电流互感器原理是依据电磁感应原理的

专题四电磁感应现象及其规律的应用

1．如图4－12所示，三个相同的金属圆环内存在不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径．已知所有磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足B ＝kt ，方向如图所示．测得A 环中感应电流强度为I ，则B 环和C 环内感应电流强度分别为(

)

图4－12

A ．I

B ＝I ，I

C ＝0 B ．I B ＝I ，I C ＝2I

C ．I B ＝2I ，I C ＝2I

D ．I B ＝2I ，I C ＝0

答案：D

2. 北半球地磁场的竖直分量向下．如图4－13所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L 的正方形闭合导体线圈abcd ，线圈的ab

边沿南北方向，ad 边沿东西方向．下列说法中正确的是( )

A ．若使线圈向东平动，则a 点的电势比b 点的电势低

B ．若使线圈向北平动，则a 点的电势比b 点的电势低

C ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →b →c →d →a

D ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →d →c →b →a

解析：本题考查地磁场分布的特点，用楞次定律判断产生的感应电流的方向．线圈向东平动时，ba 和cd 两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同，a 点电势比b 点电势低，A 对；同理，线圈向北平动，则a 、b 电势相等，高于c 、d 两点电势，B 错；以ab 为轴将线圈翻转，向下的磁通量减小了，感应电流的磁场方向应该向下，再由右手螺旋定则知，感应电流的方向为a →b →c →d →a ，则C 对．答案：AC

二、电磁感应现象中的力学问题:

1.通电导体在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是

图4－13

(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;

(2)求回路中的电流;

(3)分析导体受力情况(包括安培力在内的全面受力分析);

(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.

电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

感应加热设备原理及用途

电磁感应加热的是感应加热电源产生的交变电流通过感应器（即线圈）产生交变磁场，导磁性物体置于其中切割交变磁力线，从而在物体内部产生交变的电流（即涡流），涡流使物体内部的原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热物品的效果。即是通过把电能转化为磁能，使被加热钢体感应到磁能而发热的一种加热方式。这种方式它从根本上解决了电热片，电热圈等电阻式通过热传导方式加热的效率低下问题。简单说，电磁感应加热的原理就是利用电、磁、热能间的转换达到使被加热物体自身发热的效果。电磁感应加热设备其本质就是利用电磁感应在柱体内产生涡流来给加热工件的电加热，它是把电能转换为电磁能，再由电磁能转换为电能，电能在金属内部转变为热能，达到加热金属的目的，从而杜绝了明火在加热过程中的危害和干扰，是一种环保，国家提倡的加热方案。感应加热设备专业名词解释： 1、感应线圈又称为感应器采用紫铜管线材绕成的线圈制作而成。 2、内孔感应器

加热空心内表面用的感应器。 3、感应线圈导磁体按技术要求需要平面或其他异形工件感应加热的位置，用于改变磁场分布以满足加热要求或减轻感应器邻近物体发热。 4、可调匝比淬火变压器为了能适应各种淬火工件和感应器的电感而制作的高频变压器。 5、感应淬火机床用于卡装工件并能根据工艺要求使淬火工件位置能上下移动或旋转的机械装置。感应加热设备的应用领域： 1、焊接：刃具、钻具、刀具、木工刀具、车刀、钎头、钎焊、铰刀、铣刀、钻头、锯片锯齿、眼镜行业的镜架、钢管、铜管的焊接、截齿焊接、同种异种金属的焊接、压缩机、压力表、继电器接触点、不锈钢锅底不同材料的复合焊接、变压器绕组铜线的焊接、贮藏(气灌嘴的焊接、不锈钢餐、厨具的焊接)。 2、热处理：齿轮、机床导轨、五金工具、气动工具、电动工具、液压件、球墨铸铁、汽摩配、内配等机械金属零件(表面、内孔、局部、整体)的淬火、退

新型高效变频电磁感应加热技术

新型高效变频电磁感应加热技术一、所属行业：塑料橡胶制造行业等二、技术名称：新型高效变频电磁感应加热技术三、适用范围：工业领域加热，特别适用于塑料橡胶制造加工，石油化工、医药食品、染整服装等加热。四、技术内容： 1.技术原理通过内部整流滤波电路将市电（50Hz/220v/380v）的交流电变成直流电，再经过PWM(技术核心)控制电路将直流电转换成频率为20-30KHz的高频高压电，高速变化的电流通过加热线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过被加热金属物体（导磁导电物体）时，会在被加热金属物体内产生无数的小涡流，从而使被加热体自身高速发热。是一种新型高效、环保节能的加热方式。 2.关键技术 PWM控制电路及大功率IGBT元器件。 3.工艺流程五、主要技术指标：

变频电磁加热器与传统加热器比较： 1、热效率95%以上，节电30%-60%。 2、装机容量（功率）可减少40%，大大减少电网负荷。 3、功率密度不受限制，加热温度可以达到600度以上，甚至可达上千度。 4、加热迅速及时，温度控制实时准确。六、技术应用情况： XX电磁科技有限公司自主开发“工业微电脑变频电磁加热器”已被国家知识产权局授予实用新型专利技术。这一技术已在全国各地推广应用3年，节能效果较为明显。七、典型用户及投资效益： XX科技有限公司、XX GROUP CO.LTD等。八、推广前景和节能潜力：就塑料加工行业而言，中国目前已经成为仅次于美国的第二大国，2008年规模以上企业塑料制品年生产量达37138Kt（2009中国塑料工业年鉴），全国现有塑料生产机械约160万套，加热部分的电容量就达2000万千瓦，全年用电量为600亿千瓦时，且每年仍以15%速度递增。若所有的设备都采用该项节能技术，按最少节能30%计算，全国每年可节约用电180亿千瓦时。

