[1-3]。本文利用電磁感應原理，利用ANSYS軟件進行了電磁場的仿真計算，在軟件仿真的基礎上設計了檢測電路，可以在不破壞地面鋪設的情況下，檢測電纜故障點。
2.電磁感應原理簡介
根據法拉第電磁感應定律，感應電動勢E＝nΔΦ/Δt，n：感應線圈匝數，ΔΦ/Δt：磁通量的變化率。對載流I，長為L的直導線，其周圍磁場為：
，其中，為場點到載流直導線的垂直距離，和分別為導線的電流流入端和流出端電流元與矢徑之間的夾角，被測電纜可以看作無限長直線載流導線，則，，所以磁場。該系統的激勵信號由1000Uf電容的充放電產生，結合電容充放電公式推導出該系統中勵磁信號產生的感應電動勢最大為：
，其中，：激勵信號電壓；：感應線圈的匝數；：感應線圈的面積；：地面或墻面的磁導率；：任一點到電纜軸線的垂直距離；：勵磁電路中的充、放電電阻；：勵磁電路中的充、放電電容。由此可知，當上述參數確定后，線圈中的感應電動勢即可求出。
3.地熱電纜電磁場仿真
常用的地熱電纜為雙芯電纜，以消除正常工作時的電磁輻射影響。一般的室內地熱采暖系統整體結構如圖1所示。從圖中可以看出，從地面位置，即瓷磚之上，檢測地熱電纜的電磁場的電路設計難點在于磁場強度信號的強度。
利用有限元分析軟件ANSYS的電磁場分析模塊對圖1所示的典型電纜鋪設狀態進行建模和仿真。根據地熱電纜采暖系統布置情況，考慮到混凝土和空氣對電磁場的影響方面的性能相像，在仿真模型中只考慮了通電電纜和空氣兩種材質和模型。施加不同的電壓信號，得到的B-H值計算結果如圖2、3所示。
從仿真結果圖可以發現，在地面檢測時，由于混凝土和瓷磚等物體的隔離距離很大，所以電流產生的磁場強度很微弱。而且B-H值跟信號發生器的電壓關系比較大。
4.斷點診斷電路設計
利用電磁感應原理，給地下電纜上加上一定頻率的交流信號產生交變磁場，在地面上移動感應線圈，利用線圈內磁通的變化量產生感應電壓信號來尋找故障點，將感應信號通過放大、濾波等處理后，用儀表顯示出來或利用耳機聽。在故障點，信號最強，當探頭從故障點左右前后移動時，信號即減弱或中斷，因此，信號最強處即為故障點。電路原理圖如圖4所示，根據發光二極管的變化可探測地熱電纜故障點在地下的位置。由于地面附近的電磁場強度較弱，線圈采集到的信號需經放大后才能顯示。這也是電路設計的重點和難點之一。然后經濾波和整流后，以LED燈顯示的方式確定故障點位置。
5.實驗
選用銅鎳鉻合金雙導線地熱電纜，上面依次覆蓋聚苯乙烯泡沫保溫板、水泥和瓷磚，電感線圈的電感量為0.01H，兩端并聯4700uF，根據公式，選頻頻率約為340Hz。實驗測得激勵信號的波形如圖5所示。在距地面最遠約為15公分處可以感應到信號，故障點范圍半徑在10cm以內。
參考文獻
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基金項目：浙江省大學生科技創新活動計劃（新苗人才計劃）項目（2011R409021）。
作者簡介：
電磁感應的優點范文3
關鍵詞：感應取電；在線監測；電磁能；電磁感應
中圖分類號：U417.9文獻標志碼：B
Abstract： In view of the problem that the online monitoring system for expressway in mountain area is difficult in power supply and the battery is not easy to be replaced， the solar panel power supply， laser power supply and induction power supply were compared. The influence of alternating magnetic field produced by high voltage line on the induction power supply was discussed. The relationship between the number of turns， the load and the starting current was studied. The selection of the device was optimized， and the calculation method of voltage and power was given. The results show that with the silicon steel sheet as the core material， when the number of turns is around 100， the electromagnetic energy of the transmission line can be used more rationally and effectively， and the power supply for online monitoring equipment can be maintained.
