电动窗帘（精选十篇）
电动窗帘 篇1
智能家居已经覆盖家庭自动化、家庭网络、网络家电、信息家电这四大块。而智能家居窗帘与传统的窗帘相比,它不用手动去拉,特别在别墅、高档写字楼、展览馆、大型会议室等场所显得更加方便,只要一按遥控,窗帘自动开合。智能窗帘机可分为机械和控制两大部分。现在市场上常见的智能窗帘机械传动形式有绳索牵引式、皮带传动式、直线电机牵引式及滚动螺旋传动式。本文介绍一种采用螺旋传动式的智能窗帘的设计。
1 机械传动部分设计
图1为窗帘机的系统结构示意图。窗帘机采用螺旋传动原理,运用螺杆和牵引套完成传动目的,省去了传统的滑轮、绳索、皮带等机械机构,使窗帘的可靠性和使用寿命得到很大提高。本设计中采用管状螺旋滚珠丝杆、带有内螺纹球形滚道移动小车和使二者产生相对运动的球形滚珠组成传动机构。滚珠丝杆外部是带有滑槽的轨道,轨道上放置多个可沿轨道移动、用于固定窗帘吊环的吊环座。当滚珠丝杆在电机带动下转动时,移动小车会沿着丝杆做直线运动,并且推动吊环座运动。移动小车和吊环座上都装有弹性橡胶小轮,使机构中的运动都依靠滚动摩擦力,从而采用较小的驱动力就可以满足系统要求。螺旋丝杆上采用双向螺旋,以中间为界,分成左螺旋丝杆和右螺旋丝杆,两部分丝杆上各设置移动小车一个。移动小车上的引导套上注塑成形有内螺旋球形滚道。系统中采用双向可逆电机,控制滚珠丝杆的双向转动。轨道两端安装有端盖,端盖内设有滚动轴承的固定座,左端盖内还设有电机的支撑座。滑槽可以直接套在安装座上,安装座通过螺钉固定在窗户上侧墙壁。滚珠丝杆和滑槽轨道的长度可以根据窗户的大小自由设定,而其他零件的尺寸均保持不变,这样就可以满足不同用户的需求。
2 智能控制部分设计
2.1 控制系统结构规划
控制系统主要有以下几种功能:(1)固定开关控制:按下“开”或“关”按钮,窗帘自动拉开或关闭,当窗帘拉开或关闭已经到位后,电机自动停止,当窗帘在按下“开”或“关”的运动过程中,按“停”按钮,电机停止转动,这样用户就可以随自己的意愿控制窗帘开合的大小范围,固定开关避免了人们因遥控器失灵或者丢失所造成的不方便;(2)红外遥控控制:红外遥控控制是通过遥控器来控制窗帘的开合;(3)定时控制:定时控制是通过在定时器中设置开启或者关闭时间来控制窗帘的开启或者关闭;(4)光强控制:光强控制是利用光电传感器,根据光照情况来自动控制窗帘的开合,在光照比较强烈的情况下窗帘会自动关闭而不使室内受到强烈的光照。
图2为控制系统总体机构框图。窗帘控制器的执行机构由电机驱动电路和电机来实现,电机正转、反转和停止功能由单片机输出电平来控制。定时控制方式可由时钟芯片来实现。光强控制方式由光敏电阻和运放电路来控制单片机输出电平继而控制步进电机来实现。
2.2 系统硬件设计
2.2.1 电源电路
AT89S52单片机正常工作电压范围为4.0V~5.5V,设计的电源电路就是为单片机提供电压。电源电路中,经过变压、整流、滤波、稳压四步把交流电变换为直流电。稳压过程采用三端集成稳压器LM7805,最后输出5V的直流电压供给单片机。电源电路如图3所示。
2.2.2 基于单片机的控制系统电路
智能控制系统以单片机为核心,配合各种芯片及相关电路来实现窗帘的控制。本系统中,采用ATMEL公司的AT89S52单片机,它是低功耗、高性能、采用CMOS工艺制造的8位单片机。控制系统电路图如图4所示。
系统的定时控制方式采用定时器。为了保持单片机与外界时钟一致,设计中采用了一个带RAM存储器的串行I2C实时时钟芯片DS1307。该芯片有产生秒、分、时、日、月、年等功能,并且具有闰年自动调整功能。芯片内部还集成有一定容量、具有掉电保护特性的静态RAM,可用于保存一些关键数据。
