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熱力學第一定律 電磁感應定律( 二 )

線圈感應電流電磁感應法拉第


對于線圈來說，動磁棒意味著它周圍的磁場發生了變化，使得線圈感應出電流 。法拉第終于實現了自己多年的夢想——通過磁運動發電！奧斯特·法拉第的發現深刻揭示了一組極其奇妙的物理對稱性:運動的電產生磁，運動的磁產生電 。
不僅磁棒和線圈之間的相對運動可以感應線圈中的電流，而且一個線圈中的電流也會發生變化，從而可以感應另一個線圈中的電流 。
當線圈通過開關K與電源連接時，當開關K接通或斷開時，感應電流將出現在線圈2中 。如果與線圈1連接的DC電源被改變為交流電源，也就是說，交流電流將被提供給線圈1，這也將導致感應電流出現在線圈中 。這也是因為線圈1中電流的變化導致線圈2周圍磁場的變化 。
科技應用
動圈式傳聲器
在劇院里，為了讓觀眾能夠清楚地聽到演員的聲音，往往需要放大聲音，放大他們的服裝 。
麥克風的工作原理——電磁感應
它主要包括三個部分:麥克風、揚聲器和擴音器 。麥克風是一種將聲音轉換成電信號的設備 。圖2是電磁感應動圈式麥克風的結構示意圖 。當聲波振動金屬振膜時，與振膜相連的線圈(稱為音圈)一起振動，音圈在永磁體的磁場中振動，其中產生感應電流(電信號)，感應電流的大小和方向發生變化，變化的幅度和頻率由聲波決定 。該信號電流被揚聲器放大，然后傳輸到揚聲器，從揚聲器發出放大的聲音 。
磁帶錄音機
錄音機主要由內置麥克風、磁帶、錄放磁頭、放大電路、揚聲器、傳動機構等組成 。這是錄音機的錄音和回放原理示意圖 。錄音時，聲音使麥克風產生感應電流-音頻電流，該電流隨聲音而變化 。音頻電流經放大電路放大后，進入記錄頭的線圈，在記錄頭的間隙產生隨音頻電流變化的磁場 。磁帶靠近磁頭的間隙移動，磁帶上的磁粉層被磁化，聲音的磁信號被記錄在磁帶上 。
回放是記錄的相反過程 ?；胤艜r，磁帶通過回放頭的間隙，磁帶上變化的磁場在回放頭線圈中產生感應電流 。感應電流的變化與記錄的磁信號變化相同，所以線圈中產生的是音頻電流，經放大電路放大后送到揚聲器，揚聲器將音頻電流還原為聲音 。
在磁帶錄音機中，錄音和回放功能是通過使用磁頭來執行的，在錄音時，磁頭連接到麥克風 。播放時，磁頭連接到揚聲器 。
汽車速度計
駕駛室內的速度計是指示汽車行駛速度的儀器 。它利用電磁感應的原理來制造
汽車速度計-電磁感應
表盤上指針的擺動角度與汽車的行駛速度成正比 。速度計主要由傳動軸、磁鐵、速度計、彈簧游絲、指針軸和指針組成 。其中永磁體與驅動軸連接 。表殼上安裝有公里/小時刻度的表盤 。
永磁體的磁感應線方向如圖1所示 。一部分磁感應線會穿過速度板，速度板上的磁感應線分布不均勻，越靠近磁極，磁感應線的數量越多 。當驅動軸帶動永磁體旋轉時，穿過速度板各部分的磁感應線會依次變化，磁感應線的數量會沿著磁體旋轉的前方逐漸增加，而沿著后方逐漸減少 。根據法拉第電磁感應原理，當通過導體的磁感應線數量發生變化時，導體內部就會產生感應電流 。從楞次定律也知道，感應電流也會產生磁場，磁感應線的方向會阻礙(不是阻止)原磁場的變化 。根據楞次定律，沿著磁鐵旋轉的前沿，感應電流產生的磁感應線與磁鐵產生的磁感應線相反，因此相互排斥 。相反，后感應電流產生的磁力線方向與磁鐵產生的方向相同，所以相互吸引 。由于這種吸引力，快速轉盤被磁鐵旋轉，軸和指針也一起旋轉 。
為了使指針根據不同的車速停留在不同的位置，在指針軸上安裝了一個彈簧游絲，游絲的另一端固定在鐵殼的框架上 。當速度盤旋轉一定角度時，游絲被扭轉產生相反的扭矩 。當它等于永磁體驅動速度板的扭矩時，速度板停留在該位置并處于平衡狀態 。此時，指針軸上的指針指示相應的速度值 。
永磁體旋轉的速度與汽車的速度成正比 。當汽車行駛速度增加時，在速度盤內感應的電流和驅動速度盤轉動的相應扭矩會成比例增加，會使指針轉動更大的角度，因此指針指示的速度值會隨著車速的不同而相應不同 。當汽車停止行駛時，磁鐵停止，彈簧游絲復位指針軸，使指針指向“0” 。
熔煉金屬
交流磁場在金屬中感應出的渦流會產生熱效應 。與用燃料加熱相比，這種加熱方式有許多優點，包括加熱效率高達50 ~ 90%；加熱速度快；不同頻率的交流電可以獲得不同的加熱深度，因為渦流在金屬中不是均勻分布的 。越靠近金屬表層，電流越強，頻率越高，這種現象越多 。

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