時(shí)間：2023-06-02 09:59:49
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電磁感應(yīng)原理，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1、閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。電磁感應(yīng)的幾個(gè)基本規(guī)律，主要涉及右手定則、楞次定律、安培力等內(nèi)容。簡單講就是利用磁性來發(fā)電，發(fā)電機(jī)就是利用這個(gè)而發(fā)明的。你可以自己做做，拿條電線兩端接在電流表兩極上，再拿塊磁條來回空過電線圍成的這個(gè)圈，同時(shí)注意電流表的變化，你看到的就是電磁感應(yīng)。
2、電磁感應(yīng)是指因?yàn)榇磐孔兓a(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，是電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的成就之一。它不僅揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，而且為電與磁之間的相互轉(zhuǎn)化奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，為人類獲取巨大而廉價(jià)的電能開辟了道路，在實(shí)用上有重大意義。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著一場重大的工業(yè)和技術(shù)革命的到來。事實(shí)證明，電磁感應(yīng)在電工、電子技術(shù)、電氣化、自動(dòng)化方面的廣泛應(yīng)用對推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
1 電磁感應(yīng)有效課堂教學(xué)的開展
1.1 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力
在開展電磁感應(yīng)課堂教學(xué)時(shí)，要充分利用實(shí)物進(jìn)行教學(xué)，這樣既可以讓學(xué)生對物理電磁感應(yīng)的規(guī)律和現(xiàn)象有更加直觀的認(rèn)識，避免因理論知識太過抽象而造成學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙.并且還能夠讓學(xué)生的實(shí)踐能力和觀察能力得到有效的培養(yǎng).另外，在物理教學(xué)課堂上運(yùn)用實(shí)物，還可以很好的調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)相關(guān)的知識的效率得到提升.所以，在高中物理電磁感應(yīng)的教學(xué)過程中，教師要增加學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，并在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，給予適時(shí)的指導(dǎo)，讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到的問題能夠得到及時(shí)解決.例如，教學(xué)可以引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手做“閉合電路切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流”的實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生就能夠在實(shí)踐中掌握牢固的與電磁感應(yīng)相關(guān)的知識.
1.2 改進(jìn)教學(xué)評價(jià)方法
傳統(tǒng)的教學(xué)評價(jià)方法主要通過考試的方式，對教學(xué)的成果進(jìn)行評價(jià)，達(dá)到考察學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的目的.雖然考試的評價(jià)方式可以明確的反映學(xué)生學(xué)習(xí)效果，但是卻不能對學(xué)生綜合能力情況進(jìn)行客觀的判定.高中物理電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)過程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，是學(xué)生對電磁感應(yīng)知識體系的探索及應(yīng)用的關(guān)鍵階段，不能僅僅考察學(xué)生對電磁感應(yīng)相關(guān)知識的掌握程度.所以，改進(jìn)教學(xué)評價(jià)方式，有利于正確引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)相關(guān)知識.
1.3 注重運(yùn)用有效精講
教師在進(jìn)行電磁感應(yīng)教學(xué)時(shí)，對于其中存在的難點(diǎn)和重點(diǎn)，要為學(xué)生進(jìn)行精講，最好通過例子來說明，讓學(xué)生能夠深入地了解相關(guān)知識.有的知識點(diǎn)學(xué)生一般很難理解，這時(shí)候教師要借助多媒體視頻或通過畫圖的方式將難點(diǎn)知識為學(xué)生講解.在對電磁感應(yīng)進(jìn)行精講時(shí)，對于學(xué)生容易掌握的知識點(diǎn)，教師應(yīng)該讓學(xué)生去自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主思考的能力，教師要在學(xué)生理解不足之處加以補(bǔ)充，在鍛煉學(xué)生自學(xué)能力的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生對知識的認(rèn)知能力得到進(jìn)一步加強(qiáng).
比如：電磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算是一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn).由于電磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算方法既可以用法拉第電磁感應(yīng)定律，也可以分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的有關(guān)條件，所以經(jīng)常給學(xué)生帶來混淆.如圖1，金屬框架cdef固定在水平面上，并處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒ab擱在框架上可進(jìn)行無摩擦滑動(dòng)，此時(shí)adeb組成一個(gè)正方形，其邊長為l，金屬棒電阻為r，其余電阻不計(jì)，開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.若磁感應(yīng)強(qiáng)度B從t=0時(shí)起逐漸減小，當(dāng)金屬棒向右以恒定速率v運(yùn)動(dòng)時(shí)，若金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)如何變化？寫出B與t的關(guān)系式.
在教學(xué)時(shí)，教師可以讓學(xué)生先嘗試著解答，然后找到2類典型的解題方法.
第一種方法，分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.在之前的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)知道閉合電路中若有變化的磁通量，就能產(chǎn)生感應(yīng)電流.而在這道題中，只要閉合回路adeb中沒有磁通量的變化，那么就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.因此可得：
這時(shí)教師可向?qū)W生提問，這兩種解題方式有著清晰的思路，似乎也沒有什么問題，但是為什么得到的答案卻不一樣？請?jiān)谛〗M內(nèi)開展討論.最后教師通過引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生得出最后的結(jié)論：根據(jù)題意可知道磁感應(yīng)強(qiáng)度B雖然在逐漸減小，但是我們卻不知道其是怎樣減小的，是勻速減小還是不勻速減小，這是不確定的.因此ΔBt/Δt是錯(cuò)誤的，因?yàn)檫@表示的是t時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的平均變化率.故第二種方法是錯(cuò)誤的，錯(cuò)在了未能正確理解題意和公式的內(nèi)涵，所以教師要在這個(gè)知識點(diǎn)上進(jìn)行精講，讓學(xué)生對該知識點(diǎn)理解透徹，避免再犯類似的錯(cuò)誤.
2 電磁感應(yīng)有效學(xué)習(xí)方式的思考
2.1 進(jìn)行有效預(yù)習(xí)
物理教材是學(xué)生獲得知識的重要渠道，因此，教師要在教學(xué)之前要求學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí).通過預(yù)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)W(xué)的知識有個(gè)初步的了解，并能找出其中存在的問題，進(jìn)行有效的探索，在教學(xué)過程中，學(xué)生也能夠知道自己不懂的地方，并能在教師的指導(dǎo)下，重點(diǎn)學(xué)習(xí)自己不懂的知識，將這些知識轉(zhuǎn)化為自身的積累.比如，教師讓學(xué)生預(yù)習(xí)電磁感應(yīng)這一章時(shí)，可以事先給學(xué)生出幾道簡單的問題：產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件？怎樣利用磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流？讓學(xué)生在預(yù)習(xí)中尋找答案，讓學(xué)生的自學(xué)能力得到培養(yǎng).
2.2 加強(qiáng)課后練習(xí)
在完成課堂教學(xué)后，教師要及時(shí)安排學(xué)生進(jìn)行課后練習(xí)，以做練習(xí)題的方式檢查學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，并能起到查漏補(bǔ)缺的效果，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)成果得到進(jìn)一步鞏固.所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)的相關(guān)知識后，教師要給學(xué)生布置適當(dāng)?shù)念}目，讓學(xué)生自主完成這些題目，從而加深學(xué)生對知識的理解.
2.3 學(xué)會(huì)鞏固總結(jié)
“溫故而知新”是古人傳授給我們的學(xué)習(xí)真理，無論學(xué)習(xí)哪門課程，只要不斷對已學(xué)知識進(jìn)行復(fù)習(xí)和總結(jié)，就能更加牢固的掌握這些知識，提升學(xué)習(xí)的效果.所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)相關(guān)知識的過程中，要不斷對已經(jīng)學(xué)過的知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，并認(rèn)真總結(jié)，達(dá)到融會(huì)貫通的目的，以此全面掌握與電磁感應(yīng)相關(guān)的所有知識.
Abstract： With the rapid development of economy and technology，electronic equipment is more and more widely used in people's daily life. Charging problems of portable electronic products are in urgent need to be resolved. The paper combines mobile electronic devices with wireless charging system， and provides electricity for mobile devices， using the electromagnetic induction principle， so as to identify charging terminal intelligently and match wireless charging current automatically.