系统的光强控制方式采用光敏电阻。光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。窗帘在光控模式下,当光强高于所设定的标准值时,窗帘会自动关闭,反之,当光强低于该标准值时,窗帘将自动打开。本设计采用LXD5516型光敏电阻,可靠性好、体积小、灵敏度高。信号放大器采用LM358。
红外遥控电路分为发射和接收两部分。信号发射器主要由键盘矩阵遥控器专用集成芯片LC9301、激励器和红外发光二极管等组成,其工作过程是:首先由专用集成芯片将每个按键码经内部遥控指令编码器转换成遥控编码脉冲后,将编码脉冲38kHz左右的载波进行脉冲幅度调制,最后由已调制的编码脉冲激励红外发光二极管,使其以中心波长为940nm的红外光发出红外遥控信号。接收端采用性能可靠的一体化接收头BA5302接收红外信号,它同时对信号进行放大、检波、整形,得到TTL电平的编码信号,再送给单片机,经单片机解码去控制相关对象。
电机执行部分完全受单片机的控制,通过单片机的P0.0和P0.1完成。单片机复位状态下P0.0和P0.1输出高电平,三极管V1、V2、V3及V4截止,两个继电器J1和J2释放状态、方向可逆的电动机,使其因无电源供电而停止。当P0.0或P0.1其中有一个输出低电平后,两个继电器便会有一个导通。窗帘到位后,行程开关自动关闭电机转动。在同一个时间内,两个继电器仅能有一个吸合,即便是在电机工作期间,操作了反向转动按键,单片机也是先释放当前工作继电器,并延时一定时间后再吸合另一个继电器,防止电机正、反工作线圈同时通电的危险。
2.3 系统功能的实现
图5为系统功能实现流程图。本系统中单片机主要任务是完成各种信号的处理和控制。其中包括固定开关按钮发出的信号、光强传感器检测电路的信号、时钟芯片DS1307发出的信号及BA5302接收到的红外信号。当单片机收到固定开关发出的信号时,则直接对电机进行控制,实现窗帘的拉开、关闭或停止。当接收到光电传感器电路信号时,单片机调用相应的程序,把接收到的光照强度信号与设定好的值做比较,进而控制窗帘的开合。当接收到红外发射信号时,如果是开、关或停信号,则单片机直接对电机进行控制,如果是设定时间信号,则单片机调用相应的程序,对DS1307设定开或者关窗帘的时间,当时间到之后,再控制电机去开关窗帘。
3 结语
本文完成了智能家居电动窗帘的设计。机械传动部分采用滚动螺旋式传动,使得窗帘噪声小、可靠性高,使用寿命也有了很大的提高。智能控制部分以单相可逆电机作为执行元件,以光敏电阻作为传感器的检测元件,以AT89S52作为控制芯片,配合有LED数码管显示,以红外遥控为控制方式,还配有固定按钮控制,实现了电动窗帘的多项智能控制。
摘要：窗帘机械传动部分采用滚动螺旋形式,智能控制部分以AT89S52单片机为核心,实现了人工控制、光强控制、红外遥控和定时控制,具有较好的市场应用前景。
关键词：螺旋传动,智能化,单片机,电动窗帘,设计
参考文献
[1]孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理[M].第7版.北京:高等教育出版社,2006.
[2]马淑华,王凤文,张美金.单片机原理与接口技术[M].第2版.北京:北京邮电大学出版社,2005.
[3]张晓虎,刘洁.基于单片机的红外窗帘控制器设计[J].电子元器件应用,2005(12):57-59.