Key words： induction power supply； online monitoring； electromagnetic energy； electromagnetic induction
0引言
中國的山區占陸地面積的三分之二，主要包括丘陵、山地以及崎嶇的高原，地理條件復雜，交通不便，事故發生概率高，易造成道路大面積破壞，威脅駕乘人員生命、財產安全。因此，對山區高速公路的實時監測尤為重要。山區高速公路一般距離市區較遠，故人為監測頻率低且成本相對較高，若可采用在線監測系統對山區高速公路、構造物等進行監測，可以保證監測的實時性。然而，受地理條件、成本以及用電安全等諸多要求限制，電源供給成為制約在線監測系統發展的關鍵因素。
目前，在線監測系統常用的供電方式有：太陽能板、激光供電及感應取電等。太陽能板供電安裝過程復雜，易受外界環境尤其是光照強度的影響，在多雨多霧地區不適用此技術[12]；激光供電設備復雜且成本較高，能量轉換效率較低；高壓輸電線路感應取電技術克服了氣候及地理條件的影響，不僅環保、穩定性高、可持續供電，而且其取電裝置體積小、安裝簡單、成本低、供電可靠，可長期穩定地為監控設備供電[34]。
1感應取電的原理
高壓輸電線路的感應取電技術基于電磁感應定律，利用高壓線路產生的交變磁場提取電能，有效地對高壓線產生的磁場進行利用[59]。感應取電裝置主要由鐵芯、感應線圈、整流模塊及蓄電池組成，其等效模型如圖1所示。其中，高壓輸電線路為初級繞組，匝數為N1；感應線圈為次級繞組，匝數為N2。
鐵芯和感應線圈是感應取電裝置的“發電機”，利用輸電線路周圍的交變電磁場進行感應發電；整流模塊對得到的感應交變電流進行整流并輸出直流電；得到的直流電在控制模塊的監控下對蓄電池進行充，并為傳感器節點提供電能。
高壓輸電線路上通有幅值恒定的交流電，則線路周圍將產生交變磁場，并在鐵芯上產生交變的磁通，產生感應電動勢[1013]。假設初級繞組和次級繞組為全耦合電磁感應，不計初級繞組和次級繞組的漏感，根據電磁學基本理論可以得到如下方程式。
2.2匝數分析
電流互感器的基本原理是利用磁勢的守恒原理獲取能量，公式如下所示。
N1I1=N2I2（8）
因此，對于電流互感器的設計，其變比的大小直接影響到輸出功率的大小。但不是變比越小越好，變比太小，二次側的電流過大，對電路保護的要求就更高；同樣，變化比過大，帶負載能力就會下降。以1 000 A電流為例進行討論，具體關系如圖2所示。
圖2匝數與啟動電流的關系
結合圖2和感應取電裝置的性能指標可以看出，線圈在100匝左右時，滿足最低的啟動電流。
當匝數滿足最低啟動電流時，負載與啟動電流的關系如圖3所示。從圖3可以看出，相同負載下，線圈匝數越多，啟動電流越大；線圈匝數相同時，負載越低，啟動電流越大?？紤]到感應裝置的啟動電流至少為10 A，所以線圈匝數應至少設置為100匝。
2.3感應取電裝置與高壓線的距離分析
高壓輸電線通過交變電流在周圍空間產生交變磁場。電流大小不同，所產生的感應磁場不同[1415]。根據畢奧薩伐爾定律可知，長為L的導線在某點的磁感應強度為
B=μ04π∫LIdl×r[KG*3]0r2（9）
式中：Idl為一個電流元；r為該點距導線的垂直距離；r[KG*3]0為電流元到該點的距離。
高壓輸電線的距離一般很長。因此，L可以看作趨于無限大，則得到磁感應強度與電流強度、導線間距離的關系為
B=μ0I2πa（10）
式中：I為導線的電流強度（A）；a為該點與導線之間的距離（m）。