關(guān)鍵詞： 無線充電；電磁感應(yīng)；智能識別
Key words： wireless charging；Electromagnetic induction；intelligent identification
中圖分類號：TN01 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）32-0034-02
0 引言
電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，各種各樣的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在市場上，隨之而來的是越來越多的充電器。不用品牌的充電器不具備通用性，使得使用者攜帶及充電有很大的不便。無線充電技術(shù)可以較好地解決這個(gè)問題。
Qi是全球首個(gè)推動(dòng)無線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織，它推出的無線充電標(biāo)準(zhǔn)具備便捷性和通用性。如果無線充電器滿足此規(guī)范，那么所有滿足此規(guī)范的手機(jī)產(chǎn)品都可以在這個(gè)充電器上充電。
1 無線充電技術(shù)的原理
目前無線電能傳輸技術(shù)主要包括三種：電磁感應(yīng)方式、電波輻射方式和磁場共振方式。其中電磁感應(yīng)方式[1]是以法拉第的電磁感應(yīng)耦合定律為基礎(chǔ)的，因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)的是非接觸式的能量傳輸方式，此種方式對線圈的位置及線圈的工藝較敏感；電波輻射方式通過天線的發(fā)射和接收過程中的電磁波傳輸電能；磁場共振方式是以共振原理為基礎(chǔ)，通過兩個(gè)振幅相同的物體之間完成能量的傳輸。
比較三種無線電能傳輸技術(shù)，電磁感應(yīng)方式支持的功率較大，但允許的距離較短；電波輻射方式適合較長距離的傳輸，但是允許的功率較小；電磁共振方式支持的功率和距離介于兩者之間，但實(shí)現(xiàn)較難。綜合考慮，電磁感應(yīng)方式最適合于目前便攜式設(shè)備的無線充電。
2 無線充電系統(tǒng)的電路
在無線充電過程中，整個(gè)流程主要分為兩個(gè)部分：充電器端和接收端。
充電器端流程主要實(shí)現(xiàn)的是手機(jī)的檢測、溫度的檢測以及功率的發(fā)射等。當(dāng)有金屬物接觸到電器端時(shí)，充電器會(huì)檢測所放置的金屬物是否為需充電物體，如果是，充電器會(huì)收到特定信號，并開始對需充電物體進(jìn)行充電，否則，不進(jìn)行充電。在充電過程中，如果收到充電物體發(fā)送的節(jié)點(diǎn)信號，立即進(jìn)行確認(rèn)，然后每5秒檢測充電物體是否離開。在充電過程中，如果檢測到充電器溫度過高，立即停止充電。
接收端流程主要包括指示燈控制、檢測充電過程、停止充電控制等。如果接收端收到充電器發(fā)來的檢測信號，及時(shí)作出回應(yīng)，然后等待充電器開始充電。當(dāng)接收端檢測自身電池已經(jīng)充滿時(shí)，向充電器端發(fā)送節(jié)電信號以停止充電。
尤其注意的是，在充電過程中，如果充電器端檢測到電壓或電流異常、溫度過高等，應(yīng)立即停止充電，并且指示燈閃爍。如果充電正常停止，則指示燈不閃爍。
2.1 充電器端電路 整套充電器電路主要包含電源部分，存儲(chǔ)器部分，控制電路部分以及線圈。
電源的主要功能是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并通過電路轉(zhuǎn)換得到特定的電流和電壓。存儲(chǔ)器主要功能是存儲(chǔ)充電過程中的各種狀態(tài)和各種參數(shù)。控制電路是整個(gè)充電系統(tǒng)中最重要的部分，主要功能是線圈控制、功率控制以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等。線圈是核心器件，主要功能是將電能轉(zhuǎn)換為磁能并通過空間進(jìn)行傳輸。充電器的工作原理圖如圖1所示。
2.2 接收端電路 接收端的電路主要包含整流部分、控制電路部分以及線圈。控制電路是接收端的中心，包括通信單元、功率控制單元以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器等。接收端的線圈與充電器端的線圈功能相反，主要完成將接收到的磁能轉(zhuǎn)換為電能。接收端的電路如圖2所示。
3 總結(jié)
本文研究的無線充電技術(shù)采用電磁感應(yīng)原理，旨在解決便攜式設(shè)備需經(jīng)常充電但又不方便充電的問題，同時(shí)能夠保證無線充電過程中的安全性。但是無線充電技術(shù)的實(shí)現(xiàn)還具有一些問題，需要進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞]電磁感應(yīng)、誤區(qū)、改進(jìn)
引言
電磁感應(yīng)雷擊是感應(yīng)雷擊的一種表現(xiàn)形式。雷雨云放電時(shí)，在雷電流的周圍空間里，還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的變化電磁場和電磁干擾。電磁干擾是任何可能引起設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)τ猩盁o生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。在實(shí)際工作中，我們發(fā)現(xiàn)，目前在電磁感應(yīng)的防護(hù)方面存在一定的誤區(qū)。本文就這方面的問題進(jìn)行探討。
1、存在的誤區(qū)
1.1在屏蔽的作用和使用上的誤區(qū)。
屏蔽就是對兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，在實(shí)施過程中宜在建筑物和房間的外部設(shè)屏蔽，并以合適的路徑敷設(shè)，屏蔽線路。目前人們對如何使用屏蔽來防護(hù)電磁感應(yīng)這個(gè)問題的認(rèn)識上存在誤區(qū)，例如：屏蔽不接地；者屏蔽接地了，但只有一個(gè)接地點(diǎn)等等。
1.2在浪涌保護(hù)器設(shè)置上的誤區(qū)。
浪涌保護(hù)器用于防止雷電過電壓和瞬態(tài)過電壓對直流電源系統(tǒng)和用電設(shè)備造成的損壞，浪涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時(shí)過高電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。目前，在浪涌保護(hù)設(shè)置問題上，存在著盲目設(shè)置的誤區(qū)。對于設(shè)置信息系統(tǒng)的建筑物，是否需要防雷擊電磁脈沖，應(yīng)在完成直接、間接損失評估和建設(shè)、維護(hù)投資預(yù)測后認(rèn)真分析和綜合考慮，做到安全、適用、經(jīng)濟(jì)。因?yàn)槔擞勘Ｗo(hù)器較其他開關(guān)電器相對昂貴，要盡量減少開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，就不能不講投資而盲目設(shè)置。在設(shè)計(jì)中要考慮現(xiàn)有的保護(hù)裝置的有效利用，要與供電系統(tǒng)的型式、暴露程度，所有線纜的架設(shè)，設(shè)備自身的耐壓水平，選用防雷裝置的特性及其有機(jī)配合，以及裝設(shè)后對設(shè)備的正常工作是否產(chǎn)生不允許的影響，雷擊發(fā)生后的反應(yīng)和自復(fù)能力等等復(fù)雜的因素進(jìn)行綜合考慮，當(dāng)然，還應(yīng)考慮投資與效益的關(guān)系。
1.3對電磁感應(yīng)易發(fā)多發(fā)區(qū)段上認(rèn)識模糊。
由于直擊雷電流有極大幅值和陡度，在它周圍的空間將有強(qiáng)大的、變化的電磁場，處在這電磁場中的導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢。能夠引起較大感應(yīng)的就是直擊雷電流，但是電磁感應(yīng)的多發(fā)區(qū)是在直擊雷電流運(yùn)行的哪個(gè)方向上？人們對這個(gè)問題的看法目前還存在誤區(qū)。
2、電磁感應(yīng)雷擊的形成及其防護(hù)
