磁電感應(yīng)傳感器：電磁與電磁感應(yīng)理論
首頁(yè) ? 初級(jí)電工基礎(chǔ)知識(shí) ? 電磁與電磁感應(yīng)理論 ? 在此
電磁與電磁感應(yīng)理論
渦流效應(yīng)：產(chǎn)生的原因及渦流效應(yīng)的利弊與控制
從前面我們所學(xué)的課程可以得知，通過(guò)線圈回路的磁通量發(fā)生變化，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回路中也就產(chǎn)生感應(yīng)電流。如果…
變壓器工作原理、原副邊電壓計(jì)算公式及變壓器變壓比講解
變壓器工作原理為：當(dāng)變壓器的原繞組施以交變電壓u1時(shí)，便在原繞組中產(chǎn)生一個(gè)交變電流i1，這個(gè)電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁…
電磁感應(yīng)之：互感現(xiàn)象（互感電動(dòng)勢(shì)及互感系數(shù)）講解
由一個(gè)線圈中電流的變化，而在另一個(gè)線圈中引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做互感電動(dòng)勢(shì)。如果右圖所示…
電磁感應(yīng)之：自感現(xiàn)象（自感電動(dòng)勢(shì)及自感系數(shù)）講解
當(dāng)通過(guò)線圈回路中的電流發(fā)生變化時(shí)，此電流在線圈回路內(nèi)所產(chǎn)生的磁通也必然發(fā)生變化，那么，這一變化的磁通也將在線圈回路…
楞次定律講解：確定電磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)/電流的方向
提出過(guò)“焦耳－楞次定律”的著名物理學(xué)家海因里希·楞次，在通過(guò)大量的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（也就是感應(yīng)電…
穿過(guò)線圈的磁通發(fā)生變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)在導(dǎo)線兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。把導(dǎo)線連接成一個(gè)閉合回路，回路中就有感應(yīng)電流。在下右圖所…
導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及公式和方向確定：右手定則
實(shí)驗(yàn)表明：只要導(dǎo)體切割磁力線，就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向（或感應(yīng)電流方向）與磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向都有關(guān)系…
電磁感應(yīng)原理及現(xiàn)象
從電流的磁感應(yīng)可以知道，電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)具有能量（磁場(chǎng)能），磁場(chǎng)對(duì)電流有作用力，由此可見(jiàn)，電能可以轉(zhuǎn)換為磁能…
磁場(chǎng)對(duì)電流的作用（電磁力公式及方向確定法左手定則）講解
實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中要受到磁場(chǎng)力的作用，這個(gè)力被稱為電磁力。磁場(chǎng)的電磁力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體內(nèi)的電流、…
磁通量的定義以及磁通量單位和計(jì)算公式與磁通密度講解
定義：在均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B和垂直于磁場(chǎng)方向的某一面積S的乘積，稱為通過(guò)這個(gè)面積的磁通量，用符號(hào)“Φ”表示，因…
磁場(chǎng)強(qiáng)度：磁場(chǎng)強(qiáng)弱物理量，及磁感應(yīng)強(qiáng)度高斯與特斯拉單位換算
反應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁通密度），用大寫(xiě)字母B表示，其定義為：在磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)體受到…
電流的磁場(chǎng)及磁場(chǎng)方向及安培右手定則講解
在磁鐵周?chē)目臻g中存在一種特殊的物質(zhì)，它能表現(xiàn)一種力的作用，這一特殊物質(zhì)就是磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的大小強(qiáng)弱和方向可以用假象的…
磁電感應(yīng)傳感器：電磁感應(yīng)
收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
[diàn cí gǎn yìng]
電磁感應(yīng)
語(yǔ)音
編輯
鎖定
討論
上傳視頻
上傳視頻
本詞條由“科普中國(guó)”科學(xué)百科詞條編寫(xiě)與應(yīng)用工作項(xiàng)目
審核
。
電磁感應(yīng)（Electromagnetic induction）現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。此電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感生電動(dòng)勢(shì)，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動(dòng)勢(shì)會(huì)驅(qū)使電子流動(dòng)，形成感應(yīng)電流（感生電流）。邁克爾·法拉第是一般被認(rèn)定為于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)的人，雖然弗朗切斯科·桑特代斯基（Francesco Zantedeschi）在1829年的工作可能對(duì)此有所預(yù)見(jiàn)。電磁感應(yīng)是指因?yàn)榇磐孔兓a(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(kāi)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(chǎng)重大的工業(yè)和技術(shù)革命的到來(lái)。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(duì)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。若閉合電路為一個(gè)n匝的線圈，則瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)又可表示為：ε=n*ΔΦ/Δt（Δt→0）。式中n為線圈匝數(shù)，ΔΦ為磁通量變化量，單位Wb（韋伯） ，Δt為發(fā)生變化所用時(shí)間，單位為s（秒）。ε 為產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，單位為V（伏特，簡(jiǎn)稱伏）。電磁感應(yīng)俗稱磁生電，多應(yīng)用于發(fā)電機(jī)。
中文名
電磁感應(yīng)
外文名
electromagnetic induction
別 名
法拉第原理
提出者
邁克爾·法拉第
提出時(shí)間
1831年
適用領(lǐng)域
電磁物理學(xué)
應(yīng)用學(xué)科
物理學(xué)
目錄
1
基本概念
?
磁通量
?
現(xiàn)象
?
能量的轉(zhuǎn)化
?
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
2
相關(guān)知識(shí)
3
計(jì)算公式
4
定律
?
發(fā)現(xiàn)
?
描述
?
條件
?
重要實(shí)驗(yàn)
5
科技應(yīng)用
?
動(dòng)圈式話筒
?