中频电磁感应加热器设计

摘要本文以感应加热为研究对象，简要介绍了感应加热的基本原理和特点，阐述了感应加热技术的现状及其发展趋势。本文主要研究了感应加热器的设计方法。感应加热器是利用工件中的涡流的焦耳效应将工件加热，这种加热方式具有效率高、控制精确、污染少等特点，在工业生产中得到了广泛的应用。如何设置感应线圈的参数使之满足被加热工件中性能要求普遍关注的问题。传统的设计方法是利用线圈在整个电路中的等效电阻地位，利用一系列电磁学公式计算出线圈的性能参数。然而这种基于实验的系统设计方法却耗时费力，并且测量成本高。因此，近似模拟方法对于感应加热器的设计和研究具有重要意义。本文的主要工作是建立感应加热器的近似设计方法。从感应加热理论的一系列经过实验数据修正过的理论曲线为依据，根据工艺要求得出相关物理参数，并通过计算得到感应器的设计参数。关键词：第一章绪论 1.1 国内外感应加热的发展与现状随着现代科学技术的发展，对机械零件的性能和可靠性要求越来越高，金属零件的性能和质量除材料成分特新外，更与其加热技术密不可分。例如，加热速度的快慢不仅影响生产效率而且影响产品的氧化程度，局部温度过冷或过热可能导致产品变形甚至损坏等。由于感应加热具有热效率高，便于控制等优点，目前在金属材料加工，处理等方面得到广泛应用。在工业发达国家，感应加热研究起步较早，应用也更为广泛。1890年瑞士技术人员发明了第一台感应熔炼炉——开槽式有芯炉，1916年美国人发明了闭槽式有芯炉，感应加热技术开始进入实用化阶段。1966年，瑞士和西德开始利用可控硅半导体器件研制感应加热装置。从此感应加热技术开始飞速发展，并且被广泛用于生产活动中。在我国，感应加热技术起步比较晚，与世界发达国家相比存在较大的差距。直到80年代

论电磁感应现象的发现发展历程

论电磁感应的发现历程古之成大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。昔禹之治水，凿龙门，决大河，而放之海。方其功之未成也，盖亦有溃冒冲突可畏之患，惟能前知其当然，事至不惧而徐为之图，是以得至于成功。电磁感应的发现与发展，凝结了无数人的智慧。伟大的哲学家康德曾经说过：“各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。”在1820年，丹麦物理学家、化学家奥斯特在一次实验中发现了电流的磁效应，这一惊人发现使当时整个科学界受到很大的震动，从此拉开了电磁联系的序幕，“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。” 奥斯特发现电流的磁现象后不久，各国各地的科学家们展开了对称性的思考：电和磁是一对和谐对称的自然现象，既然存在磁化和静电感应现象，那么磁体或电流也应能在附近导体中感应出电流来。于是，当时许多著名的科学家如法国的安培、菲涅尔、阿拉果和英国的沃拉斯顿等都纷纷投身于探索磁与电的关系之中。仅仅空有满腔热血是远远不够的，还需要有科学的方法以及持之以恒的毅力，勇于突破思维的局限。安培曾做了很多实验，以期能实现“磁生电”，但他把分子电流理论看的

过分重要，完全被自己的理论囚禁起来了，以致尽管在一次实验中展现出了磁生电的迹象，但却没有引发他的正确认识。 1823年，瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中运动获得电流。他把一个线圈与电流计连成一个闭合回路。为了使磁铁不至于影响电流计中的小磁针，特意将电流计用长导线连后放在隔壁的房间里，他用磁棒在线圈中插入或拔出，然后一次又一次地跑到另一房间里去观察电流计是否偏转。由于感应电流的产生与存在是瞬时的暂态效应，他当然观察不到指针的偏转，发现电磁感应的机会也失之交臂。为了证明磁能生电，1820年至1831年期间，法拉第用实验的方法探索这一课题，最初也是像上述物理学家一样，利用通常的思想方法，做了大量的实验，但磁生电的迹象却始终未出现。失败并没有使他放弃实验，因为他坚信自然力是统一的、和谐的，电和磁是彼此有关联的。 1825年，斯特詹发明了电磁铁，这给法拉第的研究带来了新的希望。1831年，法拉第终于在一次实验中获得了突破性进展。而这次实验就是著名的法拉第圆环实验。这一实验使法拉第豁然开朗：由磁感应电的现象是一种暂态效应。发现了这一秘密后，他设计了另外一些实验，并证实了自己的想法。就这样经过近10年的思考与探索，法拉第克服了思维定势采用了新的实验方法，终于发现了电磁

