电磁感应的优点范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的5篇电磁感应的优点范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

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在中学物理教材中，电磁感应定律表述为：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，在国际单位制下，则电磁感应定律可以表示为E=ΔΦΔt.在大学基础物理教材中，电磁感应定律表述为：通过回路所包围面积的磁通量发生变化时回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比，若采用国际单位制，则此电磁感应定律可表述为E=-dΦdt，在约定的正负符号规则下，式中的负号反映了感应电动势的方向，它是楞次定律的数学表现.符号的规定方法，限于文章篇幅，在此不再赘述，读者如有兴趣可查阅文献.

两种表述相较，大学教材比中学教材更显严谨，突出了物理规律的数学精确表达，E=-dΦdt要比E=ΔΦΔt更能使规律得到一般性的体现，式中用负号反映了感应电动势的方向.在理解难易层次上，对于中学生而言，中学教材显然更为适切，尤其E=-dΦdt中与楞次定律相关的负号的方向含义不易被理解.同一个内容，两种教材呈现形式不同，编者主要考虑了学习对象在数学知识能力上的差异.第二种表述，要求具备微分知识以及物理原理利用数学诠释的思维习惯.

根据通过闭合回路所围面积的磁通量Φ=SB·dS可知，使磁通量变化的方式是多样的，但从本质上可归为两类：电路运动（磁场不变，电路回路面积改变） 和磁场变化（磁场改变，电路回路面积不变），各自由此产生的电动势被称为动生电动势和感生电动势.对于感应电动势的产生机制，宏观上将其理解为磁通量的变化率，它适用于或由电路运动或由磁场变化（或兼由两者）所引起的磁通量变化，但这种解释并不能对“电路运动”或“磁场变化”加以细致区分.有文献利用数学导数方法对“磁通量的变化率”理解为：ΔΦΔt=（Φ）′=（BS）′=B′S+BS′=ΔBΔtS+BΔSΔt，其中B′S=ΔBΔtS为感生电动势，BS′=BΔSΔt为动生电动势.对此，笔者认为该观点值得商榷.感生电动势是在导体回路不动，磁场发生变化而产生的电动势；动生电动势是磁场保持不变，导体回路或导体在磁场中运动而产生的电动势.在表达式B′S=ΔBΔtS和BS′ΔSΔt中实际上难以保证S或者B始终保持不变.物理现象既能从宏观上解释，还能从微观上进行考量，在普遍意义上诸多物理现象的微观机制往往更加奥妙.微观上，需要从非静电力做功的角度进行阐释，感生电动势与感生电场相关，而动生电动势是运动电荷受洛伦兹力的结果.在物理学的其他领域里还没有一个像法拉第电磁感应定律这样需要从两种完全独立的不同现象进行分析才能真正理解的.电动势可定义为导线中每单位电荷所受的沿切向力对整个电路环绕一匝的路程积分.中学物理教材在此方面主要给出了定性解释，而大学物理教材除定性分析外还进行了定量描述，感应电动势表示为E=∫k·d，Ek为等效的非静电力场的场强，动生电动势E=∫Lk·d=∫L（×）·d，k=×为非静电力场强.在中学物理教学过程中，教师在讲授该内容时，对动生电动势和感生电动势的微观机理往往阐释得较为粗浅，不够深入透彻，而把重点定位为法拉第电磁感应定律在具体电路中的应用计算.通过这样的课堂学习，学生学会了对动生电动势和感生电动势在各种不同情形下的问题计算，培养了较强的解题能力，但却缺失对电磁感应现象本质成因的思考，从而导致对此毫无印象，或留有印象但一知半解.这种倾向于应试目的的教学方式，削弱了物理学科本身在研究思想方法上的教育价值，学生的物理思维未得到有效历练，物理品格未得到实际提升.笔者认为，对两种电动势的微观解释的教学，在原有中学教材定性分析基础上，应当适当作一些深层次的拓展，帮助学生突破感生电场及洛伦兹力在动生电动势中的作用等难点与疑点知识，将微观物理过程和图象展现给学生，教学过程中渗透科学研究中宏观与微观两种不同角度的思考方法，注重学生科学研究素质的培养.不能因为知识的生涩难懂和学生在数学上存在的困难，而放弃物理研究思想方法的教育，应当让学生明白数学的困难仅是暂时的，在物理研究中数学主要也仅起到了工具的作用，与物理思想方法相比，显然后者更加重要.