不同電流強度下，距高壓線不同距離處的磁感應強度如圖4所示。由圖4可以看出：當電流一定時，與高壓線的距離越遠，磁感應強度越弱；當距離一定時，通過高壓線路的電流強度越大，磁感應強度越大。磁感應強度變化范圍為0～12×10-2T，距離在0～01 m內磁感應強度下降最為劇烈；距離在01～03 m內變化較為平緩；距離大于0.3 m時磁感應強度很小，接近定值；距離為01 m和03 m時的磁感應強度相差一個數量級。高壓電路傳輸頻率一定時，磁感應強度越大，磁感應強度變化率就越大，感應電動勢也就越高。為了將感應取電裝置對高壓線的影響降至最低，其體積不宜過大，將鐵芯橫截面面積S控制在10-4 m2或10-3 m2級別，匝數選取100匝，輸出電壓取12 V，按照公式（6）計算得出dBdt的數量級為102～103 （T?s-1），以頻率為50 Hz計算，磁感應強度變化范圍應大于1 （T?s-1）。由圖4可知：當高壓線傳輸電流強度為400 A時，感應裝置與高壓線的距離應控制在01 m以內；當高壓線傳輸電流強度為600 A時，感應裝置與高壓線的距離應控制在012 m以內；當高壓線傳輸電流為1 200 A時，感應裝置與高壓線的距離應控制在027 m以內；當高壓線傳輸電流強度為3 000 A時，感應裝置與高壓線的距離應控制在06 m以內。
2.4磁芯材料的選擇
鐵芯材料對于系統的輸出功率有直接影響。相同條件下，磁導率越高，取能線圈感應的功率越高。選擇磁芯材料應該從磁導率、飽和磁導率、電阻率、工作頻率等方面進行比較。常用幾種取能磁芯材料的性能如表3所示。
磁芯材料應具有磁導率高、電阻率大、飽和磁感應強度高的特點。坡莫合金有較高的磁導率，但價格昂貴，飽和磁感應強度較低，且機械應力對磁性能影響顯著，通常需要保護殼；微晶合金具有較高的初始相對磁導率，但適用于高頻器件；相比合金材料，硅鋼片的飽和磁感應強度更高，可以大大增加取能磁芯適應母線電流的范圍，其居里溫度高達740 ℃，這種材料完全可以滿足取能磁芯的要求。此外，硅鋼片的價格比合金材料要低很多，因此具有較高的性價比。
3感應電能及功率的計算
在計算取能磁芯感應電能時，結合變壓器模型進行分析，根據磁通勢平衡方程、安培環路定理及電磁感應定理有如下關系式
4安全性分析
感應取電技術就是利用高壓線周圍的交變磁場得到感應電能，只有當高壓線有電流時，才會有感應電流產生。由于感應電流較小，所產生的感應磁場特別小，相對于高壓線的磁場可以忽略不計，因此感應取電技術對高壓線的輸電不會造成影響[1618]。
高壓線上的電流幅值不是不變的，它會隨著季節及用電時間的不同發生變化，變化范圍從幾安到幾千安不等。瞬時短路的現象也會在高壓線上出現，必須采取安全防護措施。瞬時短路會產生極高的短路電流，對取電電路中的元器件造成不可修復的損壞，故在電路中設置TVS管的防浪涌電路[5]。在用電高峰期，輸電線會出現長時間工作在較大電流的情況，感應電壓有可能超過穩定時所允許的最高輸入電壓。此時在電路中設置雙向晶閘管對電路進行保護，將感應取電控制在特定值以下，引線對于過路的行人及牲畜不會有影響，安全性得到保障。
5結語
山區高速公路在線監測裝置的供電問題不容忽視。與太陽能供電、激光供電相比，感應取電技術具有環保、穩定性高、可持續供電等諸多優點，可以長期穩定地為監控設備供電。本文采用的感應供電技術有效地利用了山區高速公路周邊高壓傳輸線路，解決了在線監測裝置的供電問題，對線路的影響非常小，可忽略不計，足以保證線路及用電設施的安全，可為偏遠地區在線監測等低電壓、低電流設備的電源供應提供參考。