电磁感应加热

电磁感应加热感应加热的性能与特点与传统的加热方式(如火焰式加热)相比，感应加热具有如下的一些性能特点：具有精确的加热深度和加热区域，并易于控制；易于实现高功率密集，加热速度快，效率高，能耗小；加热温度高，加热温度易于控制；加热温度由工件表面向内部传导或渗透；采用非接触式加热方式，在加热过程中不易掺入杂质；工件材料烧损小，氧化皮生成少。原理感应加热方式是通过感应线圈把电能传递给被加热的金属工件，然后电能再在金属工件内部转化为热能，感应线圈与金属工件并非直接接触，能量是通过电磁感应传递的，因而，我们把这种加热方式称为感应加热。感应加热所遵循的主要原理是：电磁感应、集肤效应、热传导。为了将金属工件加热到一定的温度，要求工件中的感应电流尽可能地大，增加感应线圈中的电流，可以增加金属工件中的交变磁通，进而增加工件中的感应电流。增加工件中感应电流的另一个有效途径是提高感应线圈中电流的频率，由于工件中的频率越高，磁通的变化就越快，感应电势就越大，工件中的感应电流也就越大。对同样的加热效果，频率越高，感应线圈中的电流就可以小一些，这样可以减少线圈中的功率损耗，提高设备的电效率。在感应加热过程中金属工件内部各点的温度是在不断发生变化的，感应加热的功率越大，加热时间越短，金属工件表面温度就越高，工件中心部位的温度就越低。如果感应加热时间长，金属工件表面和中心的温度通过热传导而趋于均匀。感应加热设备的选用是根据被加热工件的工艺要求和尺寸大小来决定的。根据被加热工件的材质、大小以及加热区域、加热深度、加热温度、加热时间等工艺要求，进行综合计算与分析，来确定感应加热设备的功率、频率和感应线圈等技术参数。柔性陶瓷电加热柔性陶瓷电加热设备是由柔性陶瓷电加热及其温度测量和控制设备组成，其是利用电能激发辐射能并进行加热的装置。当柔性陶瓷电加热器的陶瓷件材料(含涂料)具有高的远红外辐射性能、可充分发挥辐射加热的特点时称为远红外电加热器。柔性陶瓷片电阻加热，它的原理是利用远红外辐射方式加热。用这种方法进行厚壁管的热处理时，热源先从加热元件向管子外壁辐射传热再从外壁表面向内壁传导热量，由于管道长度方向的热传递散热，使得内外壁产生较大的温差。管子径向远离加热源中心的部位(焊缝根部)的温度与管子表面温度相差较大。如在对规格为420×70mm，长度为680mm的P22管子进行的内外壁温差的热处理过程中，以柔性陶瓷加热器进行加热，加热温度770℃，保温4h，加热宽度500mm。结果发现，平焊位置内外壁温差为50℃，仰焊位置温差内外壁为30℃，这么大的内外壁温差很难保证

电磁感应加热系统电路设计_宋国梅

电磁感应加热系统电路设计 * 宋国梅,王永涛 (潍坊学院,山东潍坊 261061)摘要:电磁感应加热技术在家电等行业具有广泛的应用。分析了电磁感应加热技术的工作原理,对系统整体功能构成框图进行了研究,设计了主电路结构图和EM I 滤波器电路;系统设计完成了电磁感应加热系统的基本功能,实现了系统的性能设定指标。关键词:单片机;电磁感应;EM I 滤波中图分类号:T P212 文献标识码:A 文章编号:1671-4288(2010)04-0034-03 电磁感应加热技术是一种新型的加热技术,它利用高频电加热原理,将交流电转化为高频电流,产生高频磁场,当磁场内磁力线通过绝缘板作用在铁质容器外壳时,磁力线被切割,产生大量小涡流,使铁质容器的自身迅速发热,从而达到加热的目的。它较目前家电中常用的电热丝加热技术、远红外加热技术、微波加热技术等具有无可比拟的优越性。电磁感应加热技术在热效率、功能、高效节能、电磁辐射等方面是当今家电设计领域中新型的技术。它弥补了电热丝加热技术和微波加热技术不能用在烹饪等领域的不足,也弥补了微波加热技术辐射强的缺点。 1 电磁感应加热的基本原理图1是最简单的一种变压器电路模型,其初级线圈和次级线圈间功率、电压和电流关系分别满足公式 (1)、公式(2)和公式(3),其中符号P 表示系统的总功率,U 1、I 1、N 1分别表示初级线圈的电压、电流和匝数,U 2、I 2、N 2分别表示次级线圈的电压、电流和匝数。这里,忽略漏磁电流的影响,初级线圈与次级线圈的损耗均由绕组的电阻引起,当次级绕组为短路时,由于负载电流(次级绕组的电流)增大而产生热损耗,如图2所示。由能量守恒定律可知,电源提供的能量与初级线圈和次级线圈的总损耗相等。图1 一般形式的变压器图2 次级短路的变压器 P 1=U 1*I 1=U 2*I 2 (1)U 1U 2=N 1N 2 (2)I 1I 2=-N 2N 1(3) 由于电磁感应加热的基本目的是使次级线圈产生的热量最大,因此,感应加热线圈与负载之间的缝隙要设计的足够小,次级线圈要由低阻抗且高渗透性特性的材料制成。非铁金属或不含铁的金属由于其高阻抗和低渗透性会破坏能量的功效,通常不被采用。因此,对于电磁感应加热系统,铸铁、不锈钢等材料能满足上述要求,而陶瓷、玻璃、铝、铜等材料则不能满足要求。 34 第10卷第4期潍坊学院学报 V ol.10N o.42010年8月 Jo ur nal of W eifang U niv ersity A ug.2010 *收稿日期:2009-12-16 作者简介:宋国梅(1963-),女,山东潍坊人,潍坊学院研究实习员。