在知识考查上，电磁感应与力学、电学、能量内容的结合是历来高考最为常见的考查方式和考点.此外，无论在物理竞赛中，还是在近年来越来越备受关注的名校自主招生考试中，电磁感应也始终未脱离命题者的视线.对于同时存在电路运动和磁场变化的复杂电磁感应问题，在求解感应电动势时往往故意将其看成在该时刻仅由磁场变化引起的感应电动势和仅由“切割运动”引起的感应电动势的代数和进行处理（同时考虑感应电动势的方向），或者利用一些特殊的方法进行求解，如等效法.这些方法都能巧妙地解决问题，但对方法本身的理解要求较高，不易被掌握.与其利用特殊，还不如回归一般.在教学中引入对电磁感应定律的一般性导数认识，对感应电动势的大小采取E=dΦdt的计算，对于其方向利用中学生熟知的楞次定律另作判断，不将反映方向的负号置于式中，这样便可以避免文中之前提及的负号方向费解的问题.学生在高二第二学期已经学习了导数知识，尽管所学内容的深度及广度还有所欠缺，但已经能够求解各种初等函数的导数，这为将导数方法引入到高中物理中提供了可能.在解决问题时，从磁通量的变化率角度出发的导数方法，以不变应万变，显然要比使用其他方法更加自然顺手，易于掌握.此外，不仅局限于该章节的内容，在其他模块的一些知识的教学过程中，也可以适时地引入导数，这既能拓宽学生解决问题的思路，也培养了数学物理思想，还能为今后不少学生进入大学进一步学习普通物理做好铺垫.

如何做好中学物理教学与大学物理教学的过渡衔接与有机结合，如何让学生的物理思维得到有效延伸和发展，如何让物理思想研究方法为学生所熟悉、掌握、运用乃至创新，以期培养出优秀的物理人才，这些都应当值得探索.物理教学过程中，不应将中学物理与大学物理割裂，反之应促使两者实现一脉相承.以上对于电磁感应定律的理解与教学建议处理，只是笔者的管窥之见，如有不妥之处，敬请同仁指正.

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1 电磁感应加热技术的优点

电磁感应加热技术的发展历史、应用及优点。电磁感应加热技术的速度比其他的媒介加热的速度快，电磁感应技术在加热的时候损耗铁屑的数量较少。电磁感应技术在加热的时候起动比较快。电磁感应技术的节能效果比较好，因为在不用的时候可以将电磁感应加热技术的电源关掉，比较环保。可以关闭，因为感应加热有启电磁感应技术的工作效率比较高，在短时间内加热就可以到达效果，可以降低成本。除此之外，感应加热还有几点好处：（1）便于控制，易于实现自动化；（2）减少设备占地面积；（3）作业环境安静，安全和洁净；（4）维护简单。正是因为电磁感应技术技术的很多优点，所以才将其用于包装工程的工作中，争取取得更大的效果和最优化的结局。

2 感应电加热技术

电磁感应加热技术法是基于电磁感应技术原理，当交流电流通过初级线圈时，环绕着线圈产生交变磁场，交变磁场在次级线圈上（金属炉料）产生感应电动势。由于此感应电动势的作用，在闭合的线圈（被加热的金属）中产生感应电流使金属加热。为中间包侧面感应加热装置。该装置中的感应器由铁芯、线圈和引入钢水的通道组成。当绻圈中通入交流电后，钢液中产生的感应电流放出焦耳热使钢水加热。在浇注初期，因中间包耐火材料吸热，应供以较大的功率使钢水迅速升温。当中间包容量为10t时，最大功率约为1000kW。采用中间包电加热技术后，可使中间包中钢水温度相对稳定；而且利用磁感应加热钢水时，由于电磁搅拌作用，可使钢中夹杂物上浮。据资料介绍，在5t中间包中采用电磁感应技术电加热技术，当功率为1000kW时，升温速度达25℃/min，热效率为90%，可控制钢水温差在士2.5℃范围内。