电动窗帘 篇2
如今生活水平的快速提高，智能家装需求量也是大幅提高，智能窗帘不仅保障用户生活隐私，只需轻轻一按就能控制窗帘开启或关闭，满足不同需求。
选购电动窗帘，很多消费者因为不了解而直接以价格为决定因素，结果购买的产品不能用或者不适合。切不可为了便宜而买错产品，因小失大，最好选择产品质量及售后服务有保障的电动窗帘品牌的产品。同时还需要注意以下问题：
一、选好电机
要想选择好的电动窗帘，首先必须选择合适的电机。电动窗帘电机按窗帘类型来分,主要分为：管状电机、开合帘电机、百叶帘电机、罗马帘电机、蜂巢帘电机、天棚帘电机等。
管状电机：又可分为直流与交流两种类型，直流管状电机一般可内置锂电池，同时也可外接太阳能电池板进行供电，带无线接收功能，扭矩较小，常用于小型卷帘。市场上使用比较普遍的电动窗帘电机产品为交流管状电机。交流管状电机主要有：6N、10N、15N、30N、50N等型号，一般的升降帘只需使用30N以内扭力电机即可。
开合帘电机：也分为直流与交流两种类型，可用于对开与单开布艺窗帘，可根据自身需要，选择功能不同的开合帘电机，功能较多，使用最方便的开合帘电机，可适用于直线及弧型布艺开合帘，最长导轨12米，超静音设计，具有手拉启动、停电手拉、缓起缓停、中间停位功能，内置无线接收，可实现多种控制模式。
百叶帘电机：分为直流与交流两种类型，一般根据大小扭矩不同，可适用于木百叶帘，铝百叶帘等大中小百叶帘。噪音少，可实现叶片翻转调光功能。
同时，购买罗马帘电机、蜂巢帘电机、天棚帘电机时，要具体说明窗帘的重量，体积，要求的性能等，以便选择最合适的窗帘电机。
选择电机时：需要注意品牌的知名度，在一定程度上，大品牌的产品质量性能较为可靠。
二、选好面料
选择好的电动窗帘，也要选择适合的面料。阳光面料可以很清楚地看到室外，而室外却不能透视室内；如果您的户外光线太强，或者您在室内使用电脑，您需要选择遮光性能比较好的全遮光面料，以达到最佳的遮光效果。
三、选好配件 电动窗帘的配件需与电机、机构配合良好，精度要求较高，需选择质量好的配件。电动罗马帘、电动百叶帘的卷线器最好选择罗纹卷线器，卷动平整，不会出现左高右低或者右高左低的情况；普通拉绳长期悬挂，且经日晒雨淋后，容易变形、脆化及断裂，需选择密实牢固的拉绳。
四、看制作工艺
电动飞机驾到 篇3
来自空客的E-Fan
来自专业老牌的空中客车集团的E-Fan的出现毫无疑问会加强人们对电动飞机前景的信心，这说明航空巨头企业也把电动飞机作为了未来的发展方向之一。
空客早些时候在英国范保罗国际航空展上展示了他们的最新成果E-Fan，这是架最多搭载2人的小型飞机，使用坚固而轻盈的碳纤维材料打造机身，全机重量只有500公斤。动力来源是两台总功率为60千瓦的电动机，由锂电池组供电，驱动分置于机身后侧的两组可变频涡扇推进器——是的，大牌出手就是不一样，E-Fan的使用的是高大上的涡扇推进器。
和常规飞机依赖螺旋桨或者喷气引擎起飞的方式不太一样，为了尽可能地节约能量，E-Fan在起落架上也装有马达，起飞时先不使用涡扇推进器，而是使用机轮马达来加速，在飞机达到60公里/小时的速度时，涡扇推进器才开始工作。E-Fan的最高速度能达到220公里/小时，巡航速度也能飞到160公里/小时，和使用ROTAX燃油发动机的普通轻型飞机的性能实际上已经差不多了。
作为老牌而且实力雄厚的飞机设计制造商，虽然E-Fan目前还只是一架试验用的飞机，但空客已经把方方面面想得很周全了。E-Fan的2台涡扇推进器靠近机身中线，即使单发飞行操控性能也不错，而全新的电能管理系统（e-FADEC）也被引入，可自动管理所有的电力性能。E-Fan的电池系统来自于韩国，安装在机翼里面，一个小时就能快速充电，空客还设计了备用电池供紧急降落时使用。现有的E-Fan用的电池还不是太给力，只能满足45分钟～1小时的飞行需要（除了引擎外，还要为电子设备供电），但空客在寻求更高能量的新电池，会进一步提升续航力。