磁帶錄音機(jī)
?
汽車(chē)車(chē)速表
?
熔煉金屬
?
電動(dòng)機(jī)
?
變壓器
6
重要意義
電磁感應(yīng)基本概念
編輯
語(yǔ)音
1831年，一位叫邁克爾·法拉第的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了磁與電之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化關(guān)系。只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)（Electromagnetic induction），產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
百科x混知：圖解電磁感應(yīng)
電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件有兩點(diǎn)（缺一不可）。l 閉合電路。l 穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。讓磁通量發(fā)生變化的方法有兩種，如圖1所示。一種方法是讓閉合電路中的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)；另一種方法是讓磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
圖1 產(chǎn)生磁通量的方法
電磁感應(yīng)磁通量
電磁感應(yīng)
設(shè)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，平面的面積為S。(1)定義：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通。(2)定義式：Φ=BS當(dāng)平面與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)：Φ=BS⊥=BScosθ（θ為平面的垂線與磁場(chǎng)方向的夾角）(3)物理意義垂直穿過(guò)某個(gè)面的磁感線條數(shù)表示穿過(guò)這個(gè)面的磁通量。(4)單位：在國(guó)際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)是Wb。1Wb=1T·1m2=1V·s。（5）標(biāo)量性：磁通量是標(biāo)量，但是有正負(fù)之分，
電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
電磁灶是應(yīng)用電磁感應(yīng)圖片
(2)感應(yīng)電流：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流。(3)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件：①兩種不同表述a．閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)b．穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化②兩種表述的比較和統(tǒng)一a．兩種情況產(chǎn)生感應(yīng)電流的根本原因不同閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，是導(dǎo)體中的自由電子隨導(dǎo)體一起運(yùn)動(dòng)，受到的洛倫茲力的一個(gè)分力使自由電子發(fā)生定向移動(dòng)形成電流，這種情況產(chǎn)生的電流有時(shí)稱為動(dòng)生電流。穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)電磁場(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)使導(dǎo)體中的自由電子定向移動(dòng)形成電流，這種情況產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流或感生電流。b．兩種表述的統(tǒng)一兩種表述可統(tǒng)一為穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。③產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件不論用什么方法，只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。條件：a．閉合電路；b．一部分導(dǎo)體 ； c．做切割磁感線運(yùn)動(dòng)
電磁感應(yīng)能量的轉(zhuǎn)化
能的轉(zhuǎn)化守恒定律是自然界普遍規(guī)律，同樣也適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
電磁感應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
(1)定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。方向是由低電勢(shì)指向高電勢(shì)。(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。(3)物理意義：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象本質(zhì)的物理量。
電磁感應(yīng)式
(4)方向規(guī)定：內(nèi)電路中的感應(yīng)電流方向，為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。(5)反電動(dòng)勢(shì)：在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為反電動(dòng)勢(shì)。
電磁感應(yīng)相關(guān)知識(shí)
編輯
語(yǔ)音
電磁感應(yīng)部分涉及三個(gè)方面的知識(shí)：
電磁感應(yīng)式
一是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律。電磁感應(yīng)研究的是其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的特點(diǎn)和規(guī)律，其核心是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。
電磁感應(yīng)燈
楞次定律表述為：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。即要想獲得感應(yīng)電流(電能)必須克服感應(yīng)電流產(chǎn)生的安培力做功，需外界做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。法拉第電磁感應(yīng)定律是反映外界做功能力的，磁通量的變化率越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，外界做功的能力也越大。二是電路及力學(xué)知識(shí)。主要討論電能在電路中傳輸、分配，并通過(guò)用電器轉(zhuǎn)化成其他形式能的特點(diǎn)規(guī)律。在實(shí)際應(yīng)用中常常用到電路的三個(gè)規(guī)律(歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)和力學(xué)中的牛頓定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理和能量守恒定律等概念。三是右手定則。右手平展，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)。把右手放入磁場(chǎng)中，若磁力線垂直進(jìn)入手心（當(dāng)磁感線為直線時(shí)，相當(dāng)于手心面向N極），大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指方向?yàn)閷?dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。電磁學(xué)中，右手定則判斷的主要是與力無(wú)關(guān)的方向。為了方便記憶，并與左手定則區(qū)分，可以記憶成：左力右電（即左手定則判斷力的方向，右手定則判斷電流的方向）。或者左力右感、左生力右通電。
電磁感應(yīng)計(jì)算公式
編輯
語(yǔ)音