感应电加热技术依靠两种能量转换过程以达到加热目的，即焦耳热效应和磁滞效应。第一种是非磁性材料，如铝，铜、奥氏不锈钢和高于居里点（即磁衰变温度）的碳钢产生热量的唯一途经，也是铁磁性金属（如低于居里点温度的碳钢）中主要产热途径。对于铁磁性金属材料，感应发热的一少部分来源于磁滞损耗。磁滞发热可以这样来解释，磁滞现象是由分子（或称磁性偶极子）之间的磨擦力导致的。当铁磁性金属被磁化时，磁性偶极子可以看成是小磁针，它随着磁场方向变化（即交流电的变化）而转动，这种来回转动所引起的发热，就是磁滞发热。交流电频率越高，磁场变化就越快，单位时间内产生出的热量也就越多。焦耳热效应是由涡流损耗产生的。涡流损耗和焦耳的表达式和直流电、交流电的能量消耗公式相同。和其它电流一样，涡流也必须有一个闭合回路。假设该电路中电压为V，电阻为R，电流为Ⅱ，由欧姆定律V=ⅡR。当电势降低时，电能就转变成热能。这种电能的转化过程类似于机械运动过程中势能的转化。势能转化过程是由于在重力作用下，物体由高处向低处落下时发生的。电势降低时产生热，其关系式可以给出。必须清楚，感应加热的机理和直流电或交流电产生的电磁场有密切的关系。对于一个带直流电的导体而言，磁场（感生磁场）的方向垂直于电流方向。距离导体越远，磁场强度越弱。磁场强度的大小和电流大小成正比。磁场极性或磁力线的方向由右手定则给出。假如直流电流过一螺旋线圈，则螺旋线圈内的场强大载流体（中心凋围的磁场（O箭头）而线圈外的强度小。相邻两匝线圈之间的场强很小。这是因为相邻两匝之间的磁力线方向相反，彼此互相抵消了。现在再来考虑在一个通有直流电的螺旋线圈中插入一个实心棒时磁场将会发生怎样的变化。如果棒是非磁性的，则磁场不受影响；反之，如果插入磁性钢棒，则磁力线的数量就会大大增加。这是因为钢的导磁率比非磁性物的导磁率大得多的缘故。实际上，在电学计算中只需要知道相对导磁率即可。非磁性物质和空气的相对导磁率都定为1，磁性的物质的相对导磁率都大于1。

3 包装工程的内容和特点

目前我国的包装主要研究和应用的重点是包装理论、技术方法、结构设计、包装测试、包装材料强度和结构；同时发挥多学科综合专业的优势，在计算机辅助设计、包装机械、市场营销、管理以及造型设计诸方面开展工作。计算机与测试技术可为包装工程设计提供计算、分析、实验和数据处理的手段，以提高包装设计的质量、效率，并适应现代包装工程高速化、智能化、自动化的要求。应包括包装CAD、包装测试技术、包装自动控制等。

4 结束语

现代的包装工程是许多技术的综合运用，因此我们应该加强各个方面的技术的应用，从包装产品的特点、性能、运输、储藏、安全、销售等等很多方面考虑包装工程的要求。包装工程还有一个重要的步骤就是包装材料的问题。包装材料的好坏是包装完成的第一步，也是最重要的一个步骤。可以应用电磁感应技术这个技术制造更好的包装材料。如果包装材料都不好的话，包装的任何一部都无法进行。不仅要包装包装的安全完整，还要做到美观，包装材料的安全完整美观才能吸引消费者额眼球，应该以最安全完整的包装材料达到最完美的包装效果，让包装发挥最大的视觉冲击，吸引更多更广的消费者。利用电磁感应技术这个技术为包装工程作出更好的贡献。

参考文献

[1]郑宇明.浅议包装设计在商品与消费者之间的沟通作用[J].科教文汇（上旬刊），2010.

