涡流和磁屏蔽
电磁屏蔽
电磁屏蔽电磁屏蔽electromagnetic shielding防止或者减少电磁波侵入空间某些部位的措施。
通常的办法是用金属网或者金属壳将产生电磁波的区域与需防止侵入的区域隔开。
例如某些仪器或仪表常安装在金属箱中，又如高电压实验室的墙壁内及室顶中常埋设有金属的屏蔽网，以防止或减少它所受到的干扰及它对其余区域的干扰。
常选择有较高的电导率和磁导率的导体作为屏蔽物的材料。
因为高导电性材料在电磁波的作用下将产生较大的感应电流。
这些电流按照楞次定律将削弱电磁波的透入。
采用的金属网孔愈密,直到采用整体的金属壳,屏蔽的效果愈好，但所费材料愈多。
高导磁性的材料可以引导磁力线较多地通过这些材料，而减少被屏蔽区域中的磁力线。
屏蔽物通常是接地的，以免积累电荷的影响。
电磁波向大块金属透入时将不断衰减，直到衰减为零。
衰减的程度随着材料的电导率、磁导率及电磁波频率的增加而加大。
屏蔽的要求较高时往往采用多层屏蔽。
例如有时采用铸铁、坡莫合金、电解铜3种材料制成多层屏蔽，以满足导电、导磁等要求。
但是实现完全的屏蔽是很难办到的，因为被屏蔽的区域与其余区域之间往往仍需要有电路的连接，引线与引线、引线与外壳之间总存在着绝缘间隙，仍然为电磁波提供通道。
即使对于完全封闭的金属壳，在频率极低的外部电磁场作用下，理论上内部的磁通密度并不为零。
电磁场在导电介质中传播时，其场量[1]（E和H）的振幅随距离的增加而按指数规律衰减。
从能量的观点看，电磁波在导电介质中传播时有能量损耗，因此，表现为场量振幅的减小。
导体表面的场量最大，愈深入导体内部，场量愈小。
这种现象也称为趋肤效应。
利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置。
它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义。
电磁屏蔽是抑制干扰，增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段。
合理地使用电磁屏蔽，可以抑制外来高频电磁波的干扰，也可以避免作为干扰源去影响其他设备。
如在收音机中，用空芯铝壳罩在线圈外面，使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音。
集肤效应、涡流、邻近效应及电磁屏蔽
05
电磁屏蔽
定义与原理
电磁屏蔽定义
电磁屏蔽是指通过特定的材料或结构 ，将电磁波限定在某一区域内，防止 其向外传播或干扰其他设备的技术。
屏蔽原理
电磁屏蔽主要利用屏蔽材料对电磁波 的反射、吸收和引导作用，使电磁波 在屏蔽材料内部产生衰减，从而达到 屏蔽的效果。
屏蔽材料与技术
屏蔽材料
常用的电磁屏蔽材料包括金属、导电高分子、碳材料等。金属具有良好的导电性和反射性能，是电磁 屏蔽的首选材料；导电高分子和碳材料则具有轻质、易加工等优点，适用于特定场合。
对电磁波的屏蔽作用。这种方法被广泛应用于电子设备中的电磁屏蔽设
计。
03
涡流检测
集肤效应还可以应用于涡流检测中。当交变磁场作用于导体时，会在导
体内部产生涡流。通过测量涡流引起的磁场变化，可以实现对导体缺陷、
裂纹等缺陷的检测。
03
涡流
定义与原理
涡流定义
当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个导体中会产生感应 电流，这种感应电流像水的旋涡一样，被称为涡流。
影响因素
导体间距
导体之间的距离越近，邻近效应越明显。当两个 导体紧密接触时，邻近效应将达到最大值。
电流大小
导体中的电流越大，产生的磁场越强，从而邻近 效应也越明显。
导体形状和尺寸
导体的形状和尺寸会影响其内部和外部磁场的分 布，从而影响邻近效应的大小。
应用场景
电力传输
在电力传输系统中，邻近效应可能导致电线之间的能量损失和干扰。为了减小这种影响， 可以采取增加电线间距、使用绞线等措施。
蔽效果，如电磁屏蔽室、电磁屏蔽材料等。
04
邻近效应
定义与原理
定义
邻近效应是指当两个导体彼此接近时，一个导体中的电流会 在另一个导体中产生感应电流，从而导致两个导体之间存在 相互作用的现象。
高二涡流、电磁阻尼