空客仍然在进一步完善E-Fan的性能，实际上，除了电池还不太给力外，作为一架轻型飞机来说，E-Fan已经相当不错了。除了在噪音、震动、碳排放等电动飞机的强项上全面超越燃油飞机外，E-Fan也表现出了未来实用化以后在飞行培训市场上的潜力——飞机上配备的全面监测系统能有效监测飞行数据，有助于展开飞行训练。
空客信心满满地表示要在2017年——也就是3年后将实用化的E-Fan推向市场，主打的就是飞行培训。在实用版本上，E-Fan将由现在的串列双座改为让教练和学员更容易交流的并列双座。此外，能载4人的E-Fan 4.0也在进一步规划中。
Taurus G4
最强大的电动飞机
如果第一眼看到飞机制造商Pipistrel公司设计制造的Taurus G4，你一定会对它的外形感到惊奇——这是一架四座双体飞机，和绝大多数的飞机不一样，Taurus G4有左右2个机身，由轻巧的碳纤维材料制成的机体分置于中央螺旋桨两侧，由锂电池提供的强大动力足以让Taurus G4一次飞行483公里（300英里），在电动飞机领域里，这个数据绝对出色，这也让Taurus G4一举拿下了CAFE绿色飞行挑战赛的冠军，并获得美国航天航空局颁发的135万美元奖金。
来自斯洛文尼亚的Pipistrel公司在航空圈是家很了不起的公司，规模虽不算很大，但其设计制造的飞机却一直都非常优秀，BIZMODE之前已经多次提到过他们的产品。他们这次将2台Taurus G2滑翔机的机身连接在一起，145千瓦电动机安装在2个乘客吊舱中间并驱动一个直径2米的两叶螺旋桨，这样的组合让Taurus G4的全翼展达到了惊人的21.36米——再加上本身就出自滑翔机的机体，Taurus G4获得了非常良好的滑翔比，这也是其拥有其他电动飞机所没有的长续航里程的关键原因之一。Taurus G4速度不算快，2个小时能飞行320公里左右，当然，过程完全「静音」。
「两年前，时速达到160公里的电动飞机根本就是天方夜谭。」Pipistrel显然对他们旗下的Taurus G4很是自豪。虽然Taurus G4是作为一款竞赛飞机出现的，但它也说明了现有的电动机和锂电池技术已经足以制造出一架有实用价值的电动飞机，Taurus G4的成功意味着「超高效飞行将变得触手可及」。
Pipistrel并没有停止他们的脚步，在Taurus G4之后，他们又在研制一架常规机体布局的新型四座飞机Panthera，新家伙的性能听说会更上一层楼。
单人电动水上漂
FlyNano电动飞行器
如果说前面的E-Fan和Taurus G4是标准的未来载人电动飞机的雏形的话，那么重量仅有70公斤的FlyNano就更像是一台狂热飞行迷的大玩具，这个由一家芬兰公司设计制造的单人电动水上飞机连轮子和挡风玻璃都没有，完全被设计为一台安静、高效、环保，而且要求你必须佩戴安全帽和护目镜，能充分「感受风」的水上飞机。好吧，FlyNano的设计者还建议你在飞这个小家伙时最好穿上潜水衣那样的装具。
「FlyNano就是为飞行的乐趣而设计的。没有乘客，没有载物，只有你、FlyNano和无边的碧海蓝天。」嗯嗯，其实他们只是想说明FlyNano只是架单座飞行器，最大载重不过200公斤——当然它足够便宜，出厂价基础版本为35000欧元。碳纤维复合材料的使用让FlyNano足够轻，只有70公斤重，翼展也只有5米，属于超轻型的航空器，这让它可以在很多国家自由飞行，而不需要办繁琐的手续。
其实在最早的蓝图里，FlyNano是一架混合动力飞机，但最终设计团队选择了电动引擎，这让FlyNano能「无声」和「绿色」地飞行，时速能达到140公里而且能攀升到3000米的高空——当然，我们建议对于基本上属于「裸飞」状态的Flynano来说，要不想被冻成冰棍儿，最好还是贴着水面玩儿吧。