电磁感应现象的发现

第一章电磁感应一、电磁感应的发现教学目标： 1.知识与技能：（1）知道电磁感应现象，了解利用不同磁体的磁场产生感应电流的方法；（2）知道感应电流的产生是由于穿过闭合回路的磁通量发生改变而引起的；（3）了解电源电动势的概念，知道感应电流大小是由感应电动势大小决定的。 2．过程与方法： (1)由课文第一句“奥斯特发线电流的磁效应”入手，引导学生逆向思维思考，让学生领会科学研究中逆向思维的途径与重要性；（2）探究产生感应电流的三种不同的方法，经历科学研究的主要环节，通过探究实验，观察实验现象，分析实验结果，获得科学探究的感性认识；（3）初步认识对比与归纳是物理思维的两种基本形式；（4）通过对“感应电流的产生是由于穿过闭合回路的磁通量变化而引起”内容的学习，了解抽象、概括等思维形式在物理定律发现中的重要性。 3.情感、态度与价值观了解科学发现对社会文明进程的巨大推动作用,激发学生的求知欲和探究精神;在探究过程中学习合作与交流教学重点、难点：（1）探究产生感应电流的三种不同的方法，归纳、总结出产生感应电流的条件；（2）正确理解产生感应电流的条件。教具准备与教学方法（1）灵敏电流计、大小螺线管、线圈、导线、开关、滑动电阻、电源、条形磁铁，蹄形磁铁；（2）运用实验探究、启发引导、对比与归纳等教学方法。教学设计思路本设计的基本思路是：以实验创设情景，激发学生的好奇心。通过对问题的讨论，引入学习电磁感应现象。本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用，重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与，培养其分析推理、比较判断、归纳概括的能力，使之感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法的重要作用；感悟科学家的探究精神，提高学习的兴趣。新课教学 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。自奥斯特发现电能生磁之后，历史上许多科学家都在研究“磁生电”这个课题。介绍瑞士物理学家科拉顿的研究。

电磁感应原理

? 什么是电源
电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置
? 什么是电动势
如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值
W W E = ，叫做电源的电动势。用E表示电动势，则： q q

一、感生电场与感生电动势感生电场与感生电动势
由电磁感应可知：由电磁感应可知闭合电路位于变化的磁场中必然引起电路中磁通量的变化，从而产生感应电流。
磁场变强
思考：导线中的电荷此时定向变化的磁场会在空间激移动形成电流，那么一定有力移动形成电流那么定有力发一种电场,这种电场对使电子移动，这个力究竟是什电荷会产生力的作用么力呢？

一、感生电场与感生电动势感生电场与感生电动势
英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出
? 变化的的磁场能在周围空间激发电场,这种电场叫感生电场 ? 由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势.也叫感应电动势。

一、感生电场与感生电动势感生电场与感生电动势

一、感生电场与感生电动势感生电场与感生电动势
例2、如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ AC ） A．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场 B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力 D．以上说法都不对
磁场变强

一、感生电场与感生电动势感生电场与感生电动势
? 例3：如图面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t） T，定值电阻定值电阻R1=6?，线圈电阻线圈电阻R2=4?，求：求：（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；（2）a、b两点间电压Uab

电磁感应加热技术的发展

电磁感应加热技术的发展磁感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象，也就是交变的电流会在导体中产生感应电流，从而导致导体发热。1890年瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉——开槽式有芯炉，1916年美国人发明了闭槽有芯炉，从此感应加热技术逐渐进入实用化阶段。 20世纪电力电子器件和技术的飞速发展，极大地促进了感应加热技术的发展。 1957年，美国研制出作为电力电子器件里程碑的晶闸管，标志着现代电力电子技术的开始，也引发了感应加热技术的革命。1966年，瑞士和西德首先利用晶闸管研制感应加热装置，从此感应加热技术开始飞速发展。 20世纪80年代后，电力电子器件再次快速发展，GTO、MOSFET、IGBT、M CT及SIT等器件相继出现。感应加热装置也逐渐摒弃晶闸管，开始采用这些新器件。现在比较常用的是IGBT和MOSFET，IGBT用于较大功率场合，而MOSFET用于较高频率场合。据报道，国外可以采用IGBT将感应加热装置做到功率超过1000kW ，频率超过50kHz。而MOSFET较适用高频场合，通常应用在几千瓦的中小功率场合，频率可达到500kHz以上，甚至几兆赫兹。然而国外也有推出采用MOSFET的大功率的感应加热装置，比如美国研制的2000kW /400kHz的装置。

我国感应热处理技术的真正应用始于1956年，从前苏联引入，主要应用在汽车工业。随着20世纪电源设备的制造，感应淬火工艺装备也紧随其后得到发展。现在国内感应淬火工艺装备制造业也日益扩大，产品品种多，原来需要进口的装备，逐步被国产品所取代，在为国家节省外汇的同时，发展了国内的相关企业。目前感应加热制造业的服务对象主要是汽车制造业，今后现代冶金工业将对感应加热有较大需求。一、感应加热特点感应加热技术具有快速、清洁、节能、易于实现自动化和在线生产、生产效率高等特点，是内部热源，属非接触加热方式，能提供高的功率密度，在加热表面及深度上有高度灵活的选择性，能在各种载气中工作（空气、保护气、真空），损耗极低，不产生任何物理污染，符合环保和可持续发展方针，是绿色环保型加热工艺之一。它与可控气氛热处理、真空热处理少无氧化技术已成为热处理技术的发展主流。其主要应用有：（1）冶金有色金属的冶炼，金属材料的热处理，锻造、挤压、轧制等型材生产的透热，焊管生产的焊缝。（2）机械制造各种机械零件的淬火，以及淬火后的回火、退火和正火等热处理的加热;压力加工前的透热。（3）轻工罐头以及其他包装的封口，比如着名的利乐砖的封口包装。