一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小計(jì)算公式⑴E=nΔΦ/Δt（普適公式）{法拉第電磁感應(yīng)定律，E：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(V)，n：感應(yīng)線圈匝數(shù)，ΔΦ/Δt：磁通量的變化率}。⑵E=BLVsinA(切割磁感線運(yùn)動(dòng)) E=BLV中的v和L不可以和磁感線平行，但可以不和磁感線垂直，其中sinA為v或L與磁感線的夾角。L：有效長(zhǎng)度(m)，一般用于求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但也可求平均電動(dòng)勢(shì)。⑶Em=nBSω（交流發(fā)電機(jī)最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）{Em：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值}。
手持式電磁感應(yīng)
⑷E=BL2ω/2（導(dǎo)體一端固定以ω旋轉(zhuǎn)切割）{ω：角速度(rad/s)，V：速度(m/s)}。二、磁通量Φ=BS ，其中Φ：磁通量(Wb)，B：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(T)，S：正對(duì)面積(m2) 計(jì)算公式△Φ=Φ1-Φ2 ，△Φ=B△S=BLV△t。3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極可利用感應(yīng)電流方向判定{電源內(nèi)部的電流方向：由負(fù)極流向正極}。4.自感電動(dòng)勢(shì)E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt，其中L：自感系數(shù)(H)(線圈L有鐵芯比無(wú)鐵芯時(shí)要大)，ΔI：變化電流，Δt:所用時(shí)間，ΔI/Δt：自感電流變化率(變化的快慢)。△特別注意 ：Φ， △Φ ，△Φ/△t無(wú)必然聯(lián)系，E與電阻無(wú)關(guān) E=n△Φ/△t 。 電動(dòng)勢(shì)的單位是伏V ，磁通量的單位是韋伯Wb ，時(shí)間單位是秒s。
電磁感應(yīng)定律
編輯
語(yǔ)音
電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)
邁克爾·法拉第
1820年H.C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)后，許多物理學(xué)家便試圖尋找它的逆效應(yīng)，提出了磁能否產(chǎn)生電，磁能否對(duì)電作用的問(wèn)題，1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在測(cè)量地磁強(qiáng)度時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)金屬對(duì)附近磁針的振蕩有阻尼作用。1824年，阿喇戈根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象做了銅盤(pán)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤(pán)會(huì)帶動(dòng)上方自由懸掛的磁針旋轉(zhuǎn)，但磁針的旋轉(zhuǎn)與銅盤(pán)不同步，稍滯后。電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)是最早發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但由于沒(méi)有直接表現(xiàn)為感應(yīng)電流，當(dāng)時(shí)未能予以說(shuō)明。1831年8月，M.法拉第在軟鐵環(huán)兩側(cè)分別繞兩個(gè)線圈 ，其一為閉合回路，在導(dǎo)線下端附近平行放置一磁針，另一與電池組相連，接開(kāi)關(guān)，形成有電源的閉合回路。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合上開(kāi)關(guān)，磁針偏轉(zhuǎn)；切斷開(kāi)關(guān)，磁針?lè)聪蚱D(zhuǎn)，這表明在無(wú)電池組的線圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電流。法拉第立即意識(shí)到，這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)，把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為 5 類 ：變化的電流 ， 變化的磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的恒定電流，運(yùn)動(dòng)的磁鐵，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。進(jìn)而，法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下不同金屬導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成正比，他由此認(rèn)識(shí)到，感應(yīng)電流是由與導(dǎo)體性質(zhì)無(wú)關(guān)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，即使沒(méi)有回路沒(méi)有感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)依然存在。1862年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表了論文“論物理力線”，引出位移電流的概念，指出變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。1864年，麥克斯韋在論文“電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論”中，運(yùn)用場(chǎng)論觀點(diǎn)演繹了系統(tǒng)的電磁理論并預(yù)見(jiàn)了電磁波的存在。1873年，麥克斯韋在《電磁學(xué)通論》一書(shū)中全面地總結(jié)了19世紀(jì)中葉之前庫(kù)侖、高斯、歐姆、安培、畢奧、薩伐爾、法拉第等人的系列發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)科學(xué)的假設(shè)和合理的邏輯思維，第一次完整地建立了電場(chǎng)理論體系，將電場(chǎng)理論用簡(jiǎn)潔、對(duì)稱、美觀的數(shù)學(xué)形式表示出來(lái)，后來(lái)經(jīng)赫茲等人整理成為經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)主要基礎(chǔ)的麥克斯韋方程組。1888年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在。
[1]
法拉第演示電磁感應(yīng)
后來(lái)，給出了確定感應(yīng)電流方向的楞次定律以及描述電磁感應(yīng)定量規(guī)律的法拉第電磁感應(yīng)定律。并按產(chǎn)生原因的不同，把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)兩種，前者起源于洛倫茲力，后者起源于變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的有旋電場(chǎng)。法拉第定律最初是一條基于觀察的實(shí)驗(yàn)定律。后來(lái)被正式化，其偏導(dǎo)數(shù)的限制版本，跟其他的電磁學(xué)定律一塊被列麥克斯韋方程組的現(xiàn)代亥維賽版本。法拉第電磁感應(yīng)定律是基于法拉第于1831年所作的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)效應(yīng)被約瑟夫·亨利大約同時(shí)發(fā)現(xiàn)，但法拉第的發(fā)表時(shí)間較早。見(jiàn)·麥克斯韋討論電動(dòng)勢(shì)的原著。于1834年由俄國(guó)科學(xué)家海因里希·楞次發(fā)現(xiàn)的楞次定律，提供了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，及生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電流方向。
電磁感應(yīng)描述
電磁感應(yīng)定律
