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热力学第一定律 电磁感应定律( 三 )


金属冶炼
交流磁场在金属中感应产生的涡流可以产生热效应 。与燃料加热相比，这种加热方式有很多优点，包括:加热效率高，可达50 ~ 90%；加热速度快；用不同频率的交流电可以得到不同的加热深度，因为涡流在金属中分布不均匀，越靠近金属表层电流越强，频率越高 。
利用涡流加热熔化金属-电磁感应
利用涡流加热熔化金属-电磁感应
显著，称之为“趋肤效应” 。在工业上，感应加热按频率分为四种:工频(50hz)；中频(0.5 ~ 8 kHz)；超级音频(20 ~ 60 kHz)；高频(60 ~ 600 kHz) 。工频交流电由配电变压器直接提供；交流电由三相电机驱动中频发电机或晶闸管逆变器产生；超音频和高频交流电由大功率电子管振荡器产生 。
无心感应熔炼炉的用途是熔化铸铁、钢、合金钢和铜、铝等有色金属 。交流电的频率应根据坩埚所能容纳的金属量来选择，以达到最佳效果 。比如:5公斤20千赫，100公斤2.5千赫，5吨1千赫甚至50千赫 。
熔炼锅内装有待熔炼的金属，高频交流电通过线圈，使被熔炼的金属内产生强烈的涡流，从而产生大量热量熔化金属 。这种熔炼方法速度快，容易控制温度，并能防止有害杂质混入熔炼的金属中 。适用于冶炼特殊合金和特殊钢 。
感应加热还广泛应用于钢件的热处理，如淬火、回火、表面渗碳等 。例如齿轮、轴等 。只需要对表面进行淬火，提高硬度和耐磨性 。你可以把它放入一个空磁心线圈，用高频交流电，表层几秒钟就可以升到淬火所需的高温，颜色为红色，而内部温度增加很少 。然后，你可以用水或其他淬火剂快速冷却 。
电动机
发电机可以“反向”运转，成为电动机 。例如，在法拉第盘的例子中，直流电由电压驱动并通过导电的轴臂 。然后根据洛伦兹力定律，运动的电荷受到磁场B的力，这个力会按照弗莱明左手定则设定的方向旋转圆盘 。在没有不可逆效应(例如摩擦或焦耳热)的情况下，盘的旋转速度必须使得dB/dt等于驱动电流的电压 。
变压器
法拉第定律预测的电动势也是变压器的运行原理 。当线圈中的电流变化时，变化的电流产生变化的磁场 。磁场范围内的第二根导线会感受到磁场的变化，所以它的耦合磁通也会发生变化(dB/dt) 。所以第二个线圈会有电动势，称为感应电动势或变压器电动势 。如果线圈的两端与电负载相连，电流就会流动 。
重要意义
法拉第的实验表明，只要通过闭合电路的磁通量发生变化，就会产生电流 。这种现象称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流 。
法拉第根据大量的实验事实总结出以下规律:一个电路中感应电动势的大小与通过这个电路的磁通量的变化率成正比 。
感应电动势表示为=n/t，这是法拉第电磁感应定律 。
电磁感应是电磁学最重要的发现之一，它揭示了电和磁现象之间的关系 。法拉第电磁感应定律的意义在于，一方面，根据电磁感应原理，人们制造了发电机，电能的大规模生产和远距离传输成为可能；另一方面，电磁感应广泛应用于电气技术、电子技术和电磁测量中 。从此，人类社会步入了电气化时代 。
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【热力学第一定律 电磁感应定律】


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