知识梳理涡流电磁阻尼和电磁驱动1、涡流①涡流的产生机理：处在磁场中的导体，只要磁场变化就会引起导体中的磁通量的变化，导体中就有感应电动势，这一电动势在导体内部构成回路，导体内就有感应电流，因为这种电流像水中的旋涡，所以称为涡流。
在大块的金属内部，由于金属块的电阻很小，所以涡电流很大，能够产生很大的热量。
严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡电流的大小有区别，以至一些微弱的涡电流就被我们忽视了。
②涡流的利用：利用高频真空冶炼炉冶炼高纯度的金属；用探测器探测地雷、探测地下电缆也是利用涡流的工作原理；利用涡电流可以治疗疾病；利用涡流探伤技术可以检测导电物体上的表面和近表面缺陷、涂镀层厚度和热处理质量（如淬火透入深度、硬化层厚度、硬度等）；还有上海的磁悬浮列车是利用涡电流减速的……③涡流的防止：防止涡流的主要途径是增大在变化的磁场中使用的金属导体的电阻：一是选用电阻率大的材料，二是把导体制作成薄片，薄片与薄片之间用绝缘材料相隔，这样增大电阻减小因涡电流损失的能量。
2、电磁阻尼导体与磁场相对运动时，感应电流受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，利用安培力阻碍导体与磁场间的相对运动就是电磁阻尼，磁电式仪表的指针能够很快停下，就是利用了电磁阻尼。
上面提到的“磁悬浮列车利用涡电流减速”其实也是一种电磁阻尼。
3、电磁驱动导体与磁场相对运动时，感应电流受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，应该知道安培力阻碍磁场与导体的相对运动的方式是多种多样的。
当磁场以某种方式运动时（例如磁场转动），导体中的安培力为阻碍导体与磁场间的相对运动使导体跟着磁场动起来（跟着转动），这就是电磁驱动。
其实不管是“电磁阻尼”还是“电磁驱动”，都是利用了楞次定律中的“阻碍”两个字。
［范例精析］例1已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度。
高中物理第4章电磁感应7涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
7 涡流、电磁阻尼和电磁 驱动
学习目标
1.知道涡流的产生原因及 涡流的防止和应用. 2.知道电磁阻尼和电磁驱 动的原理和应用.
重点难点 重点 涡流的产生原
因和涡流的应 用. 难点 对涡流产生原 因的理解.
知识点一 涡流 提炼知识
由于电磁感应在导体中产生的像水中漩 定义
涡样的感应电流 若金属的电阻率小，涡流往往很强，产生 特点 的热量很多 (1)涡流热效应的应用：如真空冶炼炉 应用 (2)涡流磁效应的应用：如探雷器、安检门
电动机、变压器等设备中应防止铁芯中 涡流过大而导致浪费能量，损坏电器 防止 (1)途径一：增大铁芯材料的电阻率 (2)途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的 铁芯代替整个硅钢铁芯
判断正误
(1)涡流不是感应电流，而是有别于感应电流的特殊 电流．(×)
(2)涡流是一种感应电流，都是因为穿过导体的磁通 量变化而产生的．(√)
则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电 能，最终转化为内能．
【典例 1】 (多选)高频焊接原理示意图如图所示．线 圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产 生感应电流，感应电流通过焊缝时产生大量热量，将金 属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很 少．下列说法正确的是( )
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快 B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快 C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的 电阻小 D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的 电阻大