电动窗帘 篇4
俗称的电动车通常是指用电池作为驱动动力的电动自行车和电动摩托车, 而电动汽车 (Electric Vehicle, 简称EV) 指的是以电能作为全部或部分动力的汽车, 如单纯用蓄电池驱动的纯电动汽车, 以蓄电池和其它能源 (燃油、太阳能等) 作为动力的混合电动汽车 (Hybrid EV, 即HEV) 以及借助燃料电池驱动的燃料电池汽车 (Fuel Cell EV, 简称FCEV) 等。
电动汽车系统通常包括3个子系统, 即电力驱动子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。其中, 电力驱动子系统由电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和驱动车轮组成;主能源子系统由主电源、能量管理系统和充电系统构成;辅助控制子系统具有动力转向、温度控制和辅助动力供给等功能。根据制动踏板和加速踏板输入的信号, 电子控制器发出相应的控制指令来控制功率转换器的功率装置的通断, 功率转换器的功能是调节电动机和电源之间的功率流。当电动汽车制动时, 再生制动的动能被电源吸收, 此时功率流的方向要反向。能量管理系统和电控系统一起控制再生制动及其能量的回收, 能量管理系统和充电系统一同控制充电并监测电源的使用情况。辅助动力源供给电动汽车辅助系统不同等级电压并提供必要的动力, 它主要给动力转向、空调、制动及其它辅助装置提供动力。除了从制动踏板和加速踏板给电动汽车输入信号外, 转向盘也是一个很重要的输入信号, 动力转向系统根据转向盘的角位置来决定汽车灵活地转向。
2 电动汽车发展史
2.1 国外电动汽车
电动车辆最早出现在英国, 1834年达文波特在布兰顿演示了采用不可充电的玻璃封装蓄电池的蓄电池车, 此车的出现比世界上第一部内燃机汽车 (出现在1885年) 早了半个世纪。如果将19世纪末期的车辆 (通常为三轮形式) 视为当代汽车的雏形, 那么1881年由法国工程师特鲁夫研制成功的电动三轮车则具有重要意义, 这是由于该电动车辆首次采用蓄电池作为动力源 (即普兰特在1859年发明的铅酸蓄电池, 这种电池仍旧是现今电动自行车和电动摩托车上应用最广泛的动力电源之一) 。电动机驱动的汽车, 打破了依靠动物拉动车辆的状况, 与蒸汽机汽车相比较, 具有易起动、易操纵、无噪声、无排放等优点, 很适合城市家庭使用。
到20世纪初, 在伦敦、巴黎街头相继出现了电动出租车, 据称奔驰在美国街上的电动汽车达到3万多辆。此时尽管已经出现了内燃机汽车, 但在全世界的汽车中, 电动汽车数量还是占到30%以上。
从1910年开始, 随着内燃机汽车的综合性能大大提高, 由于蓄电池的能量密度低、重量大、充电时间长、一次充电续驶里程和使用寿命短, 再加上制造成本高, 电动汽车逐渐淡出大众的视野, 仅在码头、机场、车站、仓库等特殊场合作货物转运或牵引车辆用。
尽管内燃机汽车技术成熟、使用性能优越, 但对燃油 (如汽油、柴油) 依赖性强, 且排放的废气对空气污染严重, 能源短缺与环境保护的双重压力使发达国家开始重新审视替代能源的重要性。特别是1973~1975年和1979~1982年欧美爆发了两次能源危机之后, 日本、欧洲以及美国又都开始重视电动汽车的研发, 不依赖石油的电动汽车又成了研究热点。