被雷電擊中的裝置的電位升高，產(chǎn)生電磁輻射干擾，伴隨著急劇的電流、電壓的瞬時(shí)變化。當(dāng)雷云對地放電時(shí)，在雷擊點(diǎn)主放電過程中，在雷擊點(diǎn)附近的架空線路、電氣設(shè)備或架空管道上，由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)過電壓。過電壓幅值可達(dá)到幾十萬伏，當(dāng)線路或網(wǎng)絡(luò)附近發(fā)生了電磁場的變化時(shí)，如發(fā)生了直擊雷，因電磁效應(yīng)，在線路上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢；如果存在回路，感應(yīng)電動(dòng)勢就會(huì)在回路中形成電流。感應(yīng)雷擊有二種現(xiàn)象：一是帶電云層由于靜電感應(yīng)，使地面某一范圍帶上異種電荷形成的，當(dāng)直擊雷發(fā)生以后,云層帶電迅速消失,地面某些范圍由于散流電阻大，以致出現(xiàn)局部雷擊后產(chǎn)生的短時(shí)高壓而形成的；二是由于直擊雷放電過程中，強(qiáng)大的電磁脈沖電流對周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)而形成的。
電磁感應(yīng)的防護(hù)手段，主要包括屏蔽和設(shè)置浪涌保護(hù)器。不過，由于對電磁感應(yīng)的認(rèn)識上的不足或錯(cuò)誤，導(dǎo)致在對屏蔽和浪涌保護(hù)器上的使用出現(xiàn)許多錯(cuò)誤，出現(xiàn)防護(hù)效果不佳甚至失敗。結(jié)合本人多年經(jīng)驗(yàn)，下面就這幾個(gè)方面作一些探討。
3、關(guān)于屏蔽的作用及正確的使用方法
屏蔽就是對兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴(kuò)散；用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。因?yàn)槠帘误w對來自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。電磁屏蔽采用低電阻的金屬材料，利用電磁場在屏蔽金屬內(nèi)部產(chǎn)生渦流起屏蔽作用的。一般所謂的屏蔽，多半是指電磁屏蔽。如果將屏蔽板接地，則同時(shí)也兼有靜電屏蔽的作用。屏蔽無疑防護(hù)電磁感應(yīng)的好方法，問題主要出在使用上。接地的一大前提，就是可將地球視作一個(gè)巨大的導(dǎo)體球，其電勢永遠(yuǎn)為零。則任一導(dǎo)體接地后，由于電勢差的關(guān)系，其表面的第三種電荷總是會(huì)流入大地，以達(dá)到內(nèi)部的平衡。所以，當(dāng)接地時(shí)，會(huì)有電荷流入大地，造成原本不帶電的導(dǎo)體總體上反而帶電了。在屏蔽的使用上存在三種錯(cuò)誤。第一個(gè)錯(cuò)誤是屏蔽不接地，這使屏蔽形同虛設(shè)；第二個(gè)錯(cuò)誤是屏蔽接地了，但只有一個(gè)接地點(diǎn)，這同樣對電磁感應(yīng)的防護(hù)無意義；第三個(gè)錯(cuò)誤是雖然屏蔽層上有兩個(gè)以上的接地點(diǎn)，但接地方法和位置選擇錯(cuò)誤也導(dǎo)致屏蔽的作用大打折扣。正確使用屏蔽的方法是：在一段屏蔽層上，至少應(yīng)選擇兩個(gè)點(diǎn)接地；而且屏蔽層的兩個(gè)端點(diǎn)必須接地；而每一個(gè)接地都應(yīng)遵從獨(dú)立和就近接地的原則。
4、關(guān)于浪涌保護(hù)器的設(shè)置
浪涌指線路上電壓的瞬時(shí)變得很大，如雷擊、其他感應(yīng)、諧波等，高電壓進(jìn)如用電器會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象，所以在線路的輸入端都會(huì)設(shè)置浪用吸收器來保護(hù)下游的用電器。浪涌保護(hù)器的工作原理，兩個(gè)電極分別與L（或者N）和PE線相聯(lián)，兩個(gè)電極之間形成一個(gè)電氣間隙。電網(wǎng)在不超過最大持續(xù)運(yùn)行電壓的情況下運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)電極之間呈高阻狀態(tài)。如果電網(wǎng)因雷擊或者操作過電壓使兩個(gè)電極之間的電壓超過點(diǎn)火電壓時(shí)，間隙被擊穿，通過弧光放電將過電壓能量釋放。
浪涌保護(hù)器也是可以用于防護(hù)電磁感應(yīng)的，盡管其效果并不理想，至少，他沒有正確設(shè)置的屏蔽體的防護(hù)效果好。問題主要出在設(shè)置上。在許多的地方，一條線路上只設(shè)置了一級浪涌保護(hù)，而一級浪涌保護(hù)，而一級流涌保護(hù)至少還需要一條用戶終端才能與之構(gòu)成一個(gè)感應(yīng)電流的消耗回路。固而同樣存在雷擊設(shè)備的威脅。另外，浪涌保護(hù)器本身有自己的先天不足，如需要啟動(dòng)電壓，反應(yīng)需要時(shí)間等，再加上如果位置不當(dāng)或感應(yīng)區(qū)段距浪涌保護(hù)器距離太大，都加大了浪涌保護(hù)器失效的機(jī)會(huì)。正確的方法是準(zhǔn)確判定感應(yīng)區(qū)段，并在感應(yīng)區(qū)段的首尾之間至少設(shè)置兩級獨(dú)立的浪涌保護(hù)器，且每級浪涌保護(hù)器也要各自獨(dú)立地主近接地，這樣才能起到一定的防護(hù)作用。
5、關(guān)于電磁感應(yīng)的易發(fā)多發(fā)區(qū)段
這個(gè)問題其實(shí)是一個(gè)常識，只是未能引起人們的充分的重視。我們知道，能夠引起較大感應(yīng)的就是直擊雷電流，而直擊雷電流的運(yùn)行主要就是在豎直方向上的，因而，從理論上講，它只能在線路的豎直分布的區(qū)段上產(chǎn)生感應(yīng)，而在水平分布的區(qū)段上感應(yīng)為零。所以，在任何一條線路上，電磁感應(yīng)的易發(fā)多發(fā)區(qū)段就是那些豎在分布的區(qū)段，而防護(hù)的重點(diǎn)，就是這個(gè)區(qū)段，在這個(gè)區(qū)段上，無論采用屏蔽，還是設(shè)置浪涌保護(hù)器都是可以實(shí)現(xiàn)有效防護(hù)的。而只要確定了這個(gè)重點(diǎn)區(qū)段，其實(shí)沒有必要在全線路上大撒網(wǎng)，不僅可以節(jié)省成本，也能大大提高防護(hù)效果。
6、結(jié)束語
現(xiàn)代防雷技術(shù)是一系統(tǒng)工程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)愈合理，相互之間的作用就越協(xié)調(diào)，才能使整個(gè)系統(tǒng)在總體上達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。電磁感應(yīng)的防護(hù)，是防雷的一個(gè)重要方面。也是一個(gè)值得繼續(xù)探討的永恒的課題，只要多實(shí)踐，一定會(huì)找到更好的防護(hù)方法。
參考文獻(xiàn)
[1]《電磁場與電磁波》楊顯清
關(guān)鍵詞：包裝工程；電磁感應(yīng)技術(shù)；電加熱技術(shù)
1 電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展歷史、應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)。電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的速度比其他的媒介加熱的速度快，電磁感應(yīng)技術(shù)在加熱的時(shí)候損耗鐵屑的數(shù)量較少。電磁感應(yīng)技術(shù)在加熱的時(shí)候起動(dòng)比較快。電磁感應(yīng)技術(shù)的節(jié)能效果比較好，因?yàn)樵诓挥玫臅r(shí)候可以將電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的電源關(guān)掉，比較環(huán)保。可以關(guān)閉，因?yàn)楦袘?yīng)加熱有啟電磁感應(yīng)技術(shù)的工作效率比較高，在短時(shí)間內(nèi)加熱就可以到達(dá)效果，可以降低成本。除此之外，感應(yīng)加熱還有幾點(diǎn)好處：（1）便于控制，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；（2）減少設(shè)備占地面積；（3）作業(yè)環(huán)境安靜，安全和潔凈；（4）維護(hù)簡單。正是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)技術(shù)技術(shù)的很多優(yōu)點(diǎn)，所以才將其用于包裝工程的工作中，爭取取得更大的效果和最優(yōu)化的結(jié)局。
2 感應(yīng)電加熱技術(shù)