的磁通量发生变化，待冶炼金属内不会产生涡流，选项 A
正确，选项 B 错误；
当感应炉内装入待冶炼的金属时，会在待冶炼的金属 中直接产生涡流来加热金属，从而使金属熔化，高频感应 炉不是利用线圈中电流产生的焦耳热，也不是利用线圈中 电流产生的磁场加热，选项 C 错误，选项 D 正确．
电力变压器磁屏蔽模型涡流场和损耗的计算与测量
线 圈测量装置） ，并用 ＭａＮ ｔ ｇ ｅ 软件进行 了数值计算。基 准模 型的计算和测量 结果相吻合 ，验证 了计算 方
法和软件的有效性。 关 键 词 ：涡 流 ；磁 屏 蔽 ；磁 滞 损 耗 ；各 向 异 性 ；硅 钢 迭 片 ；杂散 损 耗 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ Ｍ ０ Ｍ９ ；Ｔ ４ １ 文 献标 识 码 ：Ａ
密 的单 元 构 成 ，而 两 表 层 中 间 部 分 的 单 元 较 粗 。
对 于 时 间 微 分 项 的 处 理 采 用 准 非 线 性 法 。
２ ２ 硅钢 叠片 材料 的磁各 向异 性处理 ．
在 磁 屏 蔽 模 型 中 ，硅 钢 片 的 厚 度 仅 为 ０ ３ ． ｍ ｍ，在 大 尺 寸 三 维 涡 流 场有 限 元 分 析 中非 常薄 的 有 限元 网 格 分 层 给 计 算 带 来 很 大 的 困 难 。 同 时 ， 单 张硅 钢 片 的 特 性 与 整 体 硅 钢 叠 片屏 蔽 的 特 性 是
钢 叠 片 表 层 考 虑 各 向 异 性 ，但 其 内 部 设 电 导 率
为零
［ ］＝ ｃ
［］的 ４ 。叠 表 片层 组
． 为 电 流 矢 量 位 ， ２ ３ 杂 散损耗 计算 磁 屏 蔽 构 件包 括 硅 钢 ： 叠片 和 导 磁 钢 板 ，硅 钢
常涡 流 损 耗 ３个 分 量 。普 通 钢 板 中 的损 耗 可 以考 虑 涡 流 损 耗 和 磁 滞 损 耗 两 个部 分 。 导 磁 钢 板 中 的涡 流 损 耗 Ｐ 计 算 公 式 为
（ ） 选 择 合 适 的金 属 部 件 结 构 和 尺 寸 ； （ ） 选 择 实 验 研 究 室 测 量 并 提 供 ，见 文 献 ［ ］ １ ２ ２ 。磁 屏 蔽 是 合 适 的 结 构部 件 材 料 ； （ ） 采 用 电磁 屏 蔽 或 磁 屏 ３
磁场的屏蔽问题.
磁场的屏蔽问题，是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题。
根据条件的不同，电磁场的屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况，这三种情况既具有质的区别，又具有内在的联系，不能混淆。
静电屏蔽在静电平衡状态下，不论是空心导体还是实心导体；不论导体本身带电多少，或者导体是否处于外电场中，必定为等势体，其内部场强为零，这是静电屏蔽的理论基础。
因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义，我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论。
（一）封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响。
如壳内无带电体而壳外有电荷q，则静电感应使壳外壁带电（如图1）。
静电平衡时壳内无电场。
这不是说壳外电荷不在壳内产生电场，根发电场。
由于壳外壁感应出异号电荷，它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零。
因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响。
壳外壁的感应电荷起了自动调节作用。
如果把上述空腔导体外壳接地（图2），则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下。
静电平衡后空腔导体与大地等势，空腔内场强仍然为零。
如果空腔内有电荷，则空腔导体仍与地等势，导体内无电场。
这时因空腔内壁有异号感应电荷，因此空腔内有电场（图3）。
此电场由壳内电荷产生，壳外电荷对壳内电场仍无影响。
由以上讨论可知，封闭导体壳不论接地与否，内部电场不受壳外电荷影响。