感应加热原理及应用

感应加热原理及应用 1.电磁感应原理 1831年，英国物理学家faraday发现了电磁感应现象，并且提出了相应的理论解释。其内容为，当电路围绕的区域内存在交变的磁场时，电路两端就会感应出电动势，如果闭合就会产生感应电流。利用高频电压或电流来加热通常有两种方法：（1）电介质加热：利用高频电压（比如微波炉加热）（2）感应加热：利用高频电流（比如密封包装） 2．电介质加热（dielectric heating）电介质加热通常用来加热不导电材料，比如木材。同时微波炉也是利用这个原理。原理如图1：图1 电介质加热示意图当高频电压加在两极板层上，就会在两极之间产生交变的电场。需要加热的介质处于交变的电场中，介质中的极分子或者离子就会随着电场做同频的旋转或振动，从而产生热量，达到加热效果。 3．感应加热（induction heating）感应加热原理为产生交变的电流，从而产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。如图2：图2 感应加热示意图皕赫国际贸易(上海)有限公司 TEL: +86 (0)21 60896520

皕赫国际贸易(上海)有限公司 TEL: +86 (0)21 60896520 基本电磁定律：法拉第定律：d e N dt φ= 安培定律：Hdl NI ?= 其中：BdS φ=?，0r B u u H = 如果采用MKS 制，e 的单位为V ，?的单位为Wb ，H 的单位为A/m ，B 的单位为T 。以上定律基本阐述了电磁感应的基本性质，集肤效应：当交流的电流流过导体的时候，会在导体中产生感应电流（如图3），从而导致电流向导体表面扩散。也就是导体表面的电流密度会大于中心的电流密度。这也就无形中减少了导体的导电截面，从而增加了导体交流电阻，损耗增大。工程上规定从导体表面到电流密度为导体表面的1/e ＝0.368的距离δ为集肤深度。在常温下可用以下公式来计算铜的集肤深度： δ= 式（1）图3 涡流产生示意图从以上可以看到，如果增大电流和提高频率都可以增加发热效果，是加热对象快速升温。所以感应电源通常需要输出高频大电流。参考文献：fundalmentals of power electronics, R.W.Erickson （讲义） TPIH2500 Textbook Tetra Pak Technical Training Centre 三感应加热电源常见框图结构和控制方法 1．感应加热电源常见框图

高中物理11电磁感应现象的发现教案教科版

1.1 电磁感应现象的发现［要点导学］ 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。 2、机遇总是青睐那些有准备的头脑，奥斯特的发现是必然中的偶然。发现中子的历史过程（在选修3-5中学习）也说明了这一点。小居里夫妇首先发现这种不带电的未知射线，他们误认为这是能量很高的射线，一项划时代的伟大发现就与小居里夫妇擦肩而过了。当查德威克遇到这种未知射线时，查德威克很快就想到这种不带电的射线可能是高速运动的中子流，因为查德威克的老师卢瑟神福早已预言中子的存在，所以查德威克的头脑是一个有准备的头脑，查德威克就首先发现了中子，并因此获得诺贝尔物理学奖。所以学会用联系的眼光看待世界，比记住奥斯特实验重要得多。 3、法拉第就是用联系的眼光看待世界的人，他坚信既然电流能够产生磁场，那么利用磁场应该可以产生电流。信念是一种力量，但信念不能代替事实。探索“磁生电”的道路非常艰苦，法拉第为此寻找了10年之久，我们要学习的就是这种百折不挠的探索精神。 4、法拉第为什么走了10年弯路，这个问题值得我们研究。原来自然界的联系不是简单的联系，自然界的对称不是简单的对称，“磁生电”不象“电生磁”那样简单，“磁生电”必须在变化、运动的过程中才能出现。法拉第的弯路应该使我们对自然界的联系和对称的认识更加深刻、更加全面。［范例精析］例1奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场，法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形，请说出这五种情形各是什么。解析法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。它们都与变化和运动有关。拓展法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近，希望在线圈中看到被“感应”出来的电流，可是这种努力均无收获。因为“磁生电”是在变化或运动中产生的物理现象。例2 自然界的确存在对称美，质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。电荷间的相互作用是通过电场传递的，质点间的相互作用则是通过引力场传递的。点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2，那么质点m在相距为r 处的引力场强度是多少呢？如果两质点间距离变小，引力一定做正功，两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小，库仑力一定做正功吗？两电荷的电势能一定减少吗？请简述理由。

电磁感应的原理(一)

电磁感应原理：令狐采学一、什么是电磁感应？电生磁、磁生电，这就是电磁感应。 1、电生磁：图1.1所示就是一个电生磁的实例图1.1 图1.2 在一只铁钉上面用导线绕了一个线圈，当把线圈的两端分别连接在一个电池的正极和负极时，电流就会经由线圈流过，这时铁钉就具有了吸引铁屑的能力，铁钉就有了磁性，图1.1所示。此时把连接于电池的导线取消，流过线圈的电流被切断，铁屑有都离开铁钉，掉落下来，铁钉又失去了磁性，图1.2所示。因为线圈有电流流过而产生了磁性，因为线圈的电流被切断停止了电流的流过，又失去了磁性，这就是电生磁的现象。