電磁感應(yīng)加熱技術(shù)法是基于電磁感應(yīng)技術(shù)原理，當(dāng)交流電流通過初級線圈時(shí)，環(huán)繞著線圈產(chǎn)生交變磁場，交變磁場在次級線圈上（金屬爐料）產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。由于此感應(yīng)電動(dòng)勢的作用，在閉合的線圈（被加熱的金屬）中產(chǎn)生感應(yīng)電流使金屬加熱。為中間包側(cè)面感應(yīng)加熱裝置。該裝置中的感應(yīng)器由鐵芯、線圈和引入鋼水的通道組成。當(dāng)綣圈中通入交流電后，鋼液中產(chǎn)生的感應(yīng)電流放出焦耳熱使鋼水加熱。在澆注初期，因中間包耐火材料吸熱，應(yīng)供以較大的功率使鋼水迅速升溫。當(dāng)中間包容量為10t時(shí)，最大功率約為1000kW。采用中間包電加熱技術(shù)后，可使中間包中鋼水溫度相對穩(wěn)定；而且利用磁感應(yīng)加熱鋼水時(shí)，由于電磁攪拌作用，可使鋼中夾雜物上浮。據(jù)資料介紹，在5t中間包中采用電磁感應(yīng)技術(shù)電加熱技術(shù)，當(dāng)功率為1000kW時(shí)，升溫速度達(dá)25℃/min，熱效率為90%，可控制鋼水溫差在士2.5℃范圍內(nèi)。
感應(yīng)電加熱技術(shù)依靠兩種能量轉(zhuǎn)換過程以達(dá)到加熱目的，即焦耳熱效應(yīng)和磁滯效應(yīng)。第一種是非磁性材料，如鋁，銅、奧氏不銹鋼和高于居里點(diǎn)（即磁衰變溫度）的碳鋼產(chǎn)生熱量的唯一途經(jīng)，也是鐵磁性金屬（如低于居里點(diǎn)溫度的碳鋼）中主要產(chǎn)熱途徑。對于鐵磁性金屬材料，感應(yīng)發(fā)熱的一少部分來源于磁滯損耗。磁滯發(fā)熱可以這樣來解釋，磁滯現(xiàn)象是由分子（或稱磁性偶極子）之間的磨擦力導(dǎo)致的。當(dāng)鐵磁性金屬被磁化時(shí)，磁性偶極子可以看成是小磁針，它隨著磁場方向變化（即交流電的變化）而轉(zhuǎn)動(dòng)，這種來回轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的發(fā)熱，就是磁滯發(fā)熱。交流電頻率越高，磁場變化就越快，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生出的熱量也就越多。焦耳熱效應(yīng)是由渦流損耗產(chǎn)生的。渦流損耗和焦耳的表達(dá)式和直流電、交流電的能量消耗公式相同。和其它電流一樣，渦流也必須有一個(gè)閉合回路。假設(shè)該電路中電壓為V，電阻為R，電流為Ⅱ，由歐姆定律V=ⅡR。當(dāng)電勢降低時(shí)，電能就轉(zhuǎn)變成熱能。這種電能的轉(zhuǎn)化過程類似于機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中勢能的轉(zhuǎn)化。勢能轉(zhuǎn)化過程是由于在重力作用下，物體由高處向低處落下時(shí)發(fā)生的。電勢降低時(shí)產(chǎn)生熱，其關(guān)系式可以給出。必須清楚，感應(yīng)加熱的機(jī)理和直流電或交流電產(chǎn)生的電磁場有密切的關(guān)系。對于一個(gè)帶直流電的導(dǎo)體而言，磁場（感生磁場）的方向垂直于電流方向。距離導(dǎo)體越遠(yuǎn)，磁場強(qiáng)度越弱。磁場強(qiáng)度的大小和電流大小成正比。磁場極性或磁力線的方向由右手定則給出。假如直流電流過一螺旋線圈，則螺旋線圈內(nèi)的場強(qiáng)大載流體（中心凋圍的磁場（O箭頭）而線圈外的強(qiáng)度小。相鄰兩匝線圈之間的場強(qiáng)很小。這是因?yàn)橄噜弮稍阎g的磁力線方向相反，彼此互相抵消了。現(xiàn)在再來考慮在一個(gè)通有直流電的螺旋線圈中插入一個(gè)實(shí)心棒時(shí)磁場將會(huì)發(fā)生怎樣的變化。如果棒是非磁性的，則磁場不受影響；反之，如果插入磁性鋼棒，則磁力線的數(shù)量就會(huì)大大增加。這是因?yàn)殇摰膶?dǎo)磁率比非磁性物的導(dǎo)磁率大得多的緣故。實(shí)際上，在電學(xué)計(jì)算中只需要知道相對導(dǎo)磁率即可。非磁性物質(zhì)和空氣的相對導(dǎo)磁率都定為1，磁性的物質(zhì)的相對導(dǎo)磁率都大于1。
3 包裝工程的內(nèi)容和特點(diǎn)
目前我國的包裝主要研究和應(yīng)用的重點(diǎn)是包裝理論、技術(shù)方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、包裝測試、包裝材料強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)；同時(shí)發(fā)揮多學(xué)科綜合專業(yè)的優(yōu)勢，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、包裝機(jī)械、市場營銷、管理以及造型設(shè)計(jì)諸方面開展工作。計(jì)算機(jī)與測試技術(shù)可為包裝工程設(shè)計(jì)提供計(jì)算、分析、實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理的手段，以提高包裝設(shè)計(jì)的質(zhì)量、效率，并適應(yīng)現(xiàn)代包裝工程高速化、智能化、自動(dòng)化的要求。應(yīng)包括包裝CAD、包裝測試技術(shù)、包裝自動(dòng)控制等。
4 結(jié)束語
現(xiàn)代的包裝工程是許多技術(shù)的綜合運(yùn)用，因此我們應(yīng)該加強(qiáng)各個(gè)方面的技術(shù)的應(yīng)用，從包裝產(chǎn)品的特點(diǎn)、性能、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、安全、銷售等等很多方面考慮包裝工程的要求。包裝工程還有一個(gè)重要的步驟就是包裝材料的問題。包裝材料的好壞是包裝完成的第一步，也是最重要的一個(gè)步驟。可以應(yīng)用電磁感應(yīng)技術(shù)這個(gè)技術(shù)制造更好的包裝材料。如果包裝材料都不好的話，包裝的任何一部都無法進(jìn)行。不僅要包裝包裝的安全完整，還要做到美觀，包裝材料的安全完整美觀才能吸引消費(fèi)者額眼球，應(yīng)該以最安全完整的包裝材料達(dá)到最完美的包裝效果，讓包裝發(fā)揮最大的視覺沖擊，吸引更多更廣的消費(fèi)者。利用電磁感應(yīng)技術(shù)這個(gè)技術(shù)為包裝工程作出更好的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 接觸網(wǎng)；感應(yīng)電；電力線路；危害
中圖分類號U22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2014）113-0200-02
1 感應(yīng)電概述
電氣化鐵路在運(yùn)營中，因其牽引供電具備強(qiáng)磁場、大電流及高電壓等特點(diǎn)，其對鐵路沿線設(shè)備及電力線路影響較大。在一些地區(qū)，其鐵路10KV電力貫通線、自閉電力線多應(yīng)用架空線路，與接觸網(wǎng)以平行方式進(jìn)行架設(shè)，最小間距不足8m。因接觸網(wǎng)其磁場較強(qiáng)，電力線產(chǎn)生感應(yīng)電壓較強(qiáng)，影響電力線路檢修安全性。為保障電力線路運(yùn)行安全性與可靠性，需要研究接觸網(wǎng)感應(yīng)電產(chǎn)生原理，并分析接觸網(wǎng)感應(yīng)電危害，提出相應(yīng)預(yù)防措施。
接近線路感應(yīng)電壓產(chǎn)生的原理主要包括兩個(gè)因素，分別為導(dǎo)體之間存在的互感電磁感應(yīng)與存在電容耦合的靜電感應(yīng)。接觸網(wǎng)對自閉、貫通線路的感應(yīng)電壓，即帶電運(yùn)行中接觸線通過靜電感應(yīng)及電磁感應(yīng)在自閉、貫通線路中產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電壓及電磁感應(yīng)電壓相加和。按照電磁感應(yīng)原理，當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)經(jīng)過交流電流時(shí)，在導(dǎo)體周圍則會(huì)產(chǎn)生交變磁場，處于交變磁場范圍內(nèi)的其他導(dǎo)體則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢。感應(yīng)電勢值與導(dǎo)體互感及電流變化率為正相關(guān)關(guān)系，導(dǎo)線間互感則與導(dǎo)線之間距離為負(fù)相關(guān)關(guān)系，與導(dǎo)線之間的平行長度為正相關(guān)關(guān)系。如電力線路平行長度越長，平行距離越小，則線路電流及感應(yīng)電勢越大。綜上，感應(yīng)電勢值與電壓值、電流值、線路平行長度值之間為正比，與平行線路距離值為反比。接觸網(wǎng)對帶電導(dǎo)線周邊的金屬物件，如爬梯等均存在感應(yīng)電勢；當(dāng)線路出現(xiàn)短路故障時(shí)，線路中電流值極大，感應(yīng)電勢則會(huì)隨之增加，帶來更大危害性。在自然環(huán)境影響下，如大風(fēng)作用下線索擺動(dòng)，引起停電線索在帶電設(shè)備電磁場中進(jìn)行切割磁力線運(yùn)動(dòng)，引起感應(yīng)電壓增加；在雨雪天氣中，電磁介質(zhì)增強(qiáng)，其停電線路感應(yīng)電壓會(huì)增加。
