感應電流方向影響的因素

　　在電磁感應現(xiàn)象中，感應電流的方向跟導體切割磁感線運動的方向和磁感線方向有關(guān)，若改變導體運動方向與原運動方向相反，或?qū)⒋鸥芯€方向改為與原方向相反，則感應電流方向?qū)⑴c原方向相反；若導體運動方向和磁感線方向都變?yōu)楹驮瓉硐喾?，則感應電流的方向不變

　　電磁感應現(xiàn)象的應用

　　1、動圈式話筒

　　在劇場里，為了使觀眾能聽清演員的聲音，常常需要把聲音放大，放大聲音的裝置主要包括話筒，擴音器和揚聲器三部分。話筒是把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡?a target="_blank">信號的裝置。圖2是動圈式話筒構(gòu)造原理圖，它是利用電磁感應現(xiàn)象制成的，當聲波使金屬膜片振動時，連接在膜片上的線圈（叫做音圈）隨著一起振動，音圈在永久磁鐵的磁場里振動，其中就產(chǎn)生感應電流（電信號），感應電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個信號電流經(jīng)擴音器放大后傳給揚聲器，從揚聲器中就發(fā)出放大的聲音。

　　2、磁帶錄音機

　　磁帶錄音機主要由機內(nèi)話筒、磁帶、錄放磁頭、放大電路、揚聲器、傳動機構(gòu)等部分組成，是錄音機的錄、放原理示意圖。錄音時，聲音使話筒中產(chǎn)生隨聲音而變化的感應電流——音頻電流，音頻電流經(jīng)放大電路放大后，進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。磁帶緊貼著磁頭縫隙移動，磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號。

　　放音是錄音的逆過程，放音時，磁帶緊貼著放音磁頭的縫隙通過，磁帶上變化的磁場使放音磁頭線圈中產(chǎn)生感應電流，感應電流的變化跟記錄下的磁信號相同，所以線圈中產(chǎn)生的是音頻電流，這個電流經(jīng)放大電路放大后，送到揚聲器，揚聲器把音頻電流還原成聲音。

　　在錄音機里，錄、放兩種功能是合用一個磁頭完成的，錄音時磁頭與話筒相連；放音時磁頭與揚聲器相連。

　　3、汽車車速表

　　汽車駕駛室內(nèi)的車速表是指示汽車行駛速度的儀表。它是利用電磁感應原理，使表盤上指針的擺角與汽車的行駛速度成正比。車速表主要由驅(qū)動軸、磁鐵、速度盤，彈簧游絲、指針軸、指針組成。其中永久磁鐵與驅(qū)動軸相連。在表殼上裝有刻度為公里/小時的表盤。

　　永久磁鐵的磁感線方向其中一部分磁感線將通過速度盤，磁感線在速度盤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。當驅(qū)動軸帶動永久磁鐵轉(zhuǎn)動時，則通過速度盤上各部分的磁感線將依次變化，順著磁鐵轉(zhuǎn)動的前方，磁感線的數(shù)目逐漸增加，而后方則逐漸減少。由法拉第電磁感應原理知道，通過導體的磁感線數(shù)目發(fā)生變化時，在導體內(nèi)部會產(chǎn)生感應電流。又由楞次定律知道，感應電流也要產(chǎn)生磁場，其磁感線的方向是阻礙（非阻止）原來磁場的變化。用楞次定律判斷出，順著磁鐵轉(zhuǎn)動的前方，感應電流產(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，速度盤被磁鐵帶著轉(zhuǎn)動，同時軸及指針也隨之一起轉(zhuǎn)動。

　　為了使指針能根據(jù)不同車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。當速度盤轉(zhuǎn)過一定角度時，游絲被扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生相反的力矩，當它與永久磁鐵帶動速度盤的力矩相等時，則速度盤停留在那個位置而處于平衡狀態(tài)。這時，指針軸上的指針便指示出相應的車速數(shù)值。

　　永久磁鐵轉(zhuǎn)動的速度和汽車行駛速度成正比。當汽車行駛速度增大時，在速度盤中感應的電流及相應的帶動速度盤轉(zhuǎn)動的力矩將按比例地增加，使指針轉(zhuǎn)過更大的角度，因此車速不同指針指出的車速值也相應不同。當汽車停止行駛時，磁鐵停轉(zhuǎn)，彈簧游絲使指針軸復位，從而使指針指在“0”處。

　　4、熔煉金屬

　　交流的磁場在金屬內(nèi)感應的渦流能產(chǎn)生熱效應，這種加熱方法與用燃料加熱相比有很多優(yōu)點，除課本所述外還有：加熱效率高，達到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，這是因為渦流在金屬內(nèi)不是均勻分布的，越靠近金屬表面層電流越強，頻率越高這種現(xiàn)象越顯著，稱為“趨膚效應”。工業(yè)上把感應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機帶動中頻發(fā)電機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。

　　無心式感應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線圈，被冶煉的金屬中就產(chǎn)生很強的渦流，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。

　　5、電動機

　　發(fā)電機可以“反過來”運作，成為電動機。例如，用法拉第碟片這例子，設(shè)一直流電流由電壓驅(qū)動，通過導電軸臂。然后由洛倫茲力定律可知，行進中的電荷受到磁場B的力，而這股力會按佛來明左手定則訂下的方向來轉(zhuǎn)動碟片。在沒有不可逆效應（如摩擦或焦耳熱）的情況下，碟片的轉(zhuǎn)動速率必需使得dΦB/dt等于驅(qū)動電流的電壓。

　　6、變壓器

　　法拉第定律所預測的電動勢，同時也是變壓器的運作原理。當線圈中的電流轉(zhuǎn)變時，轉(zhuǎn)變中的電流生成一轉(zhuǎn)變中的磁場。在磁場作用范圍中的第二條電線，會感受到磁場的轉(zhuǎn)變，于是自身的耦合磁通量也會轉(zhuǎn)變（dΦB/dt）。因此，第二個線圈內(nèi)會有電動勢，這電動勢被稱為感應電動勢或變壓器電動勢。如果線圈的兩端是連接著一個電負載的話，電流就會流動。