[2]薛小英.我国第三方物流包装问题初探[J].福建商业高等专科学校学报，2012.

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中图分类号：S-3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170332017

1 中药煎煮机加热方式的研究

1.1 国内中药煎煮机加热方式现状

中药煎煮机作为一种新型、高效、卫生的煎煮中药的设备，已经在国内得到了广泛应用。已经成为各大医院煎煮中药的常用设备。生产厂家也达到了几十家，国内市场保有量达到了几十万台，加热方式采用的都是传统的电阻加热方式。根据设计的功率要求，在煎煮机底部缠绕电阻丝或者电加热圈作为加热源，通过金属底板接触，由外而内来传导热量。

1.2 电阻加热存在的问题

由于电阻通电过程中，自己也要消耗一部分电能转化成热能，散失到空气中，导致了周围工作环境温度升高，另外中药煎煮机作为使用频率很高的设备，电阻加热存在着加热速度慢、不均匀、使用寿命短、工作环境温度高等问题。据测算，传统电阻丝加热方式的传导热效率是60%左右，其他能量都消耗在热传导和空气热对流上了，因此电阻加热方式能量损耗是非常大的。

1.3 电磁感应加热技术原理和现状

而电磁感应加热技术的基础是利用高频电磁感应原理，通过整流电路将220V或380V交流电整流成直流电；再将直流电转化成频率为2～4万Hz的高频高压电流；电流流过线圈时会产生交变磁场；磁场的磁力线通过金属材料时产生强大的无数的感应电流，即小涡流，导致金属材料自行高速发热，从而达到加热金属反应釜内物料的目的。它的能量转化方式如图1所示：

电磁感应加热技术已经非常成熟，广泛的应用到工业领域和民用设备中。国外从19世纪20年代开始研究并应用到实际中，我国从20世纪50年代开始从国外引进、吸收电磁加热技术到自主研发，已经成为电磁加热技术应用比较广泛的国家，尤其是民用设备上，例如电磁炉等小家电产品上。具不完全统计，现在市场上的电磁炉的保有量都以亿来计算了。

1.4 电阻加热技术与电磁感应加热技术对比

据测算，电磁感应加热技术的热效率能够达到90%以上，而电阻加热只能达到60%左右，相对于传统电阻加热方式，使加热效率提高了30%左右。

与传统的电阻加热方式相比，电磁加热还具有加热速度快，热转化效率高，节能环保。使用寿命长，安全性高，可显著降低工作环境温度等优点。

2 电磁加热圈结构与自动控制系统的设计

2.1 电磁加热圈的设计

鉴于电磁加热技术已经非常成熟，只需设计好结构，设计好控制系统，使之与中药煎煮机主反应釜的配套合理，达到最佳的加热效果就可以了。

电磁加热圈是根据电磁感应加热的特点来设计的。加热线圈采用横截面积为4m2以上高温线，然后使用圆形绕法来缠线，与反应釜接触部分要用高温棉包住约20mm，再用玻璃丝带包裹一层，再缠绕线圈。线圈要用云母绕包玻璃纤维编织耐高温电缆，外部用一圈非金属护板作为外界绝缘层。绕线完成后要测量线圈功率和电感量，设计功率为2kw，电压为220V。