2 接觸網(wǎng)感應(yīng)電危害研究
2.1 接觸網(wǎng)感應(yīng)電對附近通信線路影響
在我國，電氣化鐵道牽引供電多為工頻單相25KV交流制供電，多采取直接供電、AT供電、BT供電、直供加回流線供電四種方式。因其供電方式為不平衡供電系統(tǒng)，當(dāng)牽引電流通過接觸網(wǎng)時(shí)，接觸網(wǎng)導(dǎo)線附近則會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場及電場，對強(qiáng)磁場及強(qiáng)電場范圍內(nèi)的通信線路及設(shè)備會(huì)產(chǎn)生干擾，降低通信質(zhì)量，嚴(yán)重則會(huì)對設(shè)備安全及人身安全造成影響。
2.2 接觸網(wǎng)感應(yīng)電對附近線線路影響
接觸網(wǎng)感應(yīng)電不僅僅對通訊線路造成影響，其對附近所有電力線路均會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，在電線路上產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓與電磁感應(yīng)電壓。靜電感應(yīng)電壓與電磁感應(yīng)電壓會(huì)對檢修人員人身安全造成威脅，如在檢修線路接地線有一端斷開，作業(yè)人員在接觸時(shí)，會(huì)通過人體形成閉合回路，導(dǎo)致感應(yīng)電流經(jīng)過人體，感應(yīng)電流較大，嚴(yán)重則會(huì)引起人身傷亡事故。
2.3 接觸網(wǎng)感應(yīng)電其他危害
感應(yīng)電的存在，為停電線路作業(yè)帶來安全隱患，如檢修人員缺乏對感應(yīng)電的認(rèn)識，則很容易被感應(yīng)電損傷。感應(yīng)電對人體的危害取決于經(jīng)過人體的電流值大小、持續(xù)時(shí)間及電流頻率等。在感應(yīng)電傷害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，接觸網(wǎng)感應(yīng)電帶來的麻電引起的高空墜落事故較多，尤其是人體接觸到感應(yīng)電的瞬間，身體失控導(dǎo)致高空墜落。當(dāng)?shù)鼐€封鎖范圍存在斷開點(diǎn)，操作人員則很容易發(fā)生觸電事故，如人體將地線封鎖范圍內(nèi)斷開點(diǎn)連接，形成感應(yīng)電流并經(jīng)過人體引起觸電事故，或操作人員與一端地線構(gòu)成閉合同路，產(chǎn)生感應(yīng)電流引發(fā)觸電事故。如地線防范范圍過大，接觸不良，也可能會(huì)引起接觸網(wǎng)安全事故。在接觸網(wǎng)安全工作相關(guān)規(guī)章中要求，當(dāng)兩接地線之間的距離超出1000m時(shí)，需要設(shè)置接地線。如地線保護(hù)距離過長，區(qū)域土壤電阻率高，導(dǎo)致感應(yīng)電釋放不良，其殘存電壓也容易引起安全事故。
由此可以看出，接觸感應(yīng)電存在對鐵路電力線路影響較大，嚴(yán)重則會(huì)引起鐵路檢修工作人員觸電事故，導(dǎo)致人員傷亡。為此，應(yīng)提出相應(yīng)的控制及預(yù)防措施，充分保障鐵路檢修作業(yè)安全性。
3 接觸網(wǎng)感應(yīng)電控制及預(yù)防措施
接觸網(wǎng)感應(yīng)電對通信線路及設(shè)備存在著干擾問題，導(dǎo)致通信質(zhì)量較低，對設(shè)備安全及人身安全影響較大。為消除感應(yīng)電，可以在電氣化鐵路建設(shè)及改造中采取防干擾及消除感應(yīng)電技術(shù)，如在通訊線路中應(yīng)用光纜技術(shù)，減低電磁影響；消除靜電感應(yīng)對作業(yè)人員的危害，需要在電線路與大地之間設(shè)置電阻接地線，該接地線電阻應(yīng)遠(yuǎn)低于人體電阻值，從而形成與人體電阻并聯(lián)的支路，保障作業(yè)人員安全；采取接觸網(wǎng)V形天窗作業(yè)法，并嚴(yán)格遵循作業(yè)規(guī)范，合理設(shè)置電線路地線保護(hù)范圍，一般設(shè)定防護(hù)范圍為500m或1000m；在進(jìn)行設(shè)備引線更換、開關(guān)檢修及引線更換作業(yè)時(shí)，需要做好旁路措施，不允許線路開環(huán)作業(yè)；人員在登桿作業(yè)時(shí)，必須做好安全措施，佩戴安全帶，如在移動(dòng)過程中需要脫離安全帶，則應(yīng)做好其他安全防護(hù)措施，防止出現(xiàn)高空墜落事故；人員在檢修作業(yè)時(shí)應(yīng)佩戴防護(hù)橡膠手套，防止出現(xiàn)感應(yīng)電擊穿事故。采取有效措施，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作，可以最大限度降低甚至是避免接觸網(wǎng)感應(yīng)電對電力線路及對工作人員的危害，實(shí)現(xiàn)鐵路供電安全。
4 結(jié)論
隨著鐵路電氣化建設(shè)及改造，鐵路供電安全性問題越發(fā)突出。因既有自閉、貫通線路多沿鐵路線架設(shè)，與新架設(shè)接觸網(wǎng)之間的距離較短，其平行路程較長，當(dāng)電流通過接觸網(wǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電感應(yīng)電壓及電磁感應(yīng)電壓，形成強(qiáng)電場及強(qiáng)磁場，容易對電力線路造成影響，如對通訊線路及其他線路影響。接觸網(wǎng)感應(yīng)電的存在，嚴(yán)重影響著操作人員的生命安全，在分析接觸網(wǎng)感應(yīng)電危害的基礎(chǔ)上，提出消除感應(yīng)點(diǎn)的措施及預(yù)防措施，以保障操作人員作業(yè)安全性，保障鐵路供電效益。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】變壓器 法拉第電磁感應(yīng)定律 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁學(xué)中的一個(gè)重要內(nèi)容，它揭示了感應(yīng)電動(dòng)勢ε感與閉合線圈內(nèi)磁通量的變化率φ/t 、線圈匝數(shù)n所成的正比關(guān)系：ε感= n φ/t 。在實(shí)驗(yàn)總結(jié)出感應(yīng)電流、感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生的條件后，教材中通過用條形磁鐵插入、拔出串接了靈敏電流表的閉合線圈實(shí)驗(yàn)，分析插、拔磁鐵的快慢與靈敏電流表指針擺動(dòng)的幅度關(guān)系，得出“閉合線路內(nèi)，磁通量的變化率越大，線圈的匝數(shù)越多，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢也就越大”的結(jié)論。在此定性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教材中直接引出了法拉第電磁感應(yīng)定律。很顯然，上述方法省略了“ε感與n 、φ/t‘成正比’”這一量化結(jié)論的實(shí)驗(yàn)研究過程。由于采用手動(dòng)操作改變?chǔ)?t ，并且靈敏電流表的指針是瞬時(shí)晃動(dòng)的，實(shí)驗(yàn)操作、觀察都存在一定的局限，通常的實(shí)驗(yàn)也不能進(jìn)行進(jìn)一步的探究。在學(xué)習(xí)完交流電、變壓器等知識后，筆者利用可拆交流演示變壓器，通過反復(fù)實(shí)踐，設(shè)計(jì)出驗(yàn)證法拉第電磁感應(yīng)定律的實(shí)驗(yàn)辦法。
一、實(shí)驗(yàn)器材
可拆交流演示變壓器1個(gè)，多用表1只，小燈座1個(gè)，3.8V小燈泡1只，長約3m的導(dǎo)線1根，220V交流電源
二、實(shí)驗(yàn)原理