图1.3 图1.4 既然导体流过电流就能产生磁，那么电流流动的方向和磁极（N极S极）的方向有什么关系呢？。在电工原理的概念中，有一个著名的定则“右手螺旋定则”（也称“安培定则”），就是依据右手握拳，拇指伸直这种手的形态；来判断磁场的方向。也就是根据导体或者线圈内部电流的方向来判断磁场的方向：图1.3所示；这是一个闭合的回路，图中电流由电池的正极经过线圈流向负极，线圈上箭头方向是电流的方向，线圈内部产生磁力线的方向是左边是S极、右边是N极，这正好和图1.4所示的右手握拳，拇指伸直这种手的形态相吻合，即；右手四

指所指是电流的方向，伸直拇指所指是磁场N极的方向（也就是磁力线的指向）。同样通电的直导线的周围也会产生以导线为圆心的同心圆磁场，图1.5所示。这个直导线流过电流的磁场和磁场的方向也可以采用右手握拳，拇指伸直这种手的形态来判断：如图1.6所示；右手握通电的直导线，拇指是电流的方向，握拳的四指就是围绕直导线磁场的方向。图1.5 图1.6 结论：导体通过电流就会产生磁场，并且磁场的方向和电流的方向有关。 2、磁生电图1.7是自行车发电机的构造原理图；图1.7图1.8 在图1.7中，中间有标有N S极的是一个圆形永久磁铁，其磁力线的分布是从N（北极）极指向S（南极）极，图中有箭头

电磁感应加热

电磁感应加热一、前言网络的普及，及物流运输业的发展，传统行业的地区性慢慢打破，用户通过网络可以寻找更多的提供商，随着近几年物价的上涨，人工费的上涨，而市场竞争越来越激烈，产品利润越来越低，热加工企业生存压力越来越大，怎样降低产品成本，提高产品的竞争力，是每个企业面临的一个核心问题。随着电磁加热技术的出现以及这几年的实际应用，大量的数据证明，通过电磁加热节能改造后的机器设备，生产效率、产品质量、节省能源方面大大优于传统电阻丝加热的模式。传统的加热方式存在的主要问题：塑料行业，如吹膜机、拉丝机、注塑机、造粒机等生产企业的生产设备大部分是采用电热圈对料筒和模头进行加热，存在以下问题：目前在 1、热损失大：绕制在料筒上的电阻丝加热圈内外都发热，而只有紧贴在料筒内面的热，大约50%传递到料筒上，同时，外面的热量，约50%散失到空气中，热损失大，传导在现有企业采用的加热方式，是由电阻丝绕制的加热圈，加热圈的内外双面均发热，其内面（紧贴熔胶筒部分）的热传导到溶胶筒上，而外面的热量大部分散失到空气中，造成电能的浪费。 2、车间环境温度上升：由于热量大量散失，周围环境温度升高，尤其是夏季对生产环境影响很大，现场工作温度甚至超过了

45℃，有些企业不得不采用空调降低温度，这又造成能源的二次浪费。 3、传统发热圈使用寿命短、维修量大：由于采用电阻丝发热，其加热温度长时间高达300多度，电阻丝容易因高温老化而烧断，常用电热圈使用寿命不长，多为6个月左右。因此，维修保养的工作量相对较大，而且更换的费用也相对很高。 4、由于车间内温度高，机器油温升高，大大缩短油封、油泵使用寿命，出现漏油和压力不稳定现象二、电磁感应加热电磁感应加热节能系统，是将电磁感应加热原理应用于塑料、橡胶等行业的节能系统，替代塑料、橡胶等行业中电阻丝加热工艺的节能系统，它解决了塑料行业长期以来使用电阻加热方式进行塑料原料的熔融、混炼和塑化过程中所带来的热效率低，耗电量大和工作条件差的问题，填补了我国用感应加热方式替代电阻加热方式在塑料行业应用的空白。电磁感应加热原理：科益热技术引进日本最新高频电磁感应加热技术开发出一种适合国内企业要求的新型高频电磁加热系统是通过电磁感应加热控制器把将220V或380V，50Hz的交流电转换成频率为20-40KHz 的高频高压电，当高速变化的高频高压电流流过线圈会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料时会在金属体内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行快速发热，从而加热金属材料料筒内的东西。同时，配合高效能的保温装置，

电磁加热器结构及工作原理

电磁加热器结构及工作原理目录：一、电磁加热器结构二、电磁加热器工作原理三、电磁加热器操作与调试一、电磁加热器结构井口加热器主体为棒式往复式管状结构，由铁磁性热载棒体和钢套管与高强度法兰组合焊接加工制成。经先进的焊接工艺处理，加热器的主体具有高强耐压、坚固密封、热应变能力强和抗腐蚀等特点，能承受足够的机械压力和强度。电磁加热器外观：

电磁加热器安装示意图 115 1213 进油口法兰出油口法兰传感器安装孔温控器防爆接线盒温控器电缆引线咀引线） 6.加热器控制柜控制柜开关门锁加热器铭牌加热器防爆接线盒过热保护电缆引线咀（KT1引线）加热器电源电缆引线咀加热器棒体加热器安装支架出油口截门旁通截门 16.进油口截门连接短节（便于维修或更换） 14 15 16 1 23 4 7 6 10 9817 电磁加热器结构图