1965年, 日本通产省正式把电动车列入国家项目, 开始进行电动汽车的研制。1967年, 日本成立了日本电动汽车协会以促进电动汽车事业的发展。1970年, 电动汽车被列入通产省的“研究中心的开发计划”中, 研制成功包括微型客车、三轮车在内的电动车辆数百台。1971年, 日本通产省又制定了《电动汽车的开发计划》, 随后的三年中拨款50亿日元, 组织了汽车制造、发电、电器制造、蓄电池、轮胎、有色金属等行业的公司进行协作, 并成立电动汽车委员会和工程研究会, 大力开发电动汽车。1977年由通产省和电动汽车协会正式拟定了无排放、低噪声的城市交通方案。1978年, 日本研制出混合动力汽车, 即内燃机-电动汽车。1978年日本电动汽车协会制订了“电动汽车试用制度”。
欧洲从1970年起控制汽油车的污染排放, 法国、英国、德国等国己大量使用各种替代燃料及电动汽车。1971年, 法国就在城市环卫部门使用电动汽车。1977年英国政府开始执行“伦敦市内交通电气化”计划, 政府对电动汽车的牌照税、养路费进行优惠。
1973年的石油危机也刺激了美国汽车选用新能源。在1976年, 美国公布了“电动汽车研究、开发及演示法”, 为电动汽车的研发与产业化奠定了基础。同年7月, 美国国会通过《电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令》, 以立法的形式, 政府资助和财政补贴等手段加速发展电动汽车。1977年第一次国际电动汽车会议在美国举行, 会上展出了100多辆电动汽车。1984年, 美国的洛杉矶奥运会使用一些电动汽车作为比赛服务用车。
在研发与试用过程中, 电动汽车在节能、环保等方面优越性的出色表现, 进一步促使发达国家政府和相关企业树立了开发电动汽车的决心, 电动汽车得到了稳步的发展。
在日本, 1988年通产省制定的“月光计划”新型电池蓄电系统项目中, 列有新型蓄电池在电动汽车上使用可行性的调查。1991年, 日本“电动汽车普及系统研究会”制订了“超快速充电系统”的研究计划。1991年11月, 通产省制定了“第三次电动汽车普及计划”, 该计划提出到2000年电动汽车达到20万辆的目标。1992年索尼公司开始进行电动汽车用锂离子电池的开发, 1996年三菱公司研制出以锂离子电池为动力的电动概念车。1997年索尼与日产公司联合对大容量锂离子电池的结构进行改造, 应用于电动汽车并申请了多项专利, 同年索尼公司的电动汽车一次充电就可行驶200km。
在欧洲, 各国相继成立了电动汽车协会。英国1989年正式运行的电动汽车有2~5万辆, 是世界上电动汽车最普及的国家。法国1989年正式运行的电动汽车有2.5万辆;1990年, 政府开始资助开发电动汽车, 并在税收上对购买电动汽车的用户实行优惠。1991年, 德国在拜尔州投入了300辆电动汽车进行运行, 并从1992年开始组织5个大公司, 拨款500万马克进行电动汽车的开发与试验;同年由德国政府研究开发部投入2200万马克, 在吕根岛开始大规模的电动汽车运行试验, 包括4家公司生产的39辆轿车、20辆货车和3辆客车, 5家电池公司生产的电池, 期间还有很多其它国家和城市的电动汽车也参加了吕根岛的试验。
1989年, 美国加利福尼亚州首先开展电动汽车实用化的研究。1990年通用汽车公司开发出“冲击牌”电动汽车, 据悉这是第一辆为批量生产而设计的现代电动汽车。1990年美国加州公布了未来车辆排放控制要求, 1998年“零排放” (ZEV) 电动汽车的销售量占2%, 2003年各汽车厂商销售高达10%的零排放车。1991年美国通用、福特、克莱斯勒三大公司签订协议, 合作研究电动汽车用先进电池, 成立先进电池联合体 (USABC) 。同年7月美国电力研究院 (EPM) 参加了美国先进电池联合体, 10月美国总统批准了2.26亿美元拨款资助此项研究。
此外, 由于受到石油价格日益增长的冲击, 20世纪60年代到80年代, 加拿大、澳大利亚、比利时、荷兰、丹麦、瑞典、瑞士、保加利亚、前苏联、巴西、墨西哥、印度、香港等国家和地区的一些公司也开发出了电动轿车和电动面包车。