根據(jù)變壓器工作原理，當(dāng)交流電通過原線圈時(shí)，鐵芯中將產(chǎn)生峰值穩(wěn)定、交流變化的φ/t 。如果水平抽動(dòng)變壓器上端的橫軛，鐵芯不再完全閉合，部分磁感線外泄，造成鐵芯中的φ/t變小（如圖1所示）。依照上述操作，便可改變?chǔ)?t 的大小。若抽動(dòng)橫軛到某一固定位置，就能獲得比較穩(wěn)定的φ/t。
三、實(shí)驗(yàn)過程
1、定性研究ε感與φ/t 之間的關(guān)系將多用表調(diào)至交流電壓10V檔，與小燈泡并聯(lián)，共同串接到副線圈3V檔，原線圈接入220V交流電。當(dāng)橫軛完全閉合在鐵芯上時(shí)，電壓表測出副線圈中產(chǎn)生3V的感應(yīng)電流。將橫軛從原線圈端向外緩慢地水平抽動(dòng)，小燈泡逐漸變暗，當(dāng)橫軛抽離鐵芯約3mm時(shí)（如圖2所示），可以觀察電壓讀數(shù)已經(jīng)降到2V左右。利用上述直觀的現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生思考該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，通過分析，可知ε感與橫軛的水平抽動(dòng)有關(guān)，即與變小的φ/t 有關(guān)，從而得出定性結(jié)論：φ/t 越小（大），ε感越小（大）。
2、定量研究ε感與n的正比關(guān)系除去副線圈，換上長導(dǎo)線纏繞在鐵芯上代替副線圈，并將導(dǎo)線兩端與小燈泡串接成閉合線路，同時(shí)將多用表與小燈泡并聯(lián)。將橫軛開口距離調(diào)至3mm左右。隨著纏繞在鐵芯上的線圈匝數(shù)增多，可以觀察到小燈泡從不亮到亮的變化過程：在繞到第4匝時(shí)，燈絲微微發(fā)光；當(dāng)線圈繞到20匝左右，小燈泡已經(jīng)比較亮了。繞線過程中，觀察多用表上交流電壓讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)每多繞一匝導(dǎo)線，感應(yīng)電動(dòng)勢約增大0.1V，可得出ε感與n的定量關(guān)系。
通過上述實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步進(jìn)行分析探究：假設(shè)每一匝線圈內(nèi)的磁通量的變化率為φ0/t ，對應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為ε0 ，則每多繞一匝線圈，整個(gè)閉合線路所圍的φ/t就增大一個(gè)單位φ0/t ，線路中感應(yīng)電動(dòng)勢也增大一個(gè)ε0 ，由此得出量化的結(jié)論――法拉第電磁感應(yīng)定律。
3、補(bǔ)充說明
1）為了操作方便，通常將副線圈擺放在操作者右手邊，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中注意安全用電，勿用身體接觸原線圈中的交流電。
2）纏繞導(dǎo)線時(shí)，開口處的鐵芯內(nèi)上、下不同的位置，φ/t 有所差異，應(yīng)盡量使導(dǎo)線繞在鐵芯下部的同一位置附近。
3）由于自感作用，從鐵芯上逐漸解開纏繞的導(dǎo)線到第3匝時(shí)，小燈泡仍然微微發(fā)光，而在纏繞到第3匝時(shí)，小燈泡卻并不發(fā)光。
電磁流量計(jì)采用的原理與常見的差壓式流量計(jì)不同，后者需要在管道中設(shè)置一定的檢測元件，因此也易造成堵塞，且會(huì)帶來一定的壓力損失。而電磁流量計(jì)以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，通過安裝在管道兩側(cè)的磁鐵，以流動(dòng)的液體當(dāng)作切割磁力線的導(dǎo)體，由產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢測知管道內(nèi)液體的流速和流量。
由法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí)，在它的兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢e，其方向由右手定則確定，大小則與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、切割磁力線的有效長度L、垂直于磁場方向的速度v成正比，即
e=BLSv
B、L、v三者之間互相垂直。
電磁流量計(jì)中，在一段不導(dǎo)磁測量管兩側(cè)安裝上一對電磁鐵，產(chǎn)生一個(gè)均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，則管內(nèi)以速度v流動(dòng)的導(dǎo)電性液體就相當(dāng)于切割磁力線的導(dǎo)體，如果沿管道截面與磁場垂直方向上在外管壁兩測安裝一對電極，那么流體切割線的長度就是兩個(gè)電極間的距離，也就是管道內(nèi)徑D（m），則電極中的感應(yīng)電動(dòng)勢為
e=BDv
由于體積流量qv與v有如下關(guān)系，即
qv=v
則
關(guān)鍵詞：電磁流量計(jì)；原理；特點(diǎn)；流量；參數(shù)；傳感器………
一、概述
電磁流量計(jì)（Electromagnetic Flowmeter）是由直接接觸管道介質(zhì)的傳感器和上端信號轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。電磁流量計(jì)特別設(shè)計(jì)了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實(shí)用、顯示直觀、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計(jì)英文菜單所帶來的不便。另外我們獨(dú)家設(shè)計(jì)4-6多電極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了測量精度并且任何時(shí)候無需接地環(huán)，減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。 電磁流量計(jì)在滿足現(xiàn)場顯示的同時(shí)，還可以輸出4～20mA電流信號供記錄、調(diào)節(jié)和控制用，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門。采用電磁感應(yīng)原理測量介質(zhì)流體流速的電磁流量計(jì)。它在管道的兩側(cè)加一個(gè)磁場，被測介質(zhì)流過管道就切割磁力線，在兩個(gè)檢測電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其大小正比于流體的運(yùn)動(dòng)速度。可以用于測量酸、堿、鹽溶液、水煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹脂、橡膠乳、合成纖維漿和感光乳膠等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質(zhì)的流量。電磁流量計(jì)密封性能好，還可用于自來水和地下水道系統(tǒng)。而且測量過程不與流體接觸，適于制藥、生物化學(xué)和食品工業(yè)。這種流量計(jì)還可檢測血液流量。它的量程比約為100：1，精度一般為1%，由于這種傳感器必須保持管道內(nèi)電阻和測量電路阻抗之間有一定比例關(guān)系，因此在制造上有一定困難。當(dāng)被測介質(zhì)的電導(dǎo)率約為10歐姆·厘米時(shí)就開始產(chǎn)生困難，電導(dǎo)率更低時(shí)就產(chǎn)生原理性困難。當(dāng)電導(dǎo)率為10歐姆·厘米時(shí)，就達(dá)到導(dǎo)電介質(zhì)和電介質(zhì)之間的“分界線”，熱噪聲電平隨內(nèi)阻的增大而顯著增加。電磁流量計(jì)是高精度、高可靠和使用壽命長的流量儀表，所以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、選材、制定工藝、生產(chǎn)裝配和出廠測試等過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)我們都非常細(xì)致講究，還自行設(shè)計(jì)了一套中國最先進(jìn)的，專用于電磁流量計(jì)的生產(chǎn)設(shè)備和流量實(shí)流標(biāo)定裝置，從而在軟件和硬件上都能切實(shí)保證產(chǎn)品長期的高質(zhì)量。電磁流量計(jì)特別設(shè)計(jì)了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實(shí)用、顯示直觀、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計(jì)英文菜單所帶來的不便。另外我們獨(dú)家設(shè)計(jì)4-6多電極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了測量精度并且任何時(shí)候無需接地環(huán)，減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。