雖然采用感應取電技術為山區高速公路在線監測系統供電有很多優點，但仍有需要改進之處，例如當感應取電裝置遭受雷擊影響時，絕緣子可能發生閃絡或擊穿，這將使裝置內的電路受到嚴重損壞，從而影響在線監測系統的正常工作。隨著社會的不斷發展，高壓輸電線路的電壓及電流不斷增加，選擇磁芯材料難度加大，絕緣裝置結構變得更加復雜。因此，該技術的研究還需向磁芯材料、保護及處理電路、功率控制等方面探索，使高壓輸電線感應取電技術不僅能更好地用于野外在線監測系統，而且能應用于其他電力設備的供電。
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電磁感應的優點范文4
【關鍵詞】電磁流量計； 干擾； 轉換器
引言
電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律來測量導電液體體積流量的儀表，具有很多優點，如測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響；性能可靠，精度高；可雙向測量，具有多種輸出類型等等。但在實際測量過程中，干擾信號會與有用信號混在一起，對測量產生影響，在這種情況下如何有效地抑制并排除這些干擾，提高測量的精確度和穩定性就成為研制和使用電磁流量計的一個關鍵。
1、電磁流量計的工作原理
根據法拉第電磁感應定律。當一個導體在磁場內運動時，在與磁場方向、運動方向相互垂直方向的導體兩端，會產生感應電動勢，其大小與導體運動速度和磁場的磁感應強度大小成正比。
如圖一，當導電流體以平均流速V（m/s）通過裝有一對測量電極的一根內徑為D（m）的絕緣導管內流動時，該管道處于一個均勻的磁感應強度為B（T）的磁場中，那么在一對電極上就會產生感應電動勢E（V），它的方向垂直于磁場和流體的方向。
法拉第電磁感應定律為：E=B?D?V （1）
流量的體積流量為：Qv= （2）
由公式（1）和（2）可得到：QV= （3）
因此電動勢可表示為： （4）
當B是一個常數時，對某一個固定的口徑D也是一個已知數，公式（3）中
，那么公式（3）可改寫為： （5）
從公式（5）可以看出，流量Qv與電動勢E成正比
2、電磁流量計使用中常見的問題分析
傳感器提供給轉換器的流量信號為電極間的電位差只有幾個毫伏，信號較小。在實際測量中，由于電磁感應、靜電感應以及電化學電勢等原因，電極上所得到的毫伏信號不僅僅是與流速成比例的電動勢，也包含各種各樣的干擾成分在內，造成流量計在使用中出現各種各樣的問題，歸納總結如下：
2.1測量信號數值不準、不穩、亂跳問題
通過現場分析發現，電磁流量計工作環境中存在工頻信號，這些工頻信號耦合到激磁回路、電極、前端放大器中形成工頻干擾，而現有產品中信號處理電路通常采用的低通濾波往往很難將工頻干擾完全濾出，是造成測量信號數值不準、不穩、亂跳的主要原因。
其次，工業現場中存在大量的隨機干擾，這些干擾信號混入到測量信號中也是造成測量信號數值不準、不穩、亂跳的原因之一。
2.2零點漂移問題
零點漂移，就是當傳感器的輸入信號為零時，放大器的輸出并不是零。零點漂移的信號會在各級放大的電路間傳遞，經過多級放大后，在輸出端成為較大的信號，由于傳感器輸出的有用信號較弱，零點漂移就可能將有用信號淹沒，使電路無法正常工作。
通過現場分析發現，由于電磁屏蔽缺陷，接地不良，雜散電容等引起返回電流不平衡產生共模干擾，導致電路某些參考電位變化，是造成流量計零點漂移的原因之一，