根据电磁感应原理制作了电磁加热圈镶嵌在反应釜的下半部。反应釜下半部使用特殊材质的不锈钢作为反应釜桶壁材料。这样设计有利于水上下对流的形成。如图2所示：

2.2 电磁加热圈控制电路设计

电磁加热圈电路控制原理如图3所示。

将220V/50Hz的民用电接入系统，经整流电路得到脉动的直流电，经滤波电路得到稳定的直流电，然后经过逆变电路输出一个2～4万Hz高频交流经谐振槽路对负载进行加热。

2.3 自动控温、调节功率设计

电磁加热圈通过控制器与单片机控柜箱连接，来实现自动控温，自动调节功率输出等功能。进而达到节能环保，操作方便的效果。自动控制电路如图3所示。

3 对比试验

在对整机进行了安装调试后，用一台传统电阻加热方式的中药煎煮机和一台电磁感应加热方式的中药煎煮机在试验条件一致的情况下做了对比试验，试验条件如表1。

与传统的电阻加热方式相比，电磁加热比电阻加热具有加热速度快，热转化效率高，节能环保、使用寿命长，安全性高、可显著降低环境温度、改善工作条件等优点。是一种理想的加热源，未来必定会逐步取代电阻加热方式，成为中药煎煮机主流加热源。

参考文献

[1]谢杨彪.塑机螺杆电磁加热技术与开发[D].浙江海洋学院硕士论文，2013.

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在维基百科等网站上，广义的无线供电定义是终端用电器通过无线方式获取电能的过程。但按照目前绝大多数人认可的观点，无线供电技术是将电源端的电能转换为其他形式的无线能量，并在接收端被再次转换为电能供终端使用的技术。按照这一定义，很多看起来“无线”的供电方式，比如使用太阳能和风能等等都不能算做“无线供电”。事实上，我们也很少把这类能源供电归为无线供电的范畴。按照这一定义，目前已经实用化的无线供电技术只有两类，一类基于电磁感应原理，另一类则基于电磁共振原理。不过，尽管这些原理听起来很简单，但实用化的难度并不算小。

无线供电的早期发展

我们都知道无线电波具有能量，波长越短，能量也就越高，类似原子弹和氢弹爆炸那样的核辐射可以快速杀死生命，即使是波长仅仅比可见光稍短的紫外线也可灼伤皮肤。既然能量能够通过无线方式传递，那么只要找到合适的传递方式，就可以实现电能的无线传输。天才的物理学家尼古拉?特斯拉曾经设想在地球和电离层之间以低频电磁波传递电能，并进一步实现电力全球输送的宏图。由于无线供电有着潜在的军用价值，因此不少机构和公司在这一领域投入了大量资金，并取得了一系列的重要成果。不过，早期的无线供电研究的军方背景使无线供电偏重于长距离和高性能，这需要低频、大功率的载波发射接收装置，此类装置一般都相当庞大，这也使得无线供电技术很难用于民用场合，更别提用在便携装置上了。

无线供电安全吗？

无线供电的安全性是每个人都关心的问题。一方面，无线供电造成的交变电场和磁场可能会对人体产生影响，但这种影响通常很小。根据日本相关企业的研究结果，在电动巴士上配备22KHz频率、30kW的电磁感应式无线供电系统时，磁场强度在近场以距离的立方比例衰减，在100mm远的位置的磁场强度为72μT。这个值对普通人完全没有影响，但对于特殊人群则可能会有问题——比如德国规定心脏起搏器的最大容许磁力线密度为66.5μT，因此安装心脏起搏器的人士应该离开充电装置至少100mm以上。当然，由于部分电能会变成热能消耗，因此人们会感觉充电系统旁边会热一些。

电磁感应式供电

那么，有没有什么无线供电技术更为适合民用领域，即距离不那么长、功率也不那么大的场合呢？答案自然是肯定的。科学家们最先想到的是电磁感应技术。电磁感应现象最早为法拉第所发现，当导体切割磁力线时，导体中就会产生电流。电磁感应是我们广泛运用的发电机的设计基础，同样地，我们目前使用的大量智能卡——比如公交卡和餐卡也是基于电磁感应技术来工作的。在读卡器上方有微弱的交变磁场，而封装在塑料卡内部的则是智能芯片和感应线圈，当把智能卡放在读卡器上时，感应线圈中就会产生电流，供芯片使用。