二、技術(shù)原理
1.工作原理。電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法 拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
2.測量原理。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)一導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，導(dǎo)體在磁場內(nèi)的長度L及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度u成正比，如果B，L，u三者互相垂直，則：e=Blu（3-35） 。與此相仿.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速u流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢：e=BD（3-36） 。式中，為管道截面上的平均流速.由此可得管道的體積流量為：qv=（3-37） 。由上式可見，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與其它物理參數(shù)無關(guān)，這就是電磁流量計(jì)的測量原理。
三、特點(diǎn)
測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號與平均流速呈線性關(guān)系，因此測量精度高。測量管道內(nèi)無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內(nèi)無可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長。由于感應(yīng)電壓信號是在整個(gè)充滿磁場的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長度為5倍的管道直徑。傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸，只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。LDE轉(zhuǎn)換器采用國際最新最先進(jìn)的單片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等。
雙向測量系統(tǒng)，可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料，確保產(chǎn)品的性能在長時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定。
四、技術(shù)參數(shù)
儀表精度：管道式0.5級、1.0級；插入式2.5級
測量介質(zhì)：電導(dǎo)率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。
流速范圍：0.2～8m/s
工作壓力：1.6MPa
環(huán)境溫度：-40℃～+50℃
介質(zhì)溫度：聚四氟乙烯襯里≤180℃
橡膠材質(zhì)襯里≤65℃
防爆標(biāo)志：ExmibdⅡBT4
防爆證號：GYB01349
外磁干擾：≤400A/m
外殼防護(hù)：一體化型： IP65；
分離型：傳感器IP68（水下5米，僅限于橡膠襯里）；轉(zhuǎn)換器IP65
輸出信號：4～20mA.DC，負(fù)載電阻0～750Ω
通訊輸出：RS485或CAN總線
電氣連接：M20×1.5內(nèi)螺紋，φ10電纜孔
電源電壓：90～220V.AC、24±10%V.DC
最大功耗：≤10VA
變送器是由 勵(lì)磁電路、信號濾波放大電路、A/D采樣電路、微處理器電路、D/A電路、變送電路等組成。
五、安裝時(shí)需注意的事項(xiàng)
（1）傳感器應(yīng)安裝在干燥通風(fēng)的地方，避免潮濕、容易積水受淹的場所，還應(yīng)盡量避免陽光直射和雨水直接淋澆。（2）應(yīng)盡可能避免安裝在周圍環(huán)境溫度過高的地方。一體型結(jié)構(gòu)的電磁流量計(jì)還受制于電子元器件環(huán)境溫度，要低些。 （3）安裝傳感器的管道上應(yīng)無較強(qiáng)的漏電流，應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離有強(qiáng)電磁場的設(shè)備，如大機(jī)電、大變壓器等，以免引起電磁場干擾。（4）安裝傳感器的管道或地面不應(yīng)有強(qiáng)烈的震動(dòng)，特別是一體型儀表。（5）安裝傳感器的地點(diǎn)要考慮工作人員現(xiàn)場維修的空間。
六、應(yīng)用領(lǐng)域
由于電磁流量有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于化工化纖、食品、造紙、制糖、礦冶、給排水、環(huán)保、鋼鐵、石油、制藥等工業(yè)領(lǐng)域中，用來測量各種酸、堿、鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、煤水漿、玉米漿、纖維漿、糖漿、石灰、乳、污水、冷卻原水、給排水、鹽水、雙氧水、啤酒、麥汁、各種飲料、黑液等導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量。
關(guān)鍵詞：屏蔽；沖擊波；電磁感應(yīng)；屏蔽效能；干擾源
1、引言
當(dāng)今科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，各種電氣及電子設(shè)備數(shù)量正急劇增加，更使這些設(shè)備遍及千家萬戶。電子設(shè)備越來越精密，耐壓水平越來越低，雷電、外電磁場等所引起的感應(yīng)電壓成為不可避免的危害。
閃電通道大約有幾百米至幾千米長，在先導(dǎo)主放電過程中，它們向外輻射高頻和甚高頻電磁能量，也就是雷電電磁脈沖。這會(huì)對電子設(shè)備等產(chǎn)生不可抗拒的干擾，甚至是毀壞。所以，為了使各種電子設(shè)備在現(xiàn)有的環(huán)境下，有限的空間、時(shí)間及頻譜資源條件下正常工作，采取屏蔽并接地的措施就成為了必然。各種措施中屏蔽與接地是抑制與減少電磁干擾的重要措施。
2、雷電的沖擊波和感應(yīng)場
在發(fā)生雷擊過程中，短促而強(qiáng)大的雷電流極其在空間產(chǎn)生的雷電電磁脈沖會(huì)通過傳導(dǎo)、感應(yīng)和耦合等方式在建筑物內(nèi)部各電氣系統(tǒng)中產(chǎn)生不同強(qiáng)度的瞬態(tài)過電壓。在導(dǎo)致電氣電子設(shè)備的毀壞的各種原因中，因雷擊放電和與此相關(guān)的電磁感應(yīng)在統(tǒng)計(jì)中列在首要位置。雷電電磁干擾主要通過兩種方式傳送到擾對象。一種是傳導(dǎo)耦合，閃電干擾通過各種導(dǎo)線、金屬體、電阻和電感及電容等阻抗耦合至電子設(shè)備的輸入端，然后再進(jìn)入設(shè)備。
2.1 雷電產(chǎn)生的沖擊波。雷電波的侵入雷電襲擊到遠(yuǎn)離建筑物的架空輸線電路、通信線、各種金屬管道或電視天線等高出建筑物的金屬突出物上，從而產(chǎn)生高電位、大電流的雷電沖擊波。沖擊波沿著這些金屬導(dǎo)體侵入建筑物內(nèi)，它會(huì)危機(jī)到人身及設(shè)備的安全。
2.2 雷電感應(yīng)。由于雷閃放電的強(qiáng)大電場和磁場的作用，在鄰近導(dǎo)體上產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。
3、屏蔽技術(shù)的應(yīng)用
3.1 電磁屏蔽。電磁屏蔽，主要被用于高頻下，多采用低電阻金屬，利用流過金屬的電流而防止磁力線的互相干擾。電磁屏蔽是利用電磁感應(yīng)的作用進(jìn)行屏蔽，它主要用于防止在高頻下的電磁感應(yīng)。它同靜電屏蔽一樣，也是采用電阻小的金屬，利用電磁場在屏蔽導(dǎo)體上所感應(yīng)的渦流作用，屏蔽板接地實(shí)際就有靜電屏蔽的作用。電磁場屏蔽。可以認(rèn)為是由導(dǎo)體所流過的電流，進(jìn)而產(chǎn)生磁通而形成屏蔽效果。流過電流所形成的電勢，可認(rèn)為是由磁通而形成的電磁感應(yīng)的結(jié)果，也可認(rèn)為是由電場強(qiáng)度形成的。