因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，閉合電路的一部份導(dǎo)體在磁場(chǎng)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)。閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。這是初中物理課本為便于學(xué)生理解所定義的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不能全面概括電磁感現(xiàn)象：閉合線圈面積不變，改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁通量也會(huì)改變，也會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所以準(zhǔn)確的定義如下：因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。
[2]
電磁感應(yīng)條件
1.電路是閉合且流通的。
電磁感應(yīng)
2.穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。3.電路的一部分在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)（切割磁感線運(yùn)動(dòng)就是為了保證閉合電路的磁通量發(fā)生改變）(只能部分切割，全部切割無(wú)效)(如果缺少一個(gè)條件，就不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生).。4.感應(yīng)電流產(chǎn)生的微觀解釋：電路的一部分在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于電路的一部分內(nèi)的自由電子在磁場(chǎng)中作不沿磁感線方向的運(yùn)動(dòng)，故自由電子會(huì)受洛倫茲力的作用在導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)，若電路的一部分處在閉合回路中就會(huì)形成感應(yīng)電流，若不是閉合回路，兩端就會(huì)積聚電荷產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。5.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中之所以強(qiáng)調(diào)閉合電路的“一部分導(dǎo)體”，是因?yàn)楫?dāng)整個(gè)閉合電路切割磁感線時(shí)，左右兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別為逆時(shí)針和順時(shí)針，對(duì)于整個(gè)電路來(lái)講電流抵消了。6.電磁感應(yīng)中的能量關(guān)系：電磁感應(yīng)是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，例如可以將重力勢(shì)能，動(dòng)能等轉(zhuǎn)化為電能，熱能等。
電磁感應(yīng)重要實(shí)驗(yàn)
電磁感應(yīng)
在一個(gè)空心紙筒上繞上一組和電流計(jì)聯(lián)接的導(dǎo)體線圈，當(dāng)磁棒插進(jìn)線圈的過(guò)程中，電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而在磁棒從線圈內(nèi)抽出的過(guò)程中，電流計(jì)的指針則發(fā)生反方向的偏轉(zhuǎn)，磁棒插進(jìn)或抽出線圈的速度越快，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的角度越大.但是當(dāng)磁棒不動(dòng)時(shí)，電流計(jì)的指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)。對(duì)于線圈來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)的磁棒意味著它周?chē)拇艌?chǎng)發(fā)生了變化，從而使線圈感生出電流.法拉第終于實(shí)現(xiàn)了他多年的夢(mèng)想——用磁的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電。奧斯特和法拉第的發(fā)現(xiàn)，深刻地揭示了一組極其美妙的物理對(duì)稱性：運(yùn)動(dòng)的電產(chǎn)生磁，運(yùn)動(dòng)的磁產(chǎn)生電。不僅磁棒與線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以使線圈出現(xiàn)感應(yīng)電流，一個(gè)線圈中的電流發(fā)生了變化，也可以使另一個(gè)線圈出現(xiàn)感應(yīng)電流。將線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)k與電源連接起來(lái)，在開(kāi)關(guān)k合上或斷開(kāi)的過(guò)程中，線圈2就會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流. 如果將與線圈1連接的直流電源改成交變電源，即給線圈1提供交變電流，也引起線圈出現(xiàn)感應(yīng)電流. 這同樣是因?yàn)椋€圈1的電流變化導(dǎo)致線圈2周?chē)拇艌?chǎng)發(fā)生了變化。
電磁感應(yīng)科技應(yīng)用
編輯
語(yǔ)音
電磁感應(yīng)動(dòng)圈式話筒
圖2 話筒的工作原理-----電磁感應(yīng)
在劇場(chǎng)里，為了使觀眾能聽(tīng)清演員的聲音，常常需要把聲音放大，放大聲音的裝置主要包括話筒，擴(kuò)音器和揚(yáng)聲器三部分。話筒是把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置。圖2是動(dòng)圈式話筒構(gòu)造原理圖，它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，當(dāng)聲波使金屬膜片振動(dòng)時(shí)，連接在膜片上的線圈（叫做音圈）隨著一起振動(dòng)，音圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)里振動(dòng)，其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號(hào)），感應(yīng)電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音。
電磁感應(yīng)磁帶錄音機(jī)
磁帶錄音機(jī)主要由機(jī)內(nèi)話筒、磁帶、錄放磁頭、放大電路、揚(yáng)聲器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成，是錄音機(jī)的錄、放原理示意圖。錄音時(shí)，聲音使話筒中產(chǎn)生隨聲音而變化的感應(yīng)電流——音頻電流，音頻電流經(jīng)放大電路放大后，進(jìn)入錄音磁頭的線圈中，在磁頭的縫隙處產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場(chǎng)。磁帶緊貼著磁頭縫隙移動(dòng)，磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號(hào)。放音是錄音的逆過(guò)程，放音時(shí)，磁帶緊貼著放音磁頭的縫隙通過(guò)，磁帶上變化的磁場(chǎng)使放音磁頭線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的變化跟記錄下的磁信號(hào)相同，所以線圈中產(chǎn)生的是音頻電流，這個(gè)電流經(jīng)放大電路放大后，送到揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器把音頻電流還原成聲音。在錄音機(jī)里，錄、放兩種功能是合用一個(gè)磁頭完成的，錄音時(shí)磁頭與話筒相連；放音時(shí)磁頭與揚(yáng)聲器相連。
電磁感應(yīng)汽車(chē)車(chē)速表
汽車(chē)車(chē)速表------電磁感應(yīng)
