电磁感应现象在生活中的应用

2018-03-20付仕达

数字通信世界 2018年1期

付仕达

（渤海大学附属高级中学，锦州 121000）

电磁感应现象的发现，使人们认识到了电和磁之间存在的联系，为人们更好的利用电能提供了新的途径，促进了人类社会的进一步发展，电磁感应技术的规模化应用，也标志着人类发展进入新的历史阶段。

1 法拉第与电磁感应

法拉第在一次偶然的试验中发现了磁针被一种神秘力量所吸引，通过多次试验后，法拉第将这一神秘力量的来源归结为电。在试验中，在一个固定的铁环上放置两个导电线圈，一个线圈连接直流电源，另一个线圈则连接电流表，在正常通电的情况下，电流表指针为发生偏转，此时断开直流电源，电流表指针则发生明显的偏转，由此可以断定，在两个线圈之间，存在着某种介质，实现了能量的传递，这种能量最终以电能的方式所体现出来。

通过大量的试验，法拉第解密了电磁感应现象的存在，并对影响电磁感应效果的因素进行了明确，它们分别是：磁场强度的变化、电流的变化、磁场位置的移动，并且，法拉第电磁感应现象进行了总结：当闭合电路内的磁通量发生变化时，闭合电路中必然产生抑制磁通量变化的电流。

2 电磁感应现象在人们生活中的应用举例

在我们的生活中，电磁感应现象的应用几乎无处不在，小至一个话筒，大到磁悬浮列车，都无一例外的用到了电磁感应技术。

2.1 动圈式话筒

在电子科学技术不断发展的过程中，各种类型的话筒逐渐被研究出来，其中，动圈话筒作为较早出现的一种声音传导设备，其中就用到了电磁感应技术。

动圈式话筒中的金属膜片在振动的过程中，会带动与之相连的音圈进行同步运动，由于内部存在恒定磁场，在音圈振动的过程中会切割磁力线，因此产生的感应电流会随着音圈振动频率和幅度的变化而变化。产生的电流经过多级信号处理之后，从扬声器中被放大出来，并且，由于音圈的驱动能力限制，对外界声音干扰的灵敏度较低，广泛适用于舞台表演、演讲活动中。

2.2 电磁炉

作为一种常见的家用电器，电磁炉的使用使人们告别了明火，使用电磁炉做饭、烧水已经不仅能量利用率较高，且安全系数较高。

在电磁炉的使用说明书中我们可以看到，电磁炉只能够导电介质进行加热，这是由于电磁炉的原理是利用了电磁感应现象。电磁炉利用交流电通过耐热陶瓷板下的线圈所产生的强大高频交变磁场，在上方放置的厨具中形成快速变化的磁通量，此时，在厨具中将形成看不到的电流，由于厨具自身电阻较高，根据Q=I2R公式，厨具自然也就能够发热。

在使用电磁炉的过程中，细心的人可以感觉到自己所佩戴的导电手环会存在发热的情况，这就是电磁感应现象。因此，在使用电磁炉的过程中，应注意周边使用环境的安全性，避免电磁感应现象所造成的潜在危害。

2.3 手机无线充电技术

目前，手机厂商将手机无线充电技术作为一种噱头大肆宣传，对于高中生来说，无线充电技术就是利用了电磁感应现象，这一技术的关键在于对磁场源和感应端的合理化设计。

手机无线充电包括充电底座、手机两个部分，充电底座在接入220V/50Hz的市电时，通过整流电路将其转化为直流电，再经过电力转换装置将直流电转化为满足要求的交流电，并形成稳定变化的磁场。当手机放置在充电底座上时，手机中的磁力感应线圈将对变化的磁场进行相应，根据感应线圈内磁通量的变化情况，形成稳定的电流，进而为手机充电。

手机无线充电技术对电流控制技术的要求较高，电流转换与频率控制，将在一定程度上影响无线充电效果和充电安全。

2.4 磁悬浮列车

作为人类电磁感应的最大化应用案例，磁悬浮列车将电磁感应现象用到了极致，我国磁悬浮列车目前仅有两条，一条在上海，另一条在长沙。相比较高铁建设来说，磁悬浮列车不仅造价高，技术难度也是影响磁悬浮列车大规模建造的主要原因之，其中就包括电磁感应技术。

简单来说，磁悬浮利用了磁性同极相吸、异极相斥的原理，在未通电的情况下，磁悬浮列车借助导轮，静止在轨道上，通电之后，强大的电流将磁悬浮列车底部和轨道进行了磁化，并且，二者磁化方向完全相反，由此导致磁悬浮列车被强大的磁力推高，离开轨道。此外，磁悬浮列车的前进动力也全部来自于电磁感应现象，在磁悬浮列车头部交流电形成的电磁体N受前方轨道上交流电形成的电磁体S的吸引，同时磁悬浮列车尾部交流电形成的电磁提N受后方轨道上交流电形成的电磁体N的排斥，使磁悬浮离车能够具备前进的动力，在磁悬浮列车前进的过程中，轨道前段的S极将变为N极，以实现对磁悬浮列车的持久对动力。