劉昱辰
【摘要】電磁感應(yīng)現(xiàn)象是法拉第歷經(jīng)十年的發(fā)現(xiàn),在日常生活中十分常見。電磁爐、話筒、電視機、手機等生活用品均與人類生活息息相關(guān),對人們的生活有一定便利性,促進社會的有效發(fā)展。本文將對電磁感應(yīng)在生活中的實際應(yīng)用進行分析探討。
【關(guān)鍵詞】電磁感應(yīng) 生活 應(yīng)用
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2017)38-0166-01
電磁感應(yīng)的現(xiàn)象揭示了電與磁間的關(guān)系,為人們電能的獲取開辟了新的發(fā)展道路,對人們的生活具有重要意義,與此同時,電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)標志著技術(shù)革命的到來。就目前來看,電子技術(shù)與電磁測量均得到了廣泛應(yīng)用,從此人類邁入電氣化時代。筆者將分別從:電磁感應(yīng)現(xiàn)象研究、電磁感應(yīng)在人類生活中的實際應(yīng)用、電磁感應(yīng)未來的發(fā)展,三個方面來闡述。
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象研究
電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生與電流相關(guān),當閉合電路部分導(dǎo)體在磁場做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中會產(chǎn)生電流。電磁感應(yīng)本質(zhì)是閉合電路中磁通量變化。電磁學(xué)作為物理學(xué)重要分支,在學(xué)生初中時代拉開了序幕,自奧斯特實驗后,電與磁便不再產(chǎn)生聯(lián)系,基于這種情況下電流磁效應(yīng)的出現(xiàn)引起了許多物理學(xué)家的思考,邁克爾·法拉第便是其中一個,他于1821年發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線繞磁鐵轉(zhuǎn)動現(xiàn)象,經(jīng)多年努力后1831年最終取得了一定的成就。
法拉第在電磁感應(yīng)試驗中,將兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上,一個線圈接電流表,另一個線圈接直流電源。法拉第經(jīng)過該試驗發(fā)現(xiàn),連接直流電源的線圈電路接通或斷開時,均會產(chǎn)生瞬間電流。該試驗中,鐵環(huán)并未發(fā)揮任何效果,不論是將鐵環(huán)拿走或是投入使用,上述現(xiàn)象依然會出現(xiàn)。
為了加深對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的深入了解,物理學(xué)家法拉第隨后的時間里又做了諸多實驗,歷經(jīng)多次研究后,他于1831年11月24日的某次報告中,將該現(xiàn)象定義為“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”,與此同時對五種可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況進行了歸納:變化的磁場、變化的電流、運動的磁鐵、運動的恒定電流、磁場中運行的導(dǎo)體。法拉第得出了結(jié)論:當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,便會有電流產(chǎn)生在閉合電路中。
二、電磁感應(yīng)在人類生活中的實際應(yīng)用
(一)動圈式話筒
在舞臺表演或演講活動中,放大聲音是一種必要的舉措。為了滿足這一需求,電磁感應(yīng)現(xiàn)象起到了很好地解決效果。經(jīng)筆者研究,放大聲音裝置通常由擴音器、揚聲器、話筒三個部分組成,話筒可將聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,在放大聲音裝置中起著決定性作用。
動圈式話筒是基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的,當該裝置金屬膜片振動時,與膜片相接的音圈也會隨之振動起來,通過音圈的振動來產(chǎn)生感應(yīng)電流,在這種情況下,感應(yīng)電流的方向與大小都會發(fā)生變化,其變化頻率與振幅均受到聲波影響,當信號電流傳給揚聲器后,便會從揚聲器中發(fā)出較大聲樂,例如:麥克風(fēng),話筒得到了廣泛應(yīng)用。
(二)電磁爐
電磁爐在人們的生活中十分常見,許多人都用電磁爐加熱過食物,為人們的生活帶來一定便捷性,尤其是對人們的飲食方式起到一定影響。電磁爐的使用原理應(yīng)歸咎于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,電磁爐爐面采用的耐熱陶瓷板,通過下放線圈產(chǎn)生磁場,致使渦流的產(chǎn)生,令鍋底發(fā)熱從而達到加熱食品目的。
電磁爐灶臺臺面通常是采用耐久性強、強度高的陶瓷平板,灶臺下安裝了相應(yīng)控制系統(tǒng)。電磁爐工作原理:電壓經(jīng)整流器轉(zhuǎn)為直流電,又經(jīng)電力轉(zhuǎn)換裝置將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡?將交流電加在感應(yīng)加熱線圈上,最終產(chǎn)生高頻交變磁場。這便是電磁爐能發(fā)熱的關(guān)鍵。
(三)手機充電器
除上述內(nèi)容提到的話筒、電磁爐外,手機充電器對于人們而言更具熟悉。手機是目前與人們聯(lián)系最為緊密的產(chǎn)品,為了使手機保持有效運行,人們必須每日為手機充電。而實際上手機充電器是由必要恒流、穩(wěn)定電壓、限時限壓等電路構(gòu)成。
(四)磁帶錄音機
自手機等電子產(chǎn)品產(chǎn)生后,多種功能與一體的產(chǎn)品也逐漸出現(xiàn),磁帶錄音機對于許多人而言相對陌生。但該產(chǎn)品通常是由揚聲器、機內(nèi)話筒、磁帶、錄放磁頭、傳動機構(gòu)來組成。磁帶錄音機實際操作中,話筒會隨聲音的變化來產(chǎn)生音頻電流,經(jīng)放大后,音頻電流進入到錄音磁頭線圈中,并在磁頭縫隙處產(chǎn)生電流變化磁場。
與錄音不同,放音是其逆過程。磁帶錄音機在放音時,磁帶通過放音磁頭縫隙,磁帶磁場的變化導(dǎo)致線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生,由于感應(yīng)電流變化與磁信號變化相同,基于這種情況下,音頻電流逐漸產(chǎn)生。 總的來說,磁頭錄音機中,錄音與放音均是通過一個磁頭完成,當磁帶錄音機錄音時,話筒與磁頭相連,放音操作時,揚聲器與磁頭相連。
三、電磁感應(yīng)未來的發(fā)展
就目前來看,電磁感應(yīng)在人類日常生活、工作中均得到了廣泛運用,為人們的生活工作帶來了一定便捷性,提高了人們的生活質(zhì)量水平。在本次研究中僅僅提到了小部分,但不難發(fā)現(xiàn),電磁感應(yīng)對人類歷史發(fā)展起到一定促進作用。
如:電視、磁懸浮列車、接觸器線圈、收音機等信號收發(fā)無疑不體現(xiàn)出電磁感應(yīng)的有效應(yīng)用。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象至今已有了較長的歷史,物理學(xué)家法拉第就該現(xiàn)象做了多個實驗,最終確定了該現(xiàn)象的存在,由此可見,科學(xué)研究對社會的進步與發(fā)展作出了極大貢獻,現(xiàn)階段依然有許多科學(xué)家致力于電磁學(xué)、無線電傳輸、電磁感應(yīng)加熱等更加深入的研究。相信未來會給我們的衣食住行帶來更多改變。
綜上,筆者對電磁感應(yīng)研究現(xiàn)狀進行了分析,并對其在人類生活中的實際應(yīng)用作了有效闡述。人們在日常生活中使用的手機、錄音機、話筒、電磁爐無疑不體現(xiàn)出電磁感應(yīng)現(xiàn)象的有效應(yīng)用,對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,我國科學(xué)家依然在努力研究中,以期為人們的生活帶來更大的變化,提高人們生活水平,促進社會可持續(xù)發(fā)展。
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