汽車(chē)駕駛室內(nèi)的車(chē)速表是指示汽車(chē)行駛速度的儀表。它是利用電磁感應(yīng)原理，使表盤(pán)上指針的擺角與汽車(chē)的行駛速度成正比。車(chē)速表主要由驅(qū)動(dòng)軸、磁鐵、速度盤(pán)，彈簧游絲、指針軸、指針組成。其中永久磁鐵與驅(qū)動(dòng)軸相連。在表殼上裝有刻度為公里/小時(shí)的表盤(pán)。永久磁鐵的磁感線方向如圖1所示。其中一部分磁感線將通過(guò)速度盤(pán)，磁感線在速度盤(pán)上的分布是不均勻的，越接近磁極的地方磁感線數(shù)目越多。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則通過(guò)速度盤(pán)上各部分的磁感線將依次變化，順著磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的前方，磁感線的數(shù)目逐漸增加，而后方則逐漸減少。由法拉第電磁感應(yīng)原理知道，通過(guò)導(dǎo)體的磁感線數(shù)目發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。又由楞次定律知道，感應(yīng)電流也要產(chǎn)生磁場(chǎng)，其磁感線的方向是阻礙（非阻止）原來(lái)磁場(chǎng)的變化。用楞次定律判斷出，順著磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的前方，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁感線與磁鐵產(chǎn)生的磁感線方向相反，因此它們之間互相排斥；反之后方感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁感線方向與磁鐵產(chǎn)生的磁感線方向相同，因此它們之間相互吸引。由于這種吸引作用，速度盤(pán)被磁鐵帶著轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)軸及指針也隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)。為了使指針能根據(jù)不同車(chē)速停留在不同位置上，在指針軸上裝有彈簧游絲，游絲的另一端固定在鐵殼的架上。當(dāng)速度盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度時(shí)，游絲被扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生相反的力矩，當(dāng)它與永久磁鐵帶動(dòng)速度盤(pán)的力矩相等時(shí)，則速度盤(pán)停留在那個(gè)位置而處于平衡狀態(tài)。這時(shí)，指針軸上的指針便指示出相應(yīng)的車(chē)速數(shù)值。永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和汽車(chē)行駛速度成正比。當(dāng)汽車(chē)行駛速度增大時(shí)，在速度盤(pán)中感應(yīng)的電流及相應(yīng)的帶動(dòng)速度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩將按比例地增加，使指針轉(zhuǎn)過(guò)更大的角度，因此車(chē)速不同指針指出的車(chē)速值也相應(yīng)不同。當(dāng)汽車(chē)停止行駛時(shí)，磁鐵停轉(zhuǎn)，彈簧游絲使指針軸復(fù)位，從而使指針指在“0”處。
電磁感應(yīng)熔煉金屬
利用渦流加熱和熔煉金屬------電磁感應(yīng)
交流的磁場(chǎng)在金屬內(nèi)感應(yīng)的渦流能產(chǎn)生熱效應(yīng)，這種加熱方法與用燃料加熱相比有很多優(yōu)點(diǎn)，除課本所述外還有：加熱效率高，達(dá)到50～90%；加熱速度快；用不同頻率的交流可得到不同的加熱深度，這是因?yàn)闇u流在金屬內(nèi)不是均勻分布的，越靠近金屬表面層電流越強(qiáng)，頻率越高這種現(xiàn)象越顯著，稱為“趨膚效應(yīng)”。工業(yè)上把感應(yīng)加熱依頻率分為四種：工頻（50赫）；中頻（0.5～8千赫）；超音頻（20～60千赫）；高頻（60～600千赫）。工頻交流直接由配電變壓器提供；中頻交變電流由三相電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)中頻發(fā)電機(jī)或用可控硅逆變器產(chǎn)生；超音頻和高頻交流由大功率電子管振蕩器產(chǎn)生。無(wú)心式感應(yīng)熔爐的用途是熔煉鑄鐵、鋼、合金鋼和銅、鋁等有色金屬。所用交流的頻率要隨坩鍋能容納的金屬質(zhì)量多少來(lái)選擇，以取得最好的效果。例如：5千克的用20千赫，100千克的用2.5千赫，5噸的用1千赫以至50千赫。冶煉鍋內(nèi)裝入被冶煉的金屬，讓高頻交變電流通過(guò)線圈，被冶煉的金屬中就產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱使金屬熔化這種冶煉方法速度快，溫度容易控制，能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉的金屬中，適于冶煉特種合金和特種鋼。感應(yīng)加熱法也廣泛用于鋼件的熱處理，如淬火、回火、表面滲碳等，例如齒輪、軸等只需要將表面淬火提高硬度、增加耐磨性，可以把它放入通有高頻交流的空心線圈中，表面層在幾秒鐘內(nèi)就可上升到淬火需要的高溫，顏色通紅，而其內(nèi)部溫度升高很少，然后用水或其他淬火劑迅速冷卻就可以了，其他的熱處理工藝，可根據(jù)需要的加熱深度選用中頻或工頻等。
電磁感應(yīng)電動(dòng)機(jī)
直流電動(dòng)機(jī)
發(fā)電機(jī)可以“反過(guò)來(lái)”運(yùn)作，成為電動(dòng)機(jī)。例如，用法拉第碟片這例子，設(shè)一直流電流由電壓驅(qū)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)電軸臂。然后由洛倫茲力定律可知，行進(jìn)中的電荷受到磁場(chǎng)B的力，而這股力會(huì)按佛來(lái)明左手定則訂下的方向來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)碟片。在沒(méi)有不可逆效應(yīng)（如摩擦或焦耳熱）的情況下，碟片的轉(zhuǎn)動(dòng)速率必需使得dΦB/dt等于驅(qū)動(dòng)電流的電壓。
電磁感應(yīng)變壓器
變壓器
法拉第定律所預(yù)測(cè)的電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)也是變壓器的運(yùn)作原理。當(dāng)線圈中的電流轉(zhuǎn)變時(shí)，轉(zhuǎn)變中的電流生成一轉(zhuǎn)變中的磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)作用范圍中的第二條電線，會(huì)感受到磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)變，于是自身的耦合磁通量也會(huì)轉(zhuǎn)變（dΦB/dt）。因此，第二個(gè)線圈內(nèi)會(huì)有電動(dòng)勢(shì)，這電動(dòng)勢(shì)被稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或變壓器電動(dòng)勢(shì)。如果線圈的兩端是連接著一個(gè)電負(fù)載的話，電流就會(huì)流動(dòng)。
電磁感應(yīng)重要意義
編輯
語(yǔ)音
法拉第的實(shí)驗(yàn)表明，只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化就有電流產(chǎn)生。這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。法拉第根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)總結(jié)出了如下定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通變化率成正比。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用ε表示，即ε=nΔΦ/Δt這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電和磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系。法拉第電磁感應(yīng)定律的重要意義在于，一方面，依據(jù)電磁感應(yīng)的原理，人們制造出了發(fā)電機(jī)，電能的大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送成為可能；另一方面，電磁感應(yīng)現(xiàn)象在電工技術(shù)、電子技術(shù)以及電磁測(cè)量等方面都有廣泛的應(yīng)用。人類社會(huì)從此邁進(jìn)了電氣化時(shí)代。
詞條圖冊(cè)
更多圖冊(cè)
參考資料
1.