（二）接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响。
如果壳内空腔有电荷q，因为静电感应，壳内壁带有等量异号电荷，壳外壁带有等量同号电荷，壳外空间有电场存在（图4），此电场可以说是由壳内电荷q间接产生。
也可以说是由壳外感应电荷直接产生的但如果将外壳接地，则壳外电荷将消失，壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零（图5）。
可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响，必须将外壳接地。
这与第一种情况不同。
这里还须注意：①我们说接地将消除壳外电荷，但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电。
假如壳外有带电体，则壳外壁仍可能带电，而不论壳内是否有电荷（图6）。
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工具
第四章 电磁感应
一、涡流
1．概念：用整块金属材料作铁芯绕制的线圈，当线圈中通 有变化的电流时．变化的电流会产生变化的 磁场 ， 变 化
的 磁场 穿过 铁芯 ． 整 个 铁 芯 会 自 成 回 路 ． 产 生
感应电流 ．这种电流看起来像水的旋涡，把这种电流叫做
涡电流，简称涡流．
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上 图乙．假定仪表工作时指针向右转动，铝框中的感应电流沿什 么方向？由于铝框转动时其中有感应电流，铝框要受到安培 力．安培力是沿什么方向的？安培力对铝框的转动产生什么影 响？使用铝框做线圈骨架有什么好处？
乙 为什么用铝 框做线圈骨架？
【点拨】 仪表工作时指针向右转动，铝框中的感应电流 方向(从上往下看)沿铝框逆时针方向，铝框左边受向下的安培力， 而右边受向上的安培力，安培力阻碍线圈的转动．使用铝框做 线圈骨架的目的是利用感应电流来起到电磁阻尼作用，使线圈 偏转后尽快停下来．
练习、如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘 和磁铁均可以自由绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接 触．当磁铁绕轴转动时，铜盘将( )
A．以相同的转速与磁铁同向转动 B．以较小的转速与磁铁同向转动 C．以相同的转速与磁铁反向转动 D．静止不动
〔况．用导线把微安表的正、负两个接线柱连在一起，再次晃 动表壳，表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同？怎样解 释这种差别？
【点拨】 用导线把微安表的两个接线柱连在一起后，用 手晃动表壳，表针的摆动幅度大大减小，因为用导线把微安表 两接线柱连在一起，就形成了闭合回路，产生感应电流从而阻 碍它们的相对运动．
2．应用 (1)涡流热效应的应用，如 真空冶炼炉 ． (2)涡流磁效应的应用，如 探雷器 ．
车涡流、电磁阻尼和电磁驱动
电流，感应电流使导体受到安培力的作用而运动起来的现象．
2．应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表
等．
知识点 4 涡流、电磁阻尼、电磁驱动的区别与联系
涡流 电磁阻尼 电磁驱动
感 块状金属在变化的磁场 导体相对于磁场运 磁场相对于导体 区 应 中或在磁场中运动时，金 动时，导体产生感 运动时，导体产生 别 电 属块内产生的感应电流 应电流 感应电流 流
图 4－7－1 解析：当线圈中通过高频交变电流时，由于电磁感应，圆 形金属工件中产生的感应电动势大小为
ΔΦ ΔB 2 ΔB E＝ Δt ＝S· Δt ＝πr · Δt ＝100 V
工件非焊接部分的电阻 R1＝R0·2πr，代入数据得
R1＝2×10-3 Ω
焊接部分的电阻 R2＝99R1， 根据串联电路的电压分配关系， R2 R2 两端电压 U＝ E R1＋R2 U2 U2 R2E2 由 P＝ R 得，焊接处产生的热功率 P＝ R ＝ 2，代 R ＋ R 2 1 2 入数据解得 P＝4.95×104 W.