1993年在日内瓦举行的62届国际汽车展览会上, 有19家公司共展出了40种电动汽车。同年国际能源机构 (IEA) 起草了一项国际合作研究计划, 并与各成员国签订了国际合作研究协议, 包括车用电池的研究与开发以及电动汽车对能源、环境、运输影响的评价, 目的在于推动全球电动汽车的研制、开发和普及。
然而, 由于电动汽车相关技术, 特别是蓄电池性能的改进未能有重大突破, 传统的纯电动汽车的发展与普及都遇到了一定困难, 采用高能蓄电池的电动汽车以及新型电动汽车, 如混合电动汽车、燃料电池电动汽车成为新的研发与应用热点。此外采用超级电容器、飞轮电池、太阳能等作为动力源的电动汽车也获得了一定程度的关注。
自1993年与巴拉德 (Ballard) 公司合作以来, 戴姆勒-克莱斯勒汽车公司已生产出第四代质子交换膜燃料电池电动汽车样车。从1993年起美国通用、福特、克莱斯勒汽车公司与能源部共同出资合作开发混合电动汽车。1995年3月发布的《美国关键技术》第三个报告, 已把电动汽车列为交通运输的关键技术。
欧盟于1996年制定了用于电动汽车的电容器发展计划。法国标致 (PSA) 声称自己是世界上第一家具备电动汽车批量生产装配线的汽车集团, 到1996年底, 在本国和欧洲几大城市销售出上千辆电动汽车。
在日本, 1996年末约有2500辆电动汽车在运行, 比1991年的1037辆增加了1倍以上。1995年日本索尼公司首先研制出100Ah锂离子动力电池并在电动汽车上演示, 引起了广泛的关注。1996年丰田汽车公司成功开发出使用燃料电池的电动汽车。
到1996年, 已经有3种类型的电动汽车问世:即以蓄电池驱动的纯电动汽车、由内燃机与蓄电池混合驱动的混合电动汽车和燃料电池驱动的燃料电池电动汽车。《大众科学》杂志评出100项重大科技成果, 认为1996年是电动汽车崭露头角的一年。
进入20世纪末期, 研制电动汽车变成了一项全球性课题。1999年4月, 通用汽车公司和丰田公司宣布, 在未来5年中双方将合作共同开发面向21世纪的具有先进技术的电动汽车、混合动力汽车及燃料电池汽车, 这一举措不仅方便了供应商统一配套, 降低成本使用户受益, 而且也符合绿色环保要求。
专家预测, 电动汽车2010年有望成为交通工具的主流产品, 将达170万辆, 其中主要是混合动力汽车。
目前, 各主要发达国家正从政策、法规、基础配套设施、资金等方面为电动汽车的开发、改进与普及创造条件。重要的汽车集团与研究结构则投入越来越多的研究人员和研发经费, 以使电动汽车的性能更加优越, 更加符合不同用户的需求以及更加具有市场竞争力。
2.2 国内电动汽车
早在20世纪50年代, 我国就开始尝试自主研发电动汽车;70年代, 由中国科学院上海硅酸盐研究所牵头、湖南大学等单位参加, 成功研制出钠-硫电池驱动的电动汽车并进行了上千公里的试车运行, 为我国电动汽车的开发积累了宝贵的经验。
1987年, 我国成立了电动车辆研究会, 1988年生产出电动汽车并参加了国际汽车展。1989年依托于清华大学开始建设的汽车安全与节能技术国家重点实验室, 就设有电动汽车研究室。
从1991年起, 我国将电动汽车的研发列入“八五”重点科技攻关项目, 由国家科委、国家计委、国防科工委、国家经贸委等资助研制微型电动汽车、电动大客车以及配套的电池、电机、充电器等, 使我国电动汽车水平有了明显的进步。
到1996年, 科技部又将电动汽车列为“九五”及跨世纪国家重大科技产业工程, 不断地开发一些高技术、高标准的电动汽车, 如电动大客车、微型客车、电动轻型客车、中型电动小客车等。同年6月在广东汕头南澳岛建立了国家电动汽车试验示范区, 并组建电动汽车出租车队、专线公共交通车队投入营运。