張成義編著,電磁場(chǎng)與電磁波,機(jī)械工業(yè)出版社,2017.04,第15頁(yè)
2.
陳穎聰主編,大學(xué)物理 下,北京理工大學(xué)出版社,2016.01,第287-288頁(yè)
磁電感應(yīng)傳感器：電磁感應(yīng)_1
電磁感應(yīng)資訊
勵(lì)磁發(fā)電機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)哪個(gè)效率高
永磁發(fā)電機(jī)在低速場(chǎng)合有明顯優(yōu)勢(shì)，因此勵(lì)磁發(fā)電機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)相比高效永磁發(fā)電機(jī)比功率高。發(fā)電機(jī)是根據(jù)通過(guò)外加電流產(chǎn)生發(fā)電機(jī)主磁場(chǎng)電磁感應(yīng)原理發(fā)電的，永磁發(fā)...
2021-10-09
標(biāo)簽：
發(fā)電機(jī)電磁感應(yīng)勵(lì)磁機(jī)
1090
0
電感式傳感器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用
電感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量、 振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感量L或互感量M的變化， 再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出。
2021-08-11
標(biāo)簽：
電感式傳感器電磁感應(yīng)磁阻
1099
0
汽車(chē)發(fā)電機(jī)的工作原理
汽車(chē)發(fā)電機(jī)是汽車(chē)的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)向蓄電池充電。 在普通交流發(fā)電機(jī)三相定子繞組基...
2021-08-04
標(biāo)簽：
電源電磁感應(yīng)定子繞組
1033
0
旋轉(zhuǎn)電機(jī)的工作原理
? ?旋轉(zhuǎn)電機(jī)是依靠電磁感應(yīng)原理而運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)電磁機(jī)械，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)換。發(fā)電機(jī)從機(jī)械系統(tǒng)吸收機(jī)械功率，向電系統(tǒng)輸出電功率；電動(dòng)機(jī)從電系統(tǒng)吸...
2021-08-02
標(biāo)簽：
磁場(chǎng)電磁感應(yīng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)
1053
0
發(fā)電機(jī)及其工作原理
發(fā)電機(jī)是指將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備，它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳...
2021-07-15
標(biāo)簽：
電磁感應(yīng)電磁力機(jī)械設(shè)備
1276
0
楞次定律右手定則圖解
楞次定律是判定感生電動(dòng)勢(shì)(感應(yīng)電流)方向的普遍定律。楞次定律判定的對(duì)象是閉合回路，適用于一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。右手定則判定的對(duì)象是一段直?導(dǎo)線，只適用于導(dǎo)線...
2021-07-11
標(biāo)簽：
電流電磁感應(yīng)楞次定律
2278
0
老產(chǎn)品應(yīng)用新技術(shù)，家電行業(yè)精彩創(chuàng)意頻出
人們談到紅海，說(shuō)的是市場(chǎng)瓜分結(jié)束、技術(shù)基本定型；談到藍(lán)海，說(shuō)的是行業(yè)新興，技術(shù)仍在發(fā)展。然而，最近筆者發(fā)現(xiàn)，在一些貼近消費(fèi)者的消費(fèi)類產(chǎn)品上，也許存在一絲...
2021-06-18
標(biāo)簽：
家電電磁感應(yīng)
236
0
濾波器分類介紹，它的分類有哪些
濾波器分類介紹 按所處理的信號(hào)分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。 按所通過(guò)信號(hào)的頻段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。 低通濾波器：它允許信號(hào)中的低頻...
2021-05-03
標(biāo)簽：
濾波器電磁感應(yīng)
979
0
電磁傳感器，磁電式傳感器和霍爾傳感器的工作原理
先了解一下霍爾傳感器的工作原理。霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定...
2021-05-03
標(biāo)簽：
霍爾傳感器半導(dǎo)體材料電磁感應(yīng)
1029
1
電感有哪幾種分類呢？
電感是用絕緣導(dǎo)線(例如漆包線,沙包線等)繞制而成的電磁感應(yīng)元件，電感元件是一種儲(chǔ)能元件，電感元件的原始模型為導(dǎo)線繞成圓柱線圈。當(dāng)線圈中通以電流i，在線圈...
2021-04-27
標(biāo)簽：
線圈電感電磁感應(yīng)
500
0
磁電感應(yīng)傳感器：磁電式傳感器
收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
磁電式傳感器
語(yǔ)音
編輯
鎖定
討論
上傳視頻
上傳視頻
磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入的運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電勢(shì)輸出。它直接將被測(cè)物體的機(jī)械能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，工作不需要外加電源，是一種典型的無(wú)源傳感器。由于這種傳感器輸出功率較大，因而大大地簡(jiǎn)化了配用的二次儀表電路。
[1]
磁電式傳感器有時(shí)也稱作電動(dòng)式或感應(yīng)式傳感器， 它只適合進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量。由于它有較大的輸出功率，故配用電路較簡(jiǎn)單；零位及性能穩(wěn)定；
中文名
磁電式傳感器
別 名
電動(dòng)式或感應(yīng)式傳感器
類 別
傳感器
工作頻帶
10～1000Hz
特 性
雙向轉(zhuǎn)換
原 理
電磁感應(yīng)
目錄
1
原理結(jié)構(gòu)
2
工作原理
3
測(cè)量電路
4
設(shè)計(jì)原則
5
分類
?
霍爾式
?
