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用电磁炉演示涡电流的力效应的实验过程

2012-03-08 15:57:38 来源:www.kj599.com 浏览:715
内容提要:      电磁炉已经是一种很普及的家用电器了,利用电磁炉,我们可以演示涡流的实验。

      电磁炉已经是一种很普及的家用电器了,利用电磁炉,我们可以演示涡流的实验。
      使用的器材有:电磁炉、导线、发光二极管、铝箔。
      装置如下图:

      我们用导线绕成一个回路,两端接上发光二极管,可以演示涡旋电流点亮二极管。铝箔很轻,可以演示涡流的磁场跟原来磁场互相排斥的现象。铝箔中心位置剪出一个圆洞,中间放个卫生纸的纸芯,是为了防止铝箔飘走。
      下面是实验视频:

      可以看到,在打开电磁炉电源开关的一瞬间,发光二极管发光,铝箔飞了起来,重复关闭、打开开关,实验现象重复。
      实验原理是这样的:电磁炉电源开关打开的一瞬间,会产生一个向上的磁场,如下图:

      根据楞次定律,我们知道这个突然产生的磁场会在回路里感应出涡流,二极管就是被这个涡电流点亮的。根据楞次定律我们还能知道,感生出来的涡流本身也产生一个磁场,而且极性与原先的磁场相反,因为铝箔很轻,就被排斥得飞到空中。
      连接发光二极管的导线环,我开始用的是两圈,结果感生出的电压太高,把二极管烧掉了。也可能你使用的发光二极管耐压值比较高,如果一圈导线不亮的话,可以多缠一圈试试。
      需要说明的是,电磁炉在打开电源开关的一瞬间,会使放在其上面的导体当中产生涡电流,但并不是靠涡流来加热物体的。网络上查到的电磁炉的加热原理,很多是错误的,利用涡流来加热物体的装置叫做“电磁感应炉”,而不是家用的“电磁炉”。
附:电磁感应炉,电磁炉,微波炉的区别。
      电磁感应炉:使被加热物体当中感生出涡电流,利用涡流的热效应加热物体,因此只能加热导体,例如俺在大连钢厂实习时看到的炼钢用的电磁感应炉。大学时试验室里用的高频电磁感应炉,利用石墨坩埚来加热非导体,因为石墨是导体,能够产生涡流,而且耐高温;
      家用电磁炉:利用电磁波里“磁场”的成分,使铁磁性物体里的“磁畴”产生振动,我们知道振动能产生热量,从而达到加热物体的目的。所谓铁磁性物体,就是能被磁铁吸引的物体,所以电磁炉只能加热铁锅,而不能加热铝锅;
      微波炉:利用电磁波里“电场”的成分,使物体内的“极性分子”(例如水分子)产生振动,从而达到加热物体的目的。因此只能加热含水的物体,对于陶瓷、玻璃、塑料等均不能加热。最后注意微波炉内一旦放进金属,会发生严重的打火现象;
      我们这个实验只是演示了一下涡流,对上面几种装置的原理看不明白的话,不必强求,学过大学物理之后自然就清楚了。

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