其次，流量計所處的環境溫度變化較大，造成電路受溫度影響產生變化，也是造成零點漂移問題的原因之一。
2.3現場顯示死機、亂碼問題
由于現場中存在大量的用電設備及控制設備，在對設備啟動及控制時，會對供電系統產生浪涌沖擊，造成流量計的供電電壓不穩定，直接影響到流量計的控制電路，造成控制程序失控導致現場顯示死機、亂碼問題。
3、解決方案
3.1測量信號數值不準、不穩、亂跳問題的解決方案
由上文可以看出，造成電磁流量計測量信號數值不準、不穩、亂跳問題的主要根源為工頻干擾，通過論證采用同步采樣技術可以有效抑制測量信號中的工頻干擾信號。同步采樣也稱為跟蹤采樣，即為了使采樣頻率fs始終與系統實際運行的頻率f1保持固定的比例關系N=fs/f1，其采樣脈寬為工頻周期的整數倍，使流量信號電勢中工頻干擾平均值等于零，以消除工頻干擾的影響；對于隨機干擾信號可以采用數字濾波程序進行處理，針對不同的干擾信號可以采用程序判斷濾波、中值濾波、算術平均值濾波、滑動平均值濾波、加權滑動平均值濾波等濾波方式可收到很好的效果。
3.2零點漂移問題的解決方案
共模干擾是指信號輸入通道上共有的干擾電壓。通常輸入通道設計中采用的是單端對地輸入方式，因此造成共模信號耦合到有用信號當中，造成零點的漂移。通過改變輸入通道輸入方式，把單端對地輸入方式改為雙端不對地輸入方式即通常所說的差動輸入方式，通過差動輸入方式使共模干擾在輸入通道上的干擾電壓得以抵消，使得共模干擾產生零點漂移問題得以解決。
對于環境溫度變化造成的零點漂移問題，采用溫度補償技術使這一問題得到了很好的解決。即在電路中增加了環境溫度檢測部分，并把檢測到的溫度值實時傳給單片機，單片機根據采到的溫度變化，對電路中的一些參數進行糾偏，大大減小了環境溫度變化對對電路產生的零點漂移。
3.3現場顯示死機、亂碼問題的解決方案
對于程序失控造成的死機、亂碼問題，電路中增加了程序運行監控電路即看門狗，功能是當單片機程序失控時能及時發現并是整個系統復位，使程序的運行重新回到正確的軌道當中，避免了死機、亂碼問題的發生。
此外產品中還運用了掉電保護技術，軟件指令冗余措施，軟件陷阱抗干擾技術，這些措施的采用也有效地保護了電磁流量計單片機程序的失控。
4、結束語
電磁流量計在設計中采用了多種抗干擾的措施后，其測量精確度和運行可靠性大幅提高，并在實際應用中取得了不錯的效果。
參考文獻
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電磁感應的優點范文5
關鍵詞： 物理教學 探究活動 學習興趣 思維定勢
新課程改革實施后，物理教學的相關內容也發生了較大的變化，特別是課堂中要求有一定的探究活動，我們要重視探究活動教學，通過探究活動教學，使學生掌握基本的實驗知識和技能，體驗科學探究的過程，了解科學研究的方法。但很多老師認為探究活動浪費時間，沒效果，我認為這種想法是錯誤的。下面就物理課堂的課例談談我對探究活動的認識。
一、經典實驗換一種形式再探究，可以加強知識的理解，增強學習的趣味性。
在物理學的歷史長河中，有很多的經典實驗。如果我們能在條件允許的情況下，適當地把以前的物理學家做過的經典實驗，改變一下探究的形式，讓所有的學生體驗這些經典實驗的過程，驗證前人得出的實驗結論的正確性，這對于增強學生的學習興趣有很大的幫助。
如對于《電磁感應定律的建立》，我的教學設計思路是這樣的：問題引入演示實驗演示實驗分析新型探究實驗初步結論。
