- +1
会感应加热的电器背后是什么科学原理?
原创 在线君 STEAM在线 收录于话题#STEAM课堂24#STEAM教育学习资源88#STEAM教育54#STEM教育49
看点 宅家无聊时有什么能让孩子学习新知识又便捷易上手的亲子活动呢。或许你的孩子向你好奇地问过那些感应加热的家用电器用的是什么物理原理,可你却无法简单明了的叙述?简易物理实验——涡流感应的实验,让孩子清晰直观地了解电流涡轮的发电知识,在简单操作中领会物理的乐趣~
视频来自Gupta自制玩具中文视频翻录团队
什么是涡流现象?
在一根导体外面绕上线圈,并让线圈通入交变电流,那么线圈就产生交变磁场。由于线圈中的导体可看成是由许多闭合回路组成的,闭合回路的磁通量不断变化,于是在每个回路中都产生感应电动势并引起感应电流。这样,在整个导体中,就形成一圈圈环绕导体轴线流动的感应电流,就好像水中的漩涡一样。所以,这种在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象。
涡流效应有哪些应用?
涡流效应衍生出一系列工业产品,例如电磁灶正是涡流现象在生活中的应用之一。它采用了磁场感应涡流的加热原理。它利用陶瓷玻璃板下方的线圈产生交变磁场,当含铁质锅被放置在板面时,锅底部处在交变磁场中而产生环状电流(即涡流),锅底部的小电阻、大电流使锅本身自行高速发热,达到加热锅内食物的目的。
感应加热电源也是其中最重要的一个,利用涡流加热金属导体,使之非接触式发热。足够大的电力在导体中产生很大的涡流,导体中电流可以发热,使金属受热至熔化,人们根据这个道理,制造出了感应炉,用来冶炼金属。在感应炉中,有产生高频电流的大功率电源和产生交变磁场的线圈,线圈中间放置一个耐火材料制成的坩埚,用来放置待熔化的金属,用高频塑料热压机过塑,以及把涡流热疗系统用于治疗等。
材料
材料:两块强力磁铁 一个铝罐 一条自行车辅条 剪刀 胶水针 瓶盖 橡皮 按扣 线
实验步骤
实验一:
1、将铝管三等分 先剪出底座,剩下铝罐剪成两半,去除顶部。
2 、得到两个圈,从中间分别把圈剪出来。将它们放在铝罐底座中,这会使底座的壁加厚
3、拿出一个旧笔,将笔穿进铝罐底中间的洞,构成类似支点
4、在橡胶鞋垫上竖一根针。
5、在鞋垫的洞眼里涂上胶水,并放上按扣。
6、铝罐保持在针头上方可以自由旋转
7、两块强磁铁用线绑在黄色橡皮上,旋转该线 线扭曲后,磁铁又会开始朝向反方向旋转。
8、把磁铁放在铝罐里,磁铁不能碰到铝罐壁,但是由于感应电流,铝罐会非常快的旋转,这就是涡流效应。
实验二:
1、在易拉罐上涂一些橡胶胶水,罐顶部粘按扣。
2、在底座上打一个小孔,然后放一个笔芯。
3、把铝罐穿过针顶,针尖就靠在按钮上 这样铝罐也会自由旋转。
4、把自行车辅条插入橡胶内,橡胶两侧放磁铁。
5、将辅条插进按扣并旋转两个磁铁,铝罐开始飞速旋转。
实验原理
1.金属线圈产生的磁力线经过金属导体时,金属导体就会产生感应电流,该电流的流线呈闭合曲线,类是水涡流形状,故称电涡流!
2.当有一定的交变电流靠近金属导体时,在金属旁产生交变磁场,在金属表面就会产生电涡流磁场,根据电磁感应定律,电涡流形成了一个反方向的磁场。
拓展知识
利用电磁场同金属间电磁感应进行检测的方法,是金属材料无损检验基本方法之一。电磁感应对许多试验参数是敏感的,所以涡流检测法是一种多用途的检测法,但测量数据亦同时受到各种“干扰因素”的影响,因此必须在充分地利用有用信息和更有效地抑制干扰信息的条件下,才能使检测结果准确可靠。涡流检验法在工业上的应用始于第二次世界大战前的德国。各个时期研究工作的发展主要表现在电磁信号的分析和处理上。
(声明:除STEAM在线原创文章外,STEAM在线分享和转载的文章皆为促进STEAM教育在中国的传播,仅做学习交流,非商业用途,都会注明来源,如文章、照片的原作者有异议,请联系后台快速处理或删除,谢谢支持。)
原标题:《【STEAM课堂】会感应加热的电器背后是什么科学原理?》
本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布,仅代表该作者或机构观点,不代表澎湃新闻的观点或立场,澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问http://renzheng.thepaper.cn。
- 报料热线: 021-962866
- 报料邮箱: news@thepaper.cn
互联网新闻信息服务许可证:31120170006
增值电信业务经营许可证:沪B2-2017116
© 2014-2024 上海东方报业有限公司