与井口加热器配套使用的电热控制柜，为柜式防护结构，由优质厚钢板弯制焊接而成。壳体采用静电喷涂防腐工艺处理。柜内由漏电式空气开关，交流接触器、温控仪表、无功补偿元件、过热保护继电器等器件组成。控制电路装置有主令开关，可以人工投入和切除控制回路电源。井口加热器根据使用场所，配套使用的电热控制柜分为：一般防护型和防爆型两种规格；加热方式又分为工频电热型和恒温变频电热型两种，可适用于不同的加热工艺和使用场所。防爆控制柜

温控仪表接线箱防爆配电控制柜示意图控制开关电源开关仪表观察窗防爆接线箱

一般防护型控制柜示意图井口加热器结构与安装示意图

进油口法兰出油口法兰传感器安装孔温控器防爆接线盒温控器电缆引线咀 6.加热器控制柜控制柜开关门锁加热器铭牌加热器防爆接线盒过热保护电缆引线咀加热器电源电缆引线咀加热器棒体加热器安装支架出油口截门旁通截门 16.进油口截门结构：主体为棒式往复式管状结构，配套使用防爆控制柜，井口来液低进高出通过腔体进行加热。二、电磁加热器工作原理 1.电磁加热器热载体由高温热缆缠绕在铁磁性钢管棒芯上，并结构套入护套钢管内形成磁场闭合回路。由于铁磁性钢管的自身特性，电流通过高温电缆回路作用于电磁热载棒体上，使铁磁性钢管迅速产生强烈的磁滞涡流及磁阻热效应，而热载体释放的杂散磁场经外套钢管屏蔽吸收并产生圆环内集肤效应热，用来直接加热石油。而电磁加热器消耗的无功电力通过无功功率就地补偿后，其功率因数则达到0.95以上，其所消耗的无功电能而直接转换为热能，一并用来加热石油介质，因此，其热效率高达98%以上。与阻性加热器相比，在同等加热工艺条件下其平均节电率达10-21%。

感应加热基本原理

那么，感应加热实际上是如何工作的呢？感应加热是通过在一个导体中产生电流来工作的。它是这样的：首先，一个铜线圈（通常是螺线管，但不完全），在它部有一个大的，时变的电流，这个电流通过加在线圈上的时变电压产生（通常是通过施加正弦波的形式）。然后此电流会创建一个随时间变化的磁场（对于螺线圈来说，l NI H =），这将产生一个时变的磁通（H B μ=）。如果一个导体放在磁场中，那么它周围就会产生电压。（BA dt d E == φφ ,）。如果导体是个闭环，感应电压会在导体的外部产生循环的电流。 jX R V I jX R I V += +=)....( 由于这是一个交流系统，肯定会有阻抗的补偿：如果是直流系统，磁通变化率（dt d φ）将会是0，所以就不会有感应电流产生。最后，这个产生的电流会在工件中产生R I 2的损失，可以有效地使这种加热途径成为一种电阻加热方法，albeit with the current flowing at right angles to that of direct resistance heating （也就是围绕着钢坯而不是顺沿着钢坯）。通过考虑在管状金属薄片中的电流流量，已经知道了感应加热工作的基本原理，我们将要观察的是当感应加热一个固体工件时的感应电流。这个问题的答案是一个相当复杂的数学问题，并且深入的研究它会很浪费时间。因此，我将提供一个简单的描述，来告诉你磁场以及电流是怎么样在要加热的材料上工作的，之后便是解析答案。这种方法就避免了矢量积分，贝塞尔函数等复杂问题。为了避免讨论磁通的返回路径和最终影响，我们把一个半无限大的平板作为加热对象，只是通过在它上面的无限大的电流2-diamentional sheet 来加热它。这个图表示的是无限部分中有限的一部分。代表工作头的电流层左右（x 方向）、前后（z 方向）无限延伸。在y 方向上没有占用所有的空间。代表工件的半无限大的平板在z 方向和x 方向上也是无限延伸的，但在y 方向上是从0到负无穷。为了观察电流的去向，我们可以把这个同性质的平板分割成一系列的薄片。先考虑顶层。它有一个随时间变化的磁场，作用在它上面的是)cos(?0 t H ω。

电磁感应现象及电磁在生活中的应用

电磁感应现象及电磁在生活中的应用摘要：电磁感应，也称为磁电感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流。电磁反应是一个复杂的过程，其运用到现实生活中的技术（例如：电磁炉、微波炉、蓝牙技术、磁悬浮列车等等）。是经过很多人的探索和努力一步一步走到现在的。正文：电磁感应的定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。电磁感应的发现：1831年8月，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A 接直流电源，线圈B接电流表，他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现，铁环并不是必须的。拿走铁环，再做这个实验，上述现象仍然发生。只是线圈B中的电流弱些。为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做了许多实验。1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，乃是电磁学中伟大的成就之一。它不仅让我们知道电与磁之间的联系，而且为电与磁之间的转化奠定了基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb ，Δt为发生变化所用时间，单位为s.ε为产生的感应电动势，单位为V。磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。 (2)公式：Φ＝BS 当平面与磁场方向不垂直时： Φ＝BS⊥＝BScosθ（θ为两个平面的二面角） (3)物理意义