1.如图 4－7－2 所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设
的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流． 现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计，图中未画出) 检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线 圈位于水平面内，从距直导线很远处由此向南沿水平地面通过
导线的上方并移至距直导线很远处的
位置落至 B 位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应 电流方向为( C )
图 4－7－4
A．始终顺时针
C．先顺时针，再逆时针
B．始终逆时针
D．先逆时针，再顺时针
题型2
电磁阻尼、电磁驱动分析
【例 3】如图 4－7－5 Байду номын сангаас示，两个相等的轻质铝环套在一
磁屏蔽
磁屏蔽科技名词定义中文名称：磁屏蔽英文名称：magnetic shield定义：为减少齿部和压板(压圈)上漏磁通集中现象，以降低齿压板和边端铁心的温度，在铁心外侧和铁心压板之间设有的阶梯形的锥形叠片铁心。
用来吸收漏磁通的磁分路。
所属学科：电力（一级学科）；汽轮发电机（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布磁屏蔽把磁导率不同的两种介质放到磁场中，在它们的交界面上磁场要发生突变，这时磁感应强度B的大小和方向都要发生变化，也就是说，引起了磁感线的折射。
目录电磁屏蔽及应用展开编辑本段磁屏蔽例如，当磁感线从空气进入铁时，磁感线对法线的偏离很大，因此强烈地收缩。
如右图，是磁屏蔽示意图。
图中A为一磁导率很大的软磁材料（如坡莫合金或铁铝合金）做成的罩，放在外磁场中。
由于罩壳磁导率μ比空气导磁率μ。
大得多，所以绝大部分磁场线从罩壳的壁内通过，而罩壳内的空腔中，磁感线是很少的。
这就达到了磁屏蔽的目的。
为了防止外界磁场的干扰，常在示波管、显像管中电子束聚焦部分的外部加上磁屏蔽罩，就可以起到磁屏蔽的作用。
电子设备中，有些部件需要防止外界磁场的干扰。
为解决这种问题，就要用铁磁性材料制成一个罩子，把需防干扰的部件罩在里面，使它和外界磁场隔离，也可以把那些辐射干扰磁场的部件罩起来，使它不能干扰别的部件。
这种方法称为磁屏蔽，如右图所示。
由于用铁制的屏蔽外壳磁阻很小，它就为外界干扰磁场提供了通畅的磁路，使磁力线都通过铁壳短路而不再影响被屏蔽在里面的部件。
这种现象也可以用下例说明，如图所示，把一块软铁放入磁场中，这块软铁由于被磁化而产生了磁场，其方向如右下图所示，在这块软铁的内部，外磁场和被磁化的软铁所产生新磁场方向一致，而在铁块外部，两个磁场方向相反，相互抵消，结果就使磁力线的分布变成如图（b）的样子。
屏蔽铁壳就是利用这种现象，把磁力线都吸引到铁壳中来，保护了罩内设备不受外界磁场的干扰，或者是防止了罩内的辐射磁场的部件去干扰罩外部件。
第六章 第七节 涡流和磁屏蔽
第七节
一、涡流
涡流和磁屏蔽
1．铁心中由于电磁感应原理产生的涡电流称为涡流。 2．涡流的有害之处：因整块金属电阻很小，所以涡流很大，使铁心 发热，温度升高，使材料绝缘性能下降，甚至破坏绝缘造成事故。 3．涡流损失：铁心发热，使一部分电能转换成热能白白浪费，这种 电能损失叫涡流损失。 4．减小涡流的措施：铁心用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成。 5．涡流的利用：用于有色金属、特种合金的冶炼。 二、磁屏蔽 1．磁屏蔽：为了避免互感现象，防止出现干扰和自激，须将有些仪 器屏蔽起来，使其免受外界磁场的影响，这种措施叫磁屏蔽。 2．屏蔽措施： （1）用软磁材料做成屏蔽罩。 （2） 对高频变化的磁场， 用铜或铝等导电性能良好的金属制成屏蔽 罩。 （3）装配器件时，相邻线圈互相垂直放置。
练习
1．涡流的概念及减小涡流的方法。 2．磁屏蔽的概念及屏蔽措施。 小结
布置作业
6—7 涡流和磁屏蔽
课 题 课型 授课时数 1．掌握涡流的概念及减小涡流的方法。 2．了解磁屏蔽的概念及常用的磁屏蔽措施。 教学目标 1．涡流的概念及减小涡流的方法。 2．常用的磁屏蔽措施。 授课班级
新课 1
教学重点
教学难点
学情分析
教学效果
教后记
课前复习
1．互感线圈同名端的概念。 2．习题 1．是否题（8）～（10） ；2．选择题（7） 、 （9） 、 （10） ；3．填充题（6） 。 新课
4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动 (1)
交变电流
交变电流
整块铁心
彼此绝缘的薄片
变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施
采用叠加起来的硅钢片代替整块铁芯,并使硅钢 片平面与磁感应线平行。