3.2 磁屏蔽。磁屏蔽，主要被用于低頻下，多使用磁導(dǎo)率高的材料，防止磁力線的感應(yīng)。電磁屏蔽在頻率底的情況下，其效果并不大，因此在低頻下往往采用磁導(dǎo)率高的材料進(jìn)行磁屏蔽，磁屏蔽是利用高導(dǎo)磁體在磁場中，磁通會(huì)集中在磁性體內(nèi)部的特性，被屏蔽的物體和屏蔽用的磁體距離靠近時(shí)，磁體因受高頻波損失的影響，會(huì)使磁體的特性下降。
3.3 屏蔽在雷電防護(hù)中的應(yīng)用。電纜屏蔽，屏蔽線和屏蔽電纜是各種電子裝置中最常用的兩個(gè)屏蔽體之間的連接導(dǎo)線。為保證柔軟，易于彎曲，其外層屏蔽層通常用多股金屬絲編織而成。屏蔽電纜可解決在雷電形成的復(fù)雜電磁場和沖擊波作用下的以下幾個(gè)問題：減少電纜感應(yīng)的EMI輻射；減少電纜上的信號向外輻射EMI；減少不同電纜之間的串?dāng)_；減少幾十千赫茲以上的共模阻抗耦合的影響。設(shè)備的屏蔽，主要依賴其外殼。對于屏蔽要求很高的設(shè)備，應(yīng)設(shè)置專用的屏蔽室。設(shè)備外殼和屏蔽室的屏蔽體都應(yīng)良好接地。
4、某局辦公大樓的部分屏蔽
4.1 屏蔽效能的表示。屏蔽有兩個(gè)目的：一是限制屏蔽體內(nèi)部的電磁干擾越出某一區(qū)域；二是防止外來的電磁進(jìn)入屏蔽體內(nèi)的某一區(qū)域。屏蔽的作用通過一個(gè)將上述區(qū)域封閉起來的殼體實(shí)現(xiàn)。這個(gè)殼體可以做成金屬隔板式、盒式，也可以做成電纜屏蔽和連接器地評比。屏蔽體一般有實(shí)芯型、非實(shí)芯型和金屬編織帶等幾種類型。
4.2 某局辦公大樓部分屏蔽措施。該建筑物位于城市的中心位置，本地年平均雷暴天數(shù)是58.6天。周圍是智能大廈、交通等的集中區(qū)域，因此電磁環(huán)境污染很嚴(yán)重。該建筑物高36米，長15米，寬10米。樓頂已經(jīng)安裝一常規(guī)避雷針及避雷帶用于直擊雷的防護(hù)。此大樓內(nèi)部分布有計(jì)算機(jī)機(jī)房、通信設(shè)備、中型交換機(jī)和配電系統(tǒng)，設(shè)計(jì)要求是建筑物內(nèi)各種電子設(shè)備能夠在存在雷電電磁場和沖擊波干擾的環(huán)境下不毀壞而且能正常工作。此建筑為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，防直擊雷部分已經(jīng)達(dá)到規(guī)范要求。
特斯拉線圈發(fā)明，
無線電力傳輸問世
1891年，科學(xué)家尼古拉?特斯拉（Nikola Tesla）發(fā)明了一種感應(yīng)線圈，它可以產(chǎn)生非常高的交流電壓。特斯拉就用它實(shí)現(xiàn)了電力的無線傳輸。
特斯拉線圈的原理很簡單，它的核心就是兩個(gè)變壓器。經(jīng)過特斯拉的特殊設(shè)計(jì)，它可以生產(chǎn)上億伏的電壓。而上億伏的電壓，已是自然界雷電的電壓水平。
有人說，美國著名科學(xué)家富蘭克林（Benjamin Franklin）“把雷電從天上抓到人間”，其實(shí)用這個(gè)說法來形容特斯拉似乎更合適。富蘭克林只是用風(fēng)箏收集到一部分靜電，而特斯拉曾制造出超過1億伏的電壓，非常接近自然界的雷電水平。現(xiàn)在我們做雷電實(shí)驗(yàn)的裝置，核心就是一個(gè)特斯拉線圈。
閃電實(shí)驗(yàn)后，特斯拉又逐步認(rèn)識到他的線圈其實(shí)也是一個(gè)能量傳輸裝置：初級線圈與次級線圈是可以分開一定距離的。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，1899年特斯拉在他的實(shí)驗(yàn)室利用磁感應(yīng)原理，無線點(diǎn)亮了18米外的電燈泡。
電與磁的交響曲，
無線電力傳輸?shù)谋举|(zhì)與途徑
無線電力傳輸，實(shí)質(zhì)上就是能量的傳輸。電力的本質(zhì)是電子的移動(dòng)，無線電力傳輸能不能直接傳輸電子呢？這在目前的技術(shù)條件下是不大可行的。因?yàn)殡娮犹焐鷲圩杂桑x開導(dǎo)線后，它的運(yùn)行軌跡就很難控制。并且，相對來說電子的體積和質(zhì)量都太大，向目標(biāo)無線發(fā)射時(shí)，發(fā)射源的電壓要極高才行――雷電轉(zhuǎn)移的就是電子，這個(gè)過程很暴烈。
現(xiàn)在，能利用的無線電力傳輸技術(shù)，核心原理是電磁感應(yīng)。電磁場沒有體積與質(zhì)量，與空氣等很多物質(zhì)幾乎沒有任何相互作用，卻具有一定的能量，可以不依靠導(dǎo)線而以光速傳播――貌似很有前途。
但電磁場也有一個(gè)問題，恰恰是因?yàn)樗鼪]有質(zhì)量，也不帶電荷，它的能量很小，即傳輸功率很低。況且，雖然初級線圈與次級線圈是可以分開的，但電磁場的感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)隨距離的增大而急劇減小――目前市場上的手機(jī)無線充電器，主要原理就是電磁感應(yīng)，功率都不大，且要求距離非常近才行。
電磁感應(yīng)還有一個(gè)神奇的兄弟――電磁波，低頻變化的電磁場平淡無奇，但當(dāng)這種變化達(dá)到一定程度時(shí)，電磁波就會(huì)猶如一股神秘的力量出現(xiàn)。太陽是一個(gè)巨大的磁體，但其磁場的主要影響也僅限于表面幾千米以內(nèi)，而其輻射的光（也是電磁波）則可以將其能量帶到億萬千米以外。月球距太陽約1.5億千米，但其白天的表面溫度高達(dá)120℃以上，就是因?yàn)樘柟獾恼丈洹？梢姡秒姶挪o線傳輸能量是完全可行的。
特斯拉壯志未酬，
偉大夢想重啟風(fēng)帆
無線電力傳輸技術(shù)與一個(gè)偉大的夢想相連。特斯拉在無線點(diǎn)亮燈泡的次年（1900年），還產(chǎn)生了一個(gè)更大膽的設(shè)想：建造一個(gè)發(fā)射機(jī)作為“電源”，以地球高空的電離層作為“放電線圈”，再在其他位置建造一個(gè)“電力接收機(jī)”，就能實(shí)現(xiàn)電力的全球無線傳輸，極富想象力！
一、電磁感應(yīng)加熱技術(shù)
電磁感應(yīng)加熱技術(shù)是近年來國內(nèi)新興的電能利用方式，由于加熱過程是通過電磁場直接作用于被加熱導(dǎo)體，它在環(huán)境保護(hù)、使用壽命、安全性能等方面都具有獨(dú)特優(yōu)勢。
受電磁爐加熱啟示，我將電磁加熱技術(shù)和電熱水器技術(shù)結(jié)合，替代電熱水器產(chǎn)生隱患的核心部件――電加熱棒，這樣新型電磁熱水器無論在使用壽命、安全性甚至熱效率等方面將大幅度超越現(xiàn)在的電熱水器。
如圖1所示，先將電網(wǎng)的工頻交流電通過整流、濾波變成單向脈沖的直流電（即AC-DC），通過扼流圈L和濾波電容C后，再由勵(lì)磁線圈L1與諧振電容C1以及IGBT管組成諧振逆變電路，將直流電轉(zhuǎn)化為高頻交變電流，高頻交流電作用于勵(lì)磁線圈L1。
勵(lì)磁線圈L1是一個(gè)形狀特殊的電感器，用于輸出加熱功率，在IGBT管高速且周期性的導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)下，不斷從電源得到因自身損耗而消耗的能量，在勵(lì)磁線圈的周圍形成高頻磁場。該磁場通過絕緣層與金屬內(nèi)膽的作用，產(chǎn)生大量渦流使水迅速加熱。新型電磁熱水器結(jié)構(gòu)如圖2所示。
二、創(chuàng)新點(diǎn)
1.水電徹底分離
采用電磁加熱原理在電熱水器內(nèi)膽外對金屬容器加熱，電磁發(fā)熱芯由外壁磁場感應(yīng)發(fā)熱，與電路無任何連接，杜絕了漏電的安全隱患。
2.將電磁加熱技術(shù)與傳統(tǒng)電熱水器結(jié)合
利用電磁加熱的電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)換為磁熱能，在控制器內(nèi)由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20KHz至40KHz的高頻電壓，高速變化的電流通過線圈會(huì)產(chǎn)生高速磁場，當(dāng)磁場內(nèi)部的磁力線通過電熱水器內(nèi)膽時(shí)會(huì)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使熱水器內(nèi)膽內(nèi)的水自行高速發(fā)熱。
3.增加絕緣層和保溫層，提高安全性
本設(shè)計(jì)在電磁線圈和內(nèi)膽之間間隙的位置增加了絕緣層和保溫層，在不影響磁能發(fā)熱的情況下可有效保持內(nèi)膽中的水溫，提高了熱效率。