應(yīng)用
6
傳遞矩陣
7
磁電應(yīng)用
磁電式傳感器原理結(jié)構(gòu)
編輯
語(yǔ)音
利用其逆轉(zhuǎn)換效應(yīng)可構(gòu)成力(矩)發(fā)生器和電磁激振器等。根據(jù)這一原理，可以設(shè)計(jì)成變磁通式和恒磁通式兩種結(jié)構(gòu)型式，構(gòu)成測(cè)量線速度或角速度的磁電式傳感器。圖1所示為分別用于旋轉(zhuǎn)角速度及振動(dòng)速度測(cè)量的變磁通式結(jié)構(gòu)。變磁通式結(jié)構(gòu)(a)旋轉(zhuǎn)型（變磁））； (b)平移型（變氣隙）其中永久磁鐵1(俗稱“磁鋼”)與線圈4均固定，動(dòng)鐵心3(銜鐵)的運(yùn)動(dòng)使氣隙5和磁路磁阻變化，引起磁通變化而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，因此又稱變磁阻式結(jié)構(gòu)。
圖1 變磁式結(jié)構(gòu)
磁電式傳感器工作原理
編輯
語(yǔ)音
根據(jù)電磁感應(yīng)定律, 當(dāng)w匝線圈在恒定磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí), 設(shè)穿過(guò)線圈的磁通為Φ, 則線圈內(nèi)的感應(yīng)電勢(shì)E與磁通變化率dΦ/dt有如下關(guān)系: E=-w(dΦ/dt)
磁電式傳感器測(cè)量電路
編輯
語(yǔ)音
磁電式傳感器直接輸出感應(yīng)電勢(shì), 且傳感器通常具有較高的靈敏度, 所以一般不需要高增益放大器。但磁電式傳感器是速度傳感器, 若要獲取被測(cè)位移或加速度信號(hào), 則需要配用積分或微分電路。
磁電式傳感器設(shè)計(jì)原則
編輯
語(yǔ)音
磁電感應(yīng)式傳感器有兩個(gè)基本元件組成:一個(gè)是產(chǎn)生恒定直流磁場(chǎng)的磁路系統(tǒng)，為了減小傳 感器體積，一般采用永久磁鐵;另一個(gè)是線圈，由它與磁場(chǎng)中的磁通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)與磁通變化率或者線圈與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度成正比，因此必須使它們之間有一個(gè)相對(duì)運(yùn) 動(dòng)。作為運(yùn)動(dòng)部件，可以是線圈，也可以是永久磁鐵。所以，必須合理地選擇它們的結(jié)構(gòu)形式、 材料和結(jié)構(gòu)尺寸.以滿足傳感器的基本性能要求。對(duì)于慣性式傳感器，具體計(jì)算時(shí)，一般是先根據(jù)使用場(chǎng)合、使用對(duì)象確定結(jié)構(gòu)形式和體積大 小（即輪廓尺寸），然后根據(jù)結(jié)構(gòu)大小初步確定磁路系統(tǒng)，計(jì)算磁路以便決定磁感應(yīng)強(qiáng)度B。這樣，由技術(shù)指標(biāo)給定的靈敏度S值以及確定的B值，由S=e/v=BιN即可求得線圈的匝數(shù)N。因?yàn)?在確定磁路系統(tǒng)時(shí)，氣隙的尺寸已經(jīng)確定了，線圈的尺寸也已確定，亦即 ι已經(jīng)確定。根據(jù)這些 參數(shù)，便可初步確定線圈導(dǎo)線的直徑d。從提高靈敏度的角度來(lái)看，B值大，S值也大，因此磁路 結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)大些。只要結(jié)構(gòu)尺寸允許，磁鐵可盡量大些，并選擇B值大的永磁材料，匝數(shù)N也可 取得大些。當(dāng)然具體計(jì)算時(shí)導(dǎo)線的增加也是受其他條件制約的，各參數(shù)的選擇要統(tǒng)一考慮，盡量從優(yōu)。
磁電式傳感器分類
編輯
語(yǔ)音
一般分為兩種：（1）磁電感應(yīng)式（2）霍爾式
磁電式傳感器霍爾式
霍爾效應(yīng)置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體），當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（霍爾電勢(shì)），原因是電荷受到洛倫茲力的作用。定向運(yùn)動(dòng)的電子除受到洛侖茲力外，還受到霍爾電場(chǎng)的作用，當(dāng)fl=fE時(shí)，達(dá)到平衡，此時(shí)基本結(jié)構(gòu)
霍爾元件的基本結(jié)構(gòu)圖如圖2：
圖2
基本特性（1）額定激勵(lì)電流和最大允許激勵(lì)電流當(dāng)霍爾元件自身溫升10度時(shí)所流過(guò)的激勵(lì)電流以元件最大溫升為限制所對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流（2）輸入電阻和輸出電阻激勵(lì)電極間的電阻電壓源內(nèi)阻（3）不等位電勢(shì)和不等位電阻當(dāng)霍爾元件的激勵(lì)電流為I時(shí)，若元件所處位置磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，此時(shí)測(cè)得的空載霍爾電勢(shì)。不等位電勢(shì)就是激勵(lì)電流經(jīng)不等位電阻所產(chǎn)生的電壓。（4）寄生直流電勢(shì)（5）霍爾電勢(shì)溫度系數(shù)誤差補(bǔ)償（1）零點(diǎn)誤差：不等位電勢(shì)：①電極引出時(shí)偏斜，②半導(dǎo)體的電阻特性（等勢(shì)面傾斜）造成。③激勵(lì)電極接觸不良。寄生直流電勢(shì)：由于霍耳元件是半導(dǎo)體，外接金屬導(dǎo)線時(shí)，易引起PN節(jié)效應(yīng)，當(dāng)電流為交流電時(shí)，整個(gè)霍耳元件形成整流效應(yīng)，PN節(jié)壓降構(gòu)成寄生直流電勢(shì)，帶來(lái)輸出誤差。補(bǔ)償方法制作工藝上保證電極對(duì)稱、歐姆接觸電路補(bǔ)償
[2]