变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施
涡 二 、电磁阻尼： 导体在磁场中运动时， 流 的 感应电流使导体受到安培力而总是要阻碍 机 导体的相对运动的现象。 械 应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等 效 应
实验演示
涡 流 的 机 械 效 应•
三、电磁驱动：
当磁场相对于导体转动时， 在导体中会产生感应电流， 感应电流使导体受到安培力 的作用而运动起来的现象。 线圈转动与磁铁同向，但转 速小于磁铁，即同向异步。 • 应用：交流感应电动机、电 能表、汽车上用的电磁式速 度表等。
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
结论:
铝框在磁场中转动时产生涡流（与被测电 流方向相反），磁场对涡流的作用力阻碍 铝框的转动，于是指针随着铝框很快就稳 定地指在读数位置上。
演示实验
取一灵敏电流计，用手晃动表壳，观 察表针相对表盘摆动的情况。
用导线把灵敏电流计的两个接线柱连在 一起，再次晃动表壳，观察表针相对表盘摆 动的情况与上次有什么不同，怎样解释这种 差别？
电磁阻尼是导体相对于磁场运动； 安培力的方向与导体的运动方向相反， 阻碍导体的运动。 电磁驱动是磁场相对于导体运动； 安培力的方向与磁场的运动方向相同， 使导体随磁场运动。 安培力的作用都是阻碍它们间的相 对运动。
涡流的利用和防止
如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件 的原理示意图．其中外圈 A 是通高频率交变电流的线圈， B 是自行车零件， a 是待焊接口， 焊接时接口两端接触 在 一起．当 A 中通有交变电流时，B 中会产生感应电流，使 得焊缝处金属熔化而焊接起来．
上课用第七节：涡流、电磁阻尼和电磁驱动
实验目的和原理介绍
实验器材准备和操作步骤说明
线圈
电源
用于产生磁场。
提供实验所需电能。
03
电压表
测量电路中的电压。
01
导体
用于产生涡流。
02
电流表
测量电路中的电流。
实验器材准备和操作步骤说明
实验器材准备和操作步骤说明
滑动变阻器：调节电路中的电阻，从而控制电流的大小。 支架、导线等辅助器材。 操作步骤
表现形式
涡流表现为在导体内部产生的环形电流；电磁阻尼表现为阻碍导体运动的力；电磁驱动表现为驱动导体运动的力。
三者之间内在联系与区别
三者相互作用关系分析
涡流与电磁阻尼
当导体在磁场中运动时，涡流的产生会增强电磁阻尼效应，因为涡流产生的磁场会与原磁场相互作用，增强阻碍导体运动的力。
涡流与电磁驱动
三者相互作用关系分析
影响因素
电磁驱动的效果受到多个因素的影响，包括磁场强度、电流大小、线圈匝数、铁芯材料等。
电磁驱动产生条件及影响因素
电磁驱动在工程技术中应用
电机 电磁阀 电磁泵 磁悬浮列车 电磁驱动在电机中得到了广泛应用，如直流电机、交流电机等。 电磁阀利用电磁驱动原理控制阀门的开关，广泛应用于液压、气动等控制系统中。 电磁泵利用电磁驱动原理将电能转化为机械能，实现液体的输送和增压。 磁悬浮列车利用电磁驱动原理实现列车的悬浮和导向，具有高速、安全、舒适等优点。
电磁阻尼原理及特点
定义
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，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
分类
根据产生电磁阻尼的方式不同，可以分为动生电磁阻尼和感生电磁阻尼。
电磁阻尼定义与分类
涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件
3．电磁驱动 (1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中会产生感应 电流，感应电流使导体受到 安培力 的作用， 安培力 使 导体 运动起来 ，这种作用称为电磁驱动。 (2)应用：交流感应电动机。
1．涡流的实质 (1)涡流仍然是由电磁感应而产生的，它仍然遵循感应 电流的产生条件，特殊之处在于涡流产生于块状金属中。 (2)严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流 产生，只是涡流的大小有区别，以致一些微弱的涡流被我 们忽视了。
[解析] 当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线 圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生交流电，故C对， D错；由楞次定律的推广含义可知，线圈将与磁极同向转 动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度。如果两 者的角速度相同，磁感线与线圈会处于相对静止，线圈不 切割磁感线，无感应电流产生。
[答案] BC