概述：電磁感應現象及其規律發現以來，人類對自然的認識和利用進入了新的階段，電能的使用極大地改變了人類的生活。在高中物理教學中，電磁感應現象及其規律是重要的內容。本節講述影響感應電動勢大小的各種因素，并要求學生通過動手做實驗并觀察實驗現象，得出實驗結論。通過實踐與拓展中的活動，讓學生學會用學到的物理知識解決實際問題。
1.復習舊知識，引入新課。
①要穿過閉合回路的磁通量發生了變化，在回路中就會有感應電流產生。
②觀察演示實驗：交流發電機。
教師提出問題：通過觀察演示實驗，我們注意到演示實驗時，隨著老師轉動轉輪的快慢不同，接交流發電機的燈泡的亮度是不同的，也就是說流過燈泡的感應電流的大小是變化的，那么感應電動勢的大小與感應電流的大小與哪些因素有關呢？下面我們先來研究這個問題。
猜想和假設：引導學生注意引起磁通量變化的兩個因素：磁通量變化的大小和快慢，并對提出的問題進行猜想。
2.為了讓學生學習的興趣更濃，我設計了一種新的形式來得到法拉第電磁感應定律，就是探測“地雷”活動。
活動目的：通過探究實踐活動，讓所有的學生體驗經典實驗的過程，得出實驗結論。
活動地點：學校操場的四個沙池。
活動儀器：方形線圈，條形磁鐵，蹄形磁鐵，指針在中間的靈敏電流計，秒表。
活動內容：由教師事先在學校操場的四個沙池劃分好2M×2M的范圍，事先把三塊條形磁鐵或蹄形磁鐵（即“地雷”）掩埋好，再將全班分為四個組，要求同學用方形線圈和靈敏電流計找出磁鐵的具置，由教師指定8位同學為裁判，用秒表進行計時，看那一組的同學用時最少，按用時多少來排名次，給予一定的獎勵。
在探測“地雷”活動前，老師提出一個問題讓學生思考：在探測出“地雷”的大概位置時，要怎樣擺動手中的方形線圈，讓靈敏電流計的指針擺動幅度更大？
最后我與學生一起得到探究實驗的結論：在探測出“地雷”的大概位置時，要快速地擺動手中的方形線圈，就可以讓靈敏電流計的指針擺動幅度更大。也就是說，閉合線圈的磁通量變化得越快，感應電流（感應電動勢）越大，這就是法拉第電磁感應定律。
教學反思：
（1）對于新課程的引入，我首先采用了交流電機的演示實驗。通過演示實驗和教師的問題設置，學生充分利用自己所學的知識進行科學的猜測和思考。
優點：通過問題的引入，直接“刺激”學生的思維，使他們在問題情境中能充分利用所學知識，并激發他們的學習積極性。然后，通過科學探究實驗，記錄相關信息，并分析實驗現象得出結論。在這一過程中，學生充分體會了科學探究的思維和方法，并培養了與他人的合作精神。
不足：在科學探究實驗中的猜想和假設這一環節，對學生給予的指導可再充分些。
（2）探究實驗活動部分。
優點：這一部分教學效果很好，在這一活動過程中學生表現出了極大的學習熱情。這培養了學生學習物理的興趣及理論聯系實際的意識，“從物理走向生活，從生活走向物理”這一理念在此得到了充分體現。
通過探究實驗培養了學生學習物理的興趣及理論聯系實際的意識，讓他們知道物理知識是很有用的，從而激發學生學習物理的興趣。
二、適當讓學生制作或改進小教具，在課堂上做探究活動，學生學習興趣更濃。
老師在上物理課時，如果能適當讓學生制作一些小教具，學生就會對教學內容更感興趣。例如我在電磁感應的教學過程中使用了自制小教具，收到了良好的效果，以下就是這個很簡單的探究實驗教具資料。
教具名稱：自制電磁感應演示儀。
儀器或特點及用途：
①設計思路：揚聲器、木板和電流計組成。