在同样工作原理的基础上，将交变磁场的强度加以放大，就能够实现对小型用电装置进行无线供电的目的了。无线供电端的工作部分是一个初级线圈，在其中通入交变电流，线圈即会产生交变磁场，这一磁场可以覆盖与初级线圈很近并与之同轴的次级线圈，从而在次级线圈中产生电流。目前市售的大量无线电动牙刷、电动剃须刀等小电器以及某些型号的智能手机就采用了这一技术。以数年前的产品Palm Pre手机为例，Palm公司在2009年推出了一款与之配合的无线充电底座“Touchstone（点金石）”，充电底座的内部是用于产生交变磁场的电路，而专用的手机背盖则内置了感应线圈，并通过两个触点连接到电池。当然，Palm公司的这一技术并非原创，而是来自Fulton Innovation公司的eCouples技术授权。该公司的eCouples技术同样被德州仪器、戴尔等公司所采用。

电磁感应式供电的优点是实现起来非常简单，充电设备和终端设备只需配备感应线圈以及相应的稳压电路即可，目前市售的“无线充电底座”大部分采用了这一技术。不过，它的缺点也很明显，一是只有当初级线圈和次级线圈保持近似同轴时才能获得较高的传输效率；二是有效距离较短，在可接触距离内充电无法体现无线供电的便捷性；三是功率仍有限制，这类设备通常会避免将磁场设计得过强，以免损坏其他设备或对人体造成影响。

电磁共振式供电

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电磁感应现象是物理教学中重要的知识内容，而磁通量是研究电磁感应现象极其重要的物理量之一，是一个较抽象、较难理解的概念。深刻理解磁通量的物理含义对掌握电磁感应这一物理概念意义重大。本磁通量演示模型是根据“穿过一个闭合电路的磁感线的多少”可以用来形象地理解“穿过这个闭合电路的磁通量”的原理制作而成，可用来演示磁通量、比较磁通量大小等（如图1）。

一、制作方法

1.底座与支架

取一长40cm、宽15cm的木板做底座，并标上S极，用来表示S极磁场。在其一侧面用两个高35cm的方木做支架。在支架上方固定一个和底座大小相同的木板做极板。在极板上标上N极，用来表示N极磁场，在支架上标出磁感线方向（如图2）。

2.磁感线

磁感线共10根，可用30cm长的铁丝做成，安装在支架上方N极木板的前、后两侧，每侧各5根，每两根间距5cm，板的两边各留出10cm（如图3）。

3.闭合电路

可用铁丝做成25cm×25cm的U形框，在U形框的边上围成圈，使一面成为可以活动的方框（如图4），当作闭合电路。闭合电路做成两个等大的。

二、使用方法

演示匀强磁场时，铁丝竖直，即磁感线垂直向下，等距排列。演示非匀强磁场时可在铁丝中部用细线拴好，拉成扇形，表示磁场呈放射状向下散开。

1.演示磁通量

把闭合电路放入磁场中，那么穿过这个闭合电路的磁感线的多少，可理解为穿过这个闭合回路的磁通量，即穿过闭合电路的磁感线条数用来表示磁通量大小。可把闭合电路按水平、竖直、倾斜三种情况放入磁场中进行讨论。

2.演示比较磁通量大小

首先把闭合电路S1放入磁场中，然后把磁感线下部用线拴上使之成为扇形，呈放射状，再放入闭合电路S2。表明：面积相同的两个闭合电路，穿过S1的（磁感线6条）磁通量比较大，穿过S2的（磁感线2条）磁通量比较小（如图5）。

3.演示磁通量变化率

演示方法同2。磁通量的差（即穿过两个闭合电路S1和S2的磁感线条数之差）可以理解为磁通量的变化率。但要注意磁感线的方向。

三、说明