A．恒定直流、小铁锅 B．恒定直流、玻璃杯 C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯
图4－7－4
[思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)穿过回路的磁通量变化是产生涡流的必要条件。 (2)涡流是在导体内产生的。
[解析] 通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会 产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变 化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导 体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是 由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会 升温，故C正确。
械能，而对外做功
两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都
相同点 是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的
相对运动
[名师点睛] 电磁阻尼、电磁驱动都是电磁感应现象，在这两种现 象中可以运用楞次定律分析导体的受力情况，运用力学知 识和能量守恒定律分析导体的运动情况和能量转化情况。
涡流和磁屏蔽 教案 48
涡流涡流损耗减少或避免互感现象采用的方法磁屏蔽罩的材料
板
书
设
计
教学过程：
学生阅读教材
组内同学合作初步整理知识点
师生共同整理、讲解知识点
要求：
各小组长要组织好本小组的学习情况，积极主动学习本节课的知识
学习方式：
学生自主学习
组内讨论学习
组间交流学习
教
学
反
思
学生预习情况
学生参与情况
完成任务情况
二、磁屏蔽
1、减少或避免互感现象
2、采用的方法
（1）把两线圈互相垂直放置可以减少互感
（2）采用磁屏蔽技术，为了减少互感或磁辐射对元器件的影响，可以把元件放在金属屏蔽罩内，使元件不受其他磁场的影响，或者把线圈放在屏蔽罩内，使其磁场限制在屏蔽罩内
3、磁屏蔽罩的材料
（1）通常用铁磁材料制作磁屏蔽罩
（2）在高频磁场中常用电阻小的铝或铜制作磁屏蔽罩
课题
课时
上课时间
课型
任课教师
涡流和磁屏蔽
95-----96
新课
王老师
教学目标
专业能力
掌握涡流和磁屏蔽
社会能力
培养学生理论指导实践的能力，增强同学间的团结协作的意识协作能力、组织能力
方法能力
探究式学习，发挥学生学习的主动性，理实结合
重点
涡流和磁屏蔽
难点
涡流和磁屏蔽
解决
方法
结合实例讲解
加强记忆
课
前
训
时间分配
课堂设计
教学设想
复习
软磁性物质特点、材料硬磁性材料特点、材料、应生的词语，本节课我们来加以了解
新课
内容
涡流和磁屏蔽讲解
常常用铜或铝等导电性能良好的金属制成屏蔽罩。
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
(3) 将相邻的两个线圈互相垂直放置。 产生的互感电动势相互抵消。
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人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
二、磁屏蔽
1．磁屏蔽
在电子技术中，仪器中的变压器或其他线圈所产生的
漏磁通，可能会影响某些器件的正常工作，出现干扰和自
激，因此必须将这些器件屏蔽起来，利用屏蔽罩涡流发热消
耗外界交变磁场，使其免受外界磁场的影响，这种措施叫磁
屏蔽。
《电工技能与训练》
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2．方法 (1) 利用软磁材料制成屏蔽罩，
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电子与信息技术专业教研组 《电工技能与训练》
《电工技能与训练》
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铁心采用硅钢片，是因为这种钢比普通 钢电阻率大，可以进一步减少涡流损失， 硅钢片的涡流损失只有普通钢片的1/5 ~1/4。
《电工技能与应用
在一些特殊场合，涡流也可以被利用，如:
(1), 可用于有色金属和特种合金的冶炼。利用涡流加热的 电炉叫高频感应炉，它的主要结构是一个与大功率高频交 流电源相接的线圈，被加热的金属就放在线圈中间的坩埚 内，当线圈中通以强大的高频电流时，它的交变磁场在坩 埚内的金属中产生强大的涡流，发出大量的热，使金属熔 化。
中职涡流和磁屏蔽教案教学设计
【课题名称】 5.10 涡流和磁屏蔽【课时安排】1课时（45分钟）【教学目标】1．了解涡流损耗产生的原因及降低损耗的方法。
2．了解磁屏蔽的概念及其在工程技术中的应用。