电磁感应的应用论文

电磁感应现象在生活中的应用摘要：自法拉利历经十年发现电磁感应现象后，电磁感应便开始运用于生活中。电话筒、录音机、汽车车速表、熔炼金属等，无一不与生活息息相关，极大的方便了我们的生活，推动了社会的进步，和发展。同时，它的利用也是理论向实践的不断进步的过程，理论唯有利用于实践才更能发挥它的作用。动圈式话筒在剧场里，为了使观众能听清演员的声音，常常需要把声音放大，放大声音的装置主要包括话筒，扩音器和扬声器三部分。话筒是把声音转变为电信号的装置。动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。磁带录音机磁带录音机主要由机内话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成，是录音机的录、放原理示意图。录音时，声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流——音频电流，音频电流经放大电路放大后，进入录音磁头的线圈中，在磁头的缝隙处产生随

音频电流变化的磁场。磁带紧贴着磁头缝隙移动，磁带上的磁粉层被磁化，在磁带上就记录下声音的磁信号。放音是录音的逆过程，放音时，磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流，感应电流的变化跟记录下的磁信号相同，所以线圈中产生的是音频电流，这个电流经放大电路放大后，送到扬声器，扬声器把音频电流还原成声音。在录音机里，录、放两种功能是合用一个磁头完成的，录音时磁头与话筒相连；放音时磁头与扬声器相连。 ③汽车车速表汽车驾驶室内的车速表是指示汽车行驶速度的仪表。它是利用电磁感应原理，使表盘上指针的摆角与汽车的行驶速度成正比。车速表主要由驱动轴、磁铁、速度盘，弹簧游丝、指针轴、指针组成。其中永久磁铁与驱动轴相连。在表壳上装有刻度为公里/小时的表盘。永久磁铁一部分磁感线将通过速度盘，磁感线在速度盘上的分布是不均匀的，越接近磁极的地方磁感线数目越多。当驱动轴带动永久磁铁转动时，则通过速度盘上各部分的磁感线将依次变化，顺着磁铁转动的前方，磁感线的数目逐渐增加，而后方则逐渐减少。由法拉第电磁感应原理知道，通过导体的磁感线数目发生变化时，在导体内部会产生感应电流。又由楞次定律知道，感应电流也要产生磁场，其磁感线的方向是阻碍（非阻止）原来磁场的变化。用楞次定律判断出，顺着磁铁转动的前方，感应电流产生的磁感线与磁铁产生的磁感线方向相反，因此它们之间互相排斥；反之后方感应电流产生的磁感线方

管道电磁感应加热改造线圈绕线详解

管道电磁感应加热改造线圈绕线详解管道加热是工业上比较通用的加热负载，常用应用于塑料、橡胶、石油管道、供暖设备、热水炉、模具等设备中，传统的管道加热是采用电阻带或电热管进行加热，电阻式加热虽然造价比较低，但热效率低下，仅60%以下，而且比较容易坏，经常修理、更换，影响整体设备的产能,给用户带来极大不方便。随着变频电力电子的发展，可以很好地利用电磁感应涡流加热的方法来解决这个问题，电磁加热原理由于是非接触式加热，而且热效率高达95%以上，因此受很多用户的青睐。但是，电磁加热的整配备制作，涉及的知识比较广，不仅懂电工，还要懂电子，线圈的制作加热绕制方法给不少用户带来不少困难，在这里，给大家介绍一下江信电磁30kW电磁加热器及其管道电磁线圈的绕制方法，让高深的电磁加热技术不再难，让人人都懂电磁感应加热应用技术，江信电磁技术支持。一、材料的准备： 1、江信电磁30kW电磁加热器1台 2、30mm玻璃丝毯保温材料，长2米，宽约1米 3、16mm2 国标云母玻璃纤维高温线，50米 4、玻璃纤维布，宽100mm，1卷 5、数字电桥1台 6、100A线耳若干个二、改装方法详解： 1、选取被加热管道外面包一层30mm玻璃丝毯保温材料，包圈即可，不要多层！刚好一圈，长度约1米左右。 2、用玻璃纤维布把保温材料包住，轻轻包住，也不能压太紧！保证保温棉厚度约20-25mm 之间即可，尽可能包外观漂亮。 3、把准备好的50米16mm2 国标云母玻璃纤维高温线绕上去，保证两边的引线约1.5~2米左右，线圈每圈之间可相隔3-5mm左右，最高不能高于10mm，每圈之间不能过于太密，因为线圈在工作时，也是发热的，保证一定的间隔来散热。 4、用数字电桥量电感量，调到L测量电感量的2mH档测量，约200-250uH左右的电感量就可以完成线圈的制作。 5、最后把线圈的两端用扎带扎紧，防止线圈松动脱落，线圈外面不需要增加任何保护措施，因为线圈外面本来就是云母绕包住，是绝缘材料，不会对人体构成触电危险。特别注意的是，线外面200mm以内不能有金属材料，否则也会发热！若的确需要屏蔽磁场的话，可以在距离线回头100mm左右用铝板进行隔包一圈，但不能完全包住，要留出10mm以上用环氧板固定，绝对不能构成回路，否则在工时时会起火花，严重时，可能会出安全事故。 6、最后，把江信电磁加热控制器上的A B C端子接三相380V电源，L1和L2端子接上线圈两端，把R/S端子短接或按住红色键不放就可以启动。工作时，显示的是电流值，一般43-45A之间就合格。再按一下绿色键，看工作频率10-18kHz之间即合格。若是频率过低了，就减少线圈的圈数，反之就增加线圈的圈数。使控制器工作在理想的工作参数范围之内，完成后，保留足够的引线后，多余的线可以剪掉。江信电磁加热器应放在通风透气的地方，若是放在机箱内，要做好排风系统，必须保证良好的空气对流。