②用途：產生電磁感應現象的條件是閉合線圈的磁通量發生改變，所以推動紙盤，就可以帶動線圈在磁場中運動，引起音圈的磁通量發生改變，從而產生感應電流，在電流計中顯示出來，效果很好。
制作材料：約30cm×20m的木板1塊，揚聲器和電流計各一個，導線兩條。
制作方法：在木板上固定好揚聲器和電流計，接好導線即完成。
使用方法：推動紙盤，就可以帶動線圈在磁場中運動，引起音圈的磁通量發生改變，從而產生感應電流，在電流計中顯示出來。
在課堂中，通過這個簡單的教具，學生的學習積極性大大提高，而且學生在制作或改進小教具的過程中，會對物理規律融會貫通，對物理知識的理解就會進入更高的層次。所以我認為適度探究實驗活動不但不會浪費時間，反而會收到很好的教學效果。
三、適當讓學生在物理課堂中探究“一題多解”，讓學生避免出現思維定勢。
現在有很多教師為了應付考試，將物理課上成固定的模式，將物理現象也弄成了種種模型讓學生記憶。誠然這樣的教學對于某一次考試可能會收到好的效果，但長期這樣學習，學生的思維會形成定勢，對一些靈活一點的題目就感到無從下手，這時老師又會抱怨學生不靈活，其實這種現象是我們自己造成的。有鑒于此，我認為在課堂教學中適當讓學生在物理課堂中探究“一題多解”，讓他們多開動腦筋，是讓學生避免出現思維定勢的好辦法。
例如講動能定理的例題：在高為H底邊長為S的斜面頂端A，一小滑塊（可看作質點）自靜止從頂端A開始下滑，滑塊與斜面間的動摩擦因素為μ，求滑塊到達底端B的速度？
電磁感應的優點范文6
世界上第一臺電磁爐是由德國NEFF公司研發出來的，我國于上個世紀90年代初期正式引入。作為廚房電器，電磁爐具有使用安全、節約能源、效率高、清潔環保等優點。鑒于此，本文首先簡要分析了電磁爐的工作原理與加熱原理，在此基礎上對電磁爐的正確使用方法及故障維修進行論述。期望通過本文的研究能夠對延長電磁爐的使用壽命有所幫助。
【關鍵詞】電磁爐 工作原理 加熱原理 使用
1 電磁爐的工作原理與加熱原理
電磁爐歸屬于廚房電器的范疇，其在業內素有“綠色灶具”之稱，這是因為它主要是以電磁感應的原理進行電、熱能的轉換。市面上常見的電磁爐一般都是由以下幾個部分組成：微晶體玻璃板、上蓋、面板、燈板、傳感器、加熱線盤、電源板、電源線、風扇、下蓋等。電磁爐的工作與加熱原理如下：電磁爐通電啟動之后，位于其內部的整流電路會將頻率為50Hz的工頻交流電轉換為直流電，經由振蕩電路之后，這部分直流電則會轉換成為20-40Hz的高頻電，當高頻電通過加熱線盤之后，會產生出變化磁場，電磁爐上的金屬鍋具底部與絕緣面板接觸后，變化磁場的磁感線會通過鍋底，這一過程中，金屬體內會隨之產生出若干個微小的感應電流，它們會使金屬爐具發熱，借助這部分熱量便可完成各種食物的蒸煮，這便是電磁爐的工作與加熱原理。
相關研究結果表明，在電阻為定值的前提條件下，感應電流的值越大，所產生出來的熱功率就越大，蒸煮耗時越短，如果想要使感應電流足夠大，就必須保證感應電動勢夠大。因此，需要借助高頻電，并將多芯導線纏繞來增加匝數，增大通過金屬體的磁通量變化率，從而增強磁場感應強度。實驗研究結果顯示，將帶有磁性的材料放入到磁場當中時，能夠增大磁場的磁感應強度，由此便可產生出足夠大的感應電動勢，進而獲得較高的熱功率。正因如此，使得市面上的電磁爐都使用以鐵磁性材料為鍋底的平底鍋。
2 電磁爐的正確使用方法及故障維修
2.1 電磁爐的正確使用方法
為了有效延長電磁爐的使用壽命，必須確保使用方法的正確性，并在使用過程中經常對其進行維護。
2.1.1 必須使用符合標準要求的電源線
