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电磁阻尼

电磁阻尼

词条创建时间:2021-08-06浏览次数:2820

电磁阻尼指的是当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力, 利用安培力阻碍导体与磁场间的相对运动就是电磁阻尼

电磁阻尼简介

在磁场中转动的线圈,会产生感应电动势。若线圈的外电路闭合,则在线圈中会产生感应电流。磁场对感应电流将产生安培力,形成与原来转动方向相反的力偶矩,对线圈的转动起阻尼作用。

电磁阻尼原理

当闭合导体与磁极发生相对运动时,两者之间会产生电磁阻力,阻碍相对运动。这一现象可以用楞次定律解释:闭合导体与磁极发生切割磁感线的运动时,由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化,闭合导体会产生感应电流,或者叫动生电流。这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。其阻力大小正比于磁体的磁感应强度、相对运动速度等物理量。

电磁阻尼验证方法

验证方法一

目的:演示灵敏电流计的短路保护。

器材:灵敏电流计,导线等。

(1)将灵敏电流计摇动后,使指针有较大的摆动幅度。停止摇动后,可观察指一针要摆动多次,经一定时间才能停止下来。

(2)再次摇动灵敏电流计,使其有较大的摆幅。立即在两个接线柱上接上一根导线(短路线),可发现指针摆幅迅速减小,比不连短路线时摆动的时间短得多。这是由于与指针相连的线圈在磁场中摆动时产生了感应电流,线圈受到安培力形成的阻力矩的作用,使指针摆幅迅速衰减。这样能起到阻尼保护的作用。 

(3)再摇动已连上短路线的灵敏电流计,可见指针摆动幅度很小,且迅速停下。理由同操作。

验证方法二

目的:演示电动机的短路制动方法。

器材:玩具电机,单刀双位开关,干电池,导线等。

(1)将玩具电动机、两节干电池、单刀双位开关用导线连接如图。

(2)将单刀双位开关扳到a,电动机即高速转动。切断电源,可见电动机断电后,仍能较长时间保持转动。记下从切断电源到完全停转的时间。 

(3)再次将开关扳到a,电动机高速转动后,即将单刀双位开关扳到b。发现电动机会迅速停止转动。与操作(2)形成明显对比。这是因为已经高速转动的电动机转子,在切断供电后,仍在磁场中高速转动,转子中会产生感应电动势。若这时将外电路闭合(如开关打到b),在电路中会产生感应电流,这时相当于一个发电机。具有感应电流的转子线圈,受到安培力力偶矩的制动作用,会使转动迅速停止下来。故这时电动机外部的短路线起到了对转子的电磁阻尼作用。


电磁阻尼应用

电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合,例如电度表、电磁制动机械,甚至磁悬浮列车等。