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探究电磁感应在生活中的应用

发布时间:2017-11-11  点击量:

  【摘要】电磁感应现象是法拉第历经十年的发现,在日常生活中十分常见。电磁炉、话筒、电视机、手机等生活用品均与人类生活息息相关,对人们的生活有一定便利性,促进社会的有效发展。本文将对电磁感应在生活中的实际应用进行分析探讨。
  【关键词】电磁感应 生活 应用
  【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)38-0166-01
  电磁感应的现象揭示了电与磁间的关系,为人们电能的获取开辟了新的发展道路,对人们的生活具有重要意义,与此同时,电磁感应的发现标志着技术革命的到来。就目前来看,电子技术与电磁测量均得到了广泛应用,从此人类迈入电气化时代。笔者将分别从:电磁感应现象研究、电磁感应在人类生活中的实际应用、电磁感应未来的发展,三个方面来阐述。
  一、电磁感应现象研究
  电磁感應现象的发生与电流相关,当闭合电路部分导体在磁场做切割磁感线运动时,导体中会产生电流。电磁感应本质是闭合电路中磁通量变化。电磁学作为物理学重要分支,在学生初中时代拉开了序幕,自奥斯特实验后,电与磁便不再产生联系,基于这种情况下电流磁效应的出现引起了许多物理学家的思考,迈克尔·法拉第便是其中一个,他于1821年发现了通电导线绕磁铁转动现象,经多年努力后1831年最终取得了一定的成就。
  法拉第在电磁感应试验中,将两个线圈绕在一个铁环上,一个线圈接电流表,另一个线圈接直流电源。法拉第经过该试验发现,连接直流电源的线圈电路接通或断开时,均会产生瞬间电流。该试验中,铁环并未发挥任何效果,不论是将铁环拿走或是投入使用,上述现象依然会出现。
  为了加深对电磁感应现象的深入了解,物理学家法拉第随后的时间里又做了诸多实验,历经多次研究后,他于1831年11月24日的某次报告中,将该现象定义为“电磁感应现象”,与此同时对五种可以产生感应电流的情况进行了归纳:变化的磁场、变化的电流、运动的磁铁、运动的恒定电流、磁场中运行的导体。法拉第得出了结论:当穿过闭合电路的磁通量发生变化,便会有电流产生在闭合电路中。
  二、电磁感应在人类生活中的实际应用
  (一)动圈式话筒
  在舞台表演或演讲活动中,放大声音是一种必要的举措。为了满足这一需求,电磁感应现象起到了很好地解决效果。经笔者研究,放大声音装置通常由扩音器、扬声器、话筒三个部分组成,话筒可将声音转变为电信号,在放大声音装置中起着决定性作用。
  动圈式话筒是基于电磁感应现象产生的,当该装置金属膜片振动时,与膜片相接的音圈也会随之振动起来,通过音圈的振动来产生感应电流,在这种情况下,感应电流的方向与大小都会发生变化,其变化频率与振幅均受到声波影响,当信号电流传给扬声器后,便会从扬声器中发出较大声乐,例如:麦克风,话筒得到了广泛应用。
  (二)电磁炉
  电磁炉在人们的生活中十分常见,许多人都用电磁炉加热过食物,为人们的生活带来一定便捷性,尤其是对人们的饮食方式起到一定影响。电磁炉的使用原理应归咎于电磁感应现象,电磁炉炉面采用的耐热陶瓷板,通过下放线圈产生磁场,致使涡流的产生,令锅底发热从而达到加热食品目的。
  电磁炉灶台台面通常是采用耐久性强、强度高的陶瓷平板,灶台下安装了相应控制系统。电磁炉工作原理:电压经整流器转为直流电,又经电力转换装置将直流电转变为交流电, 将交流电加在感应加热线圈上,最终产生高频交变磁场。这便是电磁炉能发热的关键。
  (三)手机充电器
  除上述内容提到的话筒、电磁炉外,手机充电器对于人们而言更具熟悉。手机是目前与人们联系最为紧密的产品,为了使手机保持有效运行,人们必须每日为手机充电。而实际上手机充电器是由必要恒流、稳定电压、限时限压等电路构成。
  (四)磁带录音机
  自手机等电子产品产生后,多种功能与一体的产品也逐渐出现,磁带录音机对于许多人而言相对陌生。但该产品通常是由扬声器、机内话筒、磁带、录放磁头、传动机构来组成。磁带录音机实际操作中,话筒会随声音的变化来产生音频电流,经放大后,音频电流进入到录音磁头线圈中,并在磁头缝隙处产生电流变化磁场。
  与录音不同,放音是其逆过程。磁带录音机在放音时,磁带通过放音磁头缝隙,磁带磁场的变化导致线圈中感应电流产生,由于感应电流变化与磁信号变化相同,基于这种情况下,音频电流逐渐产生。 总的来说,磁头录音机中,录音与放音均是通过一个磁头完成,当磁带录音机录音时,话筒与磁头相连,放音操作时,扬声器与磁头相连。
  三、电磁感应未来的发展
  就目前来看,电磁感应在人类日常生活、工作中均得到了广泛运用,为人们的生活工作带来了一定便捷性,提高了人们的生活质量水平。在本次研究中仅仅提到了小部分,但不难发现,电磁感应对人类历史发展起到一定促进作用。
  如:电视、磁悬浮列车、接触器线圈、收音机等信号收发无疑不体现出电磁感应的有效应用。
  电磁感应现象至今已有了较长的历史,物理学家法拉第就该现象做了多个实验,最终确定了该现象的存在,由此可见,科学研究对社会的进步与发展作出了极大贡献,现阶段依然有许多科学家致力于电磁学、无线电传输、电磁感应加热等更加深入的研究。相信未来会给我们的衣食住行带来更多改变。
  综上,笔者对电磁感应研究现状进行了分析,并对其在人类生活中的实际应用作了有效阐述。人们在日常生活中使用的手机、录音机、话筒、电磁炉无疑不体现出电磁感应现象的有效应用,对于电磁感应现象,我国科学家依然在努力研究中,以期为人们的生活带来更大的变化,提高人们生活水平,促进社会可持续发展。
  参考文献:
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