《从磁悬浮列车探讨磁学》课件

从磁悬浮列车探讨磁学本课件将通过磁悬浮列车这一现代科技的代表，深入浅出地探讨磁学原理及其应用，帮助大家了解磁学在现代社会中的重要作用课程目标了解磁悬浮列车的基本原掌握磁学基本概念，包括理解电磁感应现象及其应认识磁学在现代科技发展理和结构磁场、磁感应强度等用，如发电机、电动机等中的重要作用磁悬浮列车原理磁悬浮磁悬浮轨道12利用电磁力使列车悬浮在轨通常由超导磁体构成，产生道上，减少摩擦阻力，提高强磁场，与列车上的磁体相速度和效率互作用，形成悬浮力磁悬浮列车3配备强力电动机，利用磁场变化产生的力，推动列车前进常见磁学概念磁场磁感应强度由磁体或电流产生的空间区域用来描述磁场强弱的物理量，，具有磁力的作用单位为特斯拉T磁力线磁通量用来描述磁场方向的曲线，从穿过某一面积的磁力线条数，磁体的N极出发，指向S极单位为韦伯Wb静磁场与磁感应强度静磁场磁感应强度由永磁体产生的磁场，磁场强度不反映磁场强弱程度，单位为特斯拉随时间变化T磁力线用来描述磁场方向的曲线，从N极出发，指向S极电磁感应的基本规律法拉第电磁感应定律1当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会产生感应电动势楞次定律2感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化自感现象3闭合电路中电流发生变化时，自身会产生自感电动势，阻碍电流的变化互感现象4两个闭合电路相互靠近时，一个电路的电流变化会引起另一个电路的感应电动势电磁感应在磁悬浮列车中的应用悬浮系统1利用电磁感应产生的磁力，使列车悬浮在轨道上推进系统2利用电磁感应产生的力，推动列车前进制动系统3利用电磁感应产生的力，减速或停止列车磁场对电流的作用力安培定则左手定则磁场对电流的作用力与电流大小、磁场强度和电流方向有用来判断磁场对电流的作用力方向，左手手指指向电流方关向，磁力线方向穿过掌心，拇指方向即为力的方向电动势产生的原因磁通量变化1当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，就会产生电动势感应电流2电动势促使电路中产生电流，称为感应电流能量转换3磁场能量转化为电能，形成感应电动势法拉第电磁感应定律EΦ感应电动势磁通量E=-dΦ/dt，Φ为磁通量，t为时间Φ=B·S，B为磁感应强度，S为面积楞次定律感应电流方向判断感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化使用楞次定律判断感应电流的方向，可以利用右手定则自感现象自感电动势自感系数当电路中的电流发生变化时，自身会产生自感电动势，阻碍自感电动势的大小与电流变化率和自感系数成正比电流的变化互感现象互感电动势1当一个电路中的电流发生变化时，会引起另一个电路的感应电动势互感系数2互感电动势的大小与电流变化率和互感系数成正比应用3变压器、传感器等设备利用互感现象工作感应电流的方向右手定则楞次定律右手定则可以用来判断感应感应电流的方向总是阻碍引电流的方向起感应电流的磁通量变化感应电流的大小法拉第定律E=-dΦ/dt，E为感应电动势，Φ为磁通量，t为时间欧姆定律I=E/R，I为感应电流，R为电路电阻交流电与直流电交流电直流电电流方向和大小随时间周期性变化，如家庭用电电流方向保持不变，如电池提供的电流交流电发电原理线圈旋转磁场变化线圈在磁场中旋转，切割磁力线，线圈切割磁力线产生的感应电动势产生感应电动势随时间变化，形成交流电交流电输出发电机输出的感应电动势为交流电，频率取决于线圈转速变压器原理互感现象1变压器利用两个线圈间的互感现象工作电压变化2通过改变线圈的匝数比，可以改变电压能量守恒3变压器不能产生能量，只是改变电压，功率保持不变电磁感应发电机原理磁场切割1导体线圈在磁场中旋转切割磁力线，产生感应电动势电动势变化2感应电动势的大小和方向随时间变化，形成交流电能量转换3机械能转化为电能，产生电能输出同步发电机工作原理12磁场旋转感应电动势由励磁绕组产生的磁场旋转，切割定子绕组中产生感应电动势，形成定子绕组交流电输出3转速同步发电机转速与磁场旋转速度相同，因此称为同步发电机直流电动机工作原理磁场作用转动方向电流通过线圈，在磁场中受到力的作用，产生旋转力矩利用左手定则判断电流方向和磁场方向，确定力的方向交流异步电动机工作原理旋转磁场交流电通过定子绕组，产生旋转磁场感应电流旋转磁场切割转子绕组，产生感应电流转动方向感应电流在旋转磁场作用下，产生转矩，使转子旋转涡流损耗涡流产生能量损耗减小方法当导体在变化的磁场中运动时，会在涡流会产生热量，造成能量损耗，降使用铁芯、叠层结构等方法可以减小导体内部产生闭合的感应电流，称为低设备效率涡流损耗涡流磁滞损耗磁滞现象1铁磁材料的磁化过程不可逆，磁化强度与磁场强度之间存在滞后现象，称为磁滞现象磁滞损耗2由于磁滞现象，磁化过程中会消耗能量，称为磁滞损耗减小方法3使用低损耗材料、合理设计磁路等方法可以减小磁滞损耗电磁感应在日常生活中的应用发电机电动机发电站利用电磁感应发电机产各种电器设备中使用电动机，生电能，为社会提供电力实现机械运动，如洗衣机、冰箱等变压器传感器变压器用于改变电压，在电力电磁感应传感器应用于各种领传输和家用电器中发挥重要作域，如汽车、工业控制等用电磁感应对社会发展的重要性科技进步生活便利12电磁感应是现代科技的重要电磁感应技术提高了人们的基础，推动了电力系统、通生活水平，带来了各种便利信、电子等领域的发展，如电力、交通、通信等未来发展3电磁感应技术不断创新发展，将在未来科技中扮演更重要的角色结论与思考磁学是现代科技发展的重要基础，电磁感应现象是磁学研究磁悬浮列车是电磁感应技术应用的典范，它代表了现代科技中的重要内容的发展方向问答环节对本课件内容有任何疑问，请随时提出。