（2）霍爾元件的溫度補(bǔ)償誤差原因：溫度變化時(shí)，KH,Ri（輸入電阻）變化補(bǔ)償辦法1.對(duì)溫度引起的I進(jìn)行補(bǔ)償。采用恒流源供電。但只能減小由于輸入電阻隨溫度變化所引起的激勵(lì)電流的變化的影響。2.對(duì)KHI乘積項(xiàng)同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。采用恒流源與輸入回路并聯(lián)電阻。如圖3所示：
圖3
磁電式傳感器應(yīng)用
（1）霍爾式位移傳感器工作原理圖：如圖4所示
圖4
(2)幾種霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)：如圖5所示:
圖5
(3)霍爾計(jì)數(shù)裝置的工作示意圖及電路圖：如圖6所示：
[2]
圖6
磁電式傳感器傳遞矩陣
編輯
語(yǔ)音
一.傳遞矩陣一.機(jī)械阻抗圖(a)所示的質(zhì)量為m、彈簧剛度為k，阻尼系數(shù)為c的單自由度機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)在力F作用下產(chǎn)生的振動(dòng)速度和位移分別為v和x，由此可列出力平衡方程機(jī)械阻抗圖(b)所示的由電阻R、電感L和電容C組成的串聯(lián)電路，設(shè)電源電壓為u，回路電流為i、電荷為q。由此可列出電壓平衡方程這兩個(gè)微分方程式雖然機(jī)電內(nèi)容不同，但形式相同。因此，這兩個(gè)系統(tǒng)為一對(duì)相似系統(tǒng)。一個(gè)系統(tǒng)可以根據(jù)求解它的微分方程來(lái)討論其動(dòng)態(tài)特性，故上述兩相似系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性必然一致，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電模擬。一對(duì)相似系統(tǒng)(a)單自由度機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)；(b)RLC串聯(lián)電路在電路中存在著電阻抗，它是將電流與電壓聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)參數(shù)，可以設(shè)想，如同電路中的電阻抗一樣，假設(shè)機(jī)械系統(tǒng)存在“機(jī)械阻抗”ZM。類似于電系統(tǒng)，由第一個(gè)式子可得可見(jiàn)ZM是將機(jī)械系統(tǒng) 中某一點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)響 應(yīng)與引起這個(gè)運(yùn)動(dòng)的力聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)參數(shù)。由此可得，作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的線性機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械阻抗的定義為機(jī)械阻抗ZM(復(fù)數(shù))=激振力(復(fù)數(shù))/運(yùn)動(dòng)響應(yīng)(復(fù)數(shù))引用機(jī)械阻抗概念來(lái)分析機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，就可以用簡(jiǎn)單的代數(shù)方法求得描述動(dòng)態(tài)特性的傳遞函數(shù)，而不必求解微分方程。
磁電式傳感器磁電應(yīng)用
編輯
語(yǔ)音
測(cè)振傳感器磁電式傳感器主要用于振動(dòng)測(cè)量。其中慣性式傳感器不需要靜止的基座作為參考基準(zhǔn)，它直接安裝在振動(dòng)體上進(jìn)行測(cè)量，因而在地面振動(dòng)測(cè)量及機(jī)載振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。常用地測(cè)振傳感器有動(dòng)鐵式振動(dòng)傳感器、圈式振動(dòng)速度傳感器等。(一).測(cè)振傳感器的應(yīng)用航空發(fā)動(dòng)機(jī)、各種大型電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、機(jī)床、車(chē)輛、軌枕振動(dòng)臺(tái)、化工設(shè)備、各種水、氣管道、橋梁、高層建筑等，其振動(dòng)監(jiān)測(cè)與研究都可使用磁電式傳感器。(二).測(cè)振傳感器的工作特性振動(dòng)傳感器是典型的集中參數(shù)m、k、c二階系統(tǒng)。作為慣性(絕對(duì))式測(cè)振傳感器，要求選擇較大的質(zhì)量塊m和較小的彈簧常數(shù)k。這樣，在較高振動(dòng)頻率下，由于質(zhì)量塊大慣性而近似相對(duì)大地靜止。這時(shí)，振動(dòng)體(同傳感器殼體)相對(duì)質(zhì)量塊的位移y(輸出)就可真實(shí)地反映振動(dòng)體相對(duì)大地的振幅x(輸入)。磁電式力發(fā)生器與激振器前已指出磁電式傳感器具有雙向轉(zhuǎn)換特性，其逆向功能同樣可以利用。如果給速度傳感器的線圈輸入電量，那么其輸出量即為機(jī)械量。在慣性儀器——陀螺儀與加速度計(jì)中廣泛應(yīng)用的動(dòng)圈式或動(dòng)鐵式直流力矩器就是上述速度傳感器的逆向應(yīng)用。它在機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中是非常重要的設(shè)備，用以獲取機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)參數(shù)，如共振頻率、剛度、阻尼、振動(dòng)部件的振型等。除上述應(yīng)用外，磁電式傳感器還常用于扭矩、轉(zhuǎn)速等測(cè)量。
詞條圖冊(cè)
更多圖冊(cè)
參考資料
1.
李開(kāi)宇．傳感器原理：科學(xué)出版社，2007年
2.
陳杰．傳感器與檢測(cè)技術(shù)：高等教育出版社，2002.8：80