由于電磁爐本身的功率相對較大，為確保安全，在使用電磁爐時，必須選用可以承受15A以上大電流的銅芯線作為電源線，同時，要配置獨立且安全性較高的電源插座，若是條件允許，可在插座處加裝一個保險盒，這樣能夠進一步提高電磁爐使用的安全性。
2.1.2 要使用符合要求的爐具
通過上文對電磁爐的工作原理和加熱原理進行分析后可知，鐵磁性材料制作的金屬鍋具能夠增大電磁爐的感應電動勢，從而獲得較大的熱功率，因此，在鍋具的選擇上，應當以鐵鍋、不銹鋼鍋為主。同時，應當將鍋具放在電磁爐的中央位置處，鍋底要有足夠的平面與電磁爐充分接觸。需要特別注意的是，不得使用玻璃材質、銅質容器作為電磁爐的鍋具，因為這些材質無法形成渦流。
2.1.3 電磁爐要平整放置
在使用電磁爐加熱食品r，必須確保放置電磁爐的地方平整，若是不平，則可能導致電磁爐的一個腳處于懸空狀態，這樣在金屬鍋具自重的作用下，容易造成電磁爐體變形，嚴重時會使電磁爐損壞。同時，電磁爐如果放置在有傾斜度的地方，在加熱的過程中，鍋具內的渦流磁場與爐具內的勵磁線盤中的磁場會發生相互作用，由此會引起鍋具與爐體振動，當振動頻率達到一定時，可能會造成鍋具從電磁爐上滑落，從而引發危險。
2.1.4 注意通風防潮
由于電磁爐需要長時間在大電流和大功率的狀態下工作，一旦內部電路遇到濕氣或是水汽時，便會形成結露，輕則會導致電路銹蝕，嚴重時則會引起短路故障，從而影響電磁爐的正常使用。電磁爐內部帶有風扇，在使用時，應保持良好的空氣流通，換言之，應在通風條件良好的條件下使用。
2.1.5 避免漏磁干擾
由于電磁爐采用的是電磁感應原理，所以其在工作過程中，不可避免地會產生出一定的電磁輻射，雖然這部分輻射的強度并不是很高，但也會對其它家用電器造成影響，鑒于此，在電磁爐2-3m左右的范圍內，盡可能不要放置手機、電腦、電視等容易受到電磁長干擾的電器設備。
2.1.6 操作要得當
電磁爐面板上的各種功能按鍵均屬于輕微觸碰型，一般手指輕觸、輕按后便可正常切換功能，按好之后手指要快速離開，不要按住不放，以免使彈簧片和導電接觸片損壞。當電磁爐加熱至較高的溫度時，瞬時功率會忽大忽小，由此可能會造成IGBT和電路板損壞，為防止此類情況的發生，在電磁爐使用完畢之后，應當先將功率按鈕調整至最小的位置，隨后再將電源關閉，最后取下鍋具。
2.1.7 清潔要點
電磁爐在使用一段時間后，爐體上會黏附油漬，此時需要對其進行清潔。在對電磁爐進行清潔的過程中，應注意如下事項：不得使用汽油對爐體進行清洗；不得用鋼絲刷或紗布對面板進行擦拭；剛用過的電磁爐不可用冷水擦拭面板，應待其徹底冷卻之后，方可用少量中性洗滌劑進行擦拭。
2.2 故障維修
電磁爐在使用過程中難免會出現故障問題，加熱后不能升溫是比較常見的故障，下面重點對此類故障的成因及維修方法進行論述。
2.2.1 故障成因
電磁爐可以加熱，但卻不能升溫，說明主電路中某個元器件故障（以諧振電容損壞居多）。
2.2.2 維修方法
切斷電源后，將機殼拆開，通過觀察的方法對加熱主電路上的元器件進行檢查，重點查看諧振電容，如果電容器表面鼓起，則表明電容損壞，通過更換新電容可使故障消除。
3 結論
綜上所述，電磁爐是一類電路較為復雜的廚房電器設備，它的電路板上除了有高壓部分之外，還有大電流部分，為了確保使用安全，應當了解并掌握電磁爐的正確使用方法。同時，在對電磁爐故障進行處理時，必須關閉電源，以免引發安全事故。
參考文獻
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