【教学重点】重点：涡流和磁屏蔽在工程技术中的应用【教学难点】难点：对涡流和磁屏蔽概念的理解【关键点】结合生产生活实际讲解涡流损耗和磁屏蔽【教学方法】直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法【教具资源】多媒体课件、三相变压器【教学过程】一、导入新课教师可利用多媒体展示变压器铁心，引导学生仔细观察，并创设问题情景：变压器铁心采用许多薄的硅钢片叠压而成，其主要目的是为了减小涡流损耗。
那么，什么是涡流？涡流有哪些有利和不利的方面？怎样减小涡流损耗？从而引出本节课的学习内容——涡流和磁屏蔽。
二、讲授新课教学环节1：涡流教师活动：教师可根据展示的变压器铁心的结构，详细讲解涡流、涡流损耗及降低损耗的方法。
学生活动：学生可在教师的引导下，通过思考，学习涡流、涡流损耗及降低损耗的方法。
知识点：涡流：将导线绕在金属块上，当变化的电流（交流电）通过导线时，穿过金属块的磁通发生变化，金属块中会产生闭合涡旋状感应电流，这种感应电流叫涡流。
涡流损失：由于整块金属的电阻很小，所以，涡流很大，这就不可避免地会使铁心发热，温度升高，引起材料绝缘性能下降，甚至破坏绝缘造成事故。
铁心发热，还使一部分电能转换成热能白白浪费，这种电能损失叫做涡流损失。
提示：为了减小涡流损失，电机和变压器的铁心通常采用涂有绝缘漆薄硅钢片叠压而成。
这样涡流就被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，从而使涡流损失大大降低。
教学环节2：磁屏蔽教师活动：教师可通过多媒体课件演示，讲解磁屏蔽的概念及其工程应用。
学生活动：学生可在教师的引导下，学习磁屏蔽的概念及其在工程技术中的应用。
三、课堂小结教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：1．涡流、涡流损耗及降低损耗的方法。
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(3) 将相邻的两个线圈互相垂直放置。 产生的互感电动势相互抵消。
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第六节
涡流和磁屏蔽
一、涡流 二、磁屏蔽
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一、涡流
1． 涡 流
把块状金属放在交变磁场中，金属块内将产生感应电流。 这种电流在金属块内自成回路，象水的旋涡，因此叫涡电 流，简称涡流。
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由于整块金属电阻很小，所以涡流很大，不可避免地使 铁心发热，温度升高，引起材料绝缘性能下降，甚至破坏绝 缘造成事故。铁心发热，还使一部分电能转换为热能白白浪 费，这种电能损失叫涡流损失。
《电工技能与训练》
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铁心采用硅钢片，是因为这种钢比普通 钢电阻率大，可以进一步减少涡流损失， 硅钢片的涡流损失只有普通钢片的1/5 ~1/4。
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2. 涡流的应用
在一些特殊场合，涡流也可以被利用，如: (1), 可用于有色金属和特种合金的冶炼。利用涡流加热的 电炉叫高频感应炉，它的主要结构是一个与大功率高频交 流电源相接的线圈，被加热的金属就放在线圈中间的坩埚 内，当线圈中通以强大的高频电流时，它的交变磁场在坩 埚内的金属中产生强大的涡流，发出大量的热，使金属熔 化。
二、磁屏蔽
1．磁屏蔽
在电子技术中，仪器中的变压器或其他线圈所产生的
漏磁通，可能会影响某些器件的正常工作，出现干扰和自
激，因此必须将这些器件屏蔽起来，利用屏蔽罩涡流发热消 耗外界交变磁场，使其免受外界磁场的影响，这种措施叫磁
屏蔽。
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2．方法
(1) 利用软磁材料制成屏蔽罩， 将需要屏蔽的器件放在铁罩内。 （2）涡流去磁作用消除高频交变磁场 常常用铜或铝等导电性能良好的金属制成屏蔽罩。
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(2), 家庭中的高频电磁炉利用涡流加热 它的主要结构是一个高频交流电源相接的线圈，被加热 的食物就放在线圈中间的铁锅内，当线圈中通以强大的高 频电流时，它的交变磁场在铁锅内的金属中产生强大的涡 流，发出大量的热，使食物变熟。
《电工技《电工技能与训练》
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在电机、电器的铁心中，完全消除涡流是不可能的，但 可以采取有效措施尽可能地减小涡流。为减小涡流损失，电 机和变压器的铁心通常不用整块金属，而用涂有绝缘漆的薄 硅钢片叠压制成。这样涡流被限制在狭窄的薄片内，回路电 阻很大，涡流大为减小，从而使涡流损失大大降低。