我国在1996年由国家计委科技司制定的《未来10年中国经济发展关键技术征求意见稿》中, 也涉及到电动汽车技术。同年12月, 由国家科学技术委员会和机械工业部在北京联合主办了“1996年北京国际电动汽车及代用燃料汽车技术交流研讨会暨展览会”。从会议情况看来, 我国电动自行车、电动摩托车整车及相关部件的生产技术与电动汽车相比显得更为成熟。
随着燃气汽车和电动汽车产品的发展, 国家质量技术监督局又于1997年批准成立了燃气汽车和电动汽车标准分委会, 至此汽标委共下设了24个分技术委员会, 1998年按计划完成制订了《电动汽车标准化体系》。
按照国家发展计划, 2000年, 我国要研制出达到国外90年代水平的电动汽车, 建立具有年产3~5万辆经济实用型电动汽车生产能力的开发基地。同时组建2~3个电动汽车运动示范区, 示范区具有试验、生产销售、市场培育、维修服务, 能维持正常运行等功能, 并初步建立适应电动汽车发展需要的政策法规、优惠政策及产品技术标准。
2000年, 科技部进一步将电动汽车的产业化列为“十五”科技工作重中之重的重大项目, 为发展电动汽车产业奠定了基础。从2001年开始, 电动汽车专项建立了“三纵三横”研发布局:以燃料电池汽车、混合动力电动汽车、纯电动汽车为“三纵”, 多能源动力总成控制、驱动电动机、动力蓄电池为“三横”, 按照汽车产品开发规律, 全面构筑我国电动汽车自主开发技术平台。
2001年, 我国启动实施“863计划”电动汽车重大专项, 国家投入10多亿元资金进行电动汽车和新型燃料电池的开发和技术攻关。2002年科技部全面启动12个重大关键技术攻关与产业化示范专项中的电动汽车, 是我国战略性高新技术产业标准研究的重点支持对象。
到2003年, 已开发出纯电动汽车产品并通过国家汽车产品型认证, 2004年实现示范运营。2004年10月, 在必比登世界清洁汽车挑战赛上, 我国自主研发的电动汽车在高速蛇形障碍赛、噪音、排放、能耗、温室气体减排5个单项指标方面均获得最好成绩;2005年5月, 在北京召开的世界氢能大会上, 我国自主研发的电动汽车与奔驰公司的样车同台亮相, 引起全球瞩目。
2004年6月, 国家发改委宣布, 汽车产业要结合国家能源结构调整战略和排放标准的要求积极开展电动汽车、车用电力电池等产业化。国家2004年颁布的《汽车产业发展政策》中已明确提出了鼓励发展节能环保型电动汽车与混合动力汽车技术。2005年5月国家发改委将电动大客车列入《车辆生产企业及产品公告》, 这为电动公交车在我国国内进行商业化生产和运营去掉了最后一道障碍, 也为在我国国内大中城市组建电动公交车示范运营车队并进一步进行商业运营提供了政策上的有力支持, 极大地鼓舞了广大电动汽车科研工作者和生产使用单位的热情。
到2005年9月, 我国纯电动汽车标准已基本齐全, 混合动力汽车标准制定工作已经结束。由于电动汽车相关技术与产品还在不断发展变化, 特别是未来燃料电池汽车的推广和普及, 不同类型电动汽车的相关标准也将不断补充、完善。
3 结束语
电动窗帘 篇5
中式窗帘如何搭配？
中式窗帘的装饰搭配：
塞纳河畔系列的窗帘为双层布料，还搭配了一款经纱帘，更增添了朦胧轻盈之感。另外，双层布料的搭配使用可以更好的调节光线，以适应温度季节的变化。
名贵的布料可使房间产生豪华感，但我们没必要花很多钱去追求华丽，只要注意到与房内其陈设的档次相配就行了。另外，布料的质地对室内布置的风格和气氛有着重要的影响，如薄透的材料使人觉得凉爽，粗实的质料则使居室产生温暖感。这从另一方面来说，选择窗饰面料还应考虑季节因素，夏季窗帘宜用质料轻柔的纱或绸，透气凉爽；冬季则要满足“窗之眼”的需求。
但作为室内装饰的一部分，窗帘必须注意与室内的其它陈设相协调，尤其要注意与床罩、地毯、沙发套等面积较大的布质物品的协调关系，最好能在颜色或图案上安排一些共同点，使其产生内在和谐，增强室内的整体凝聚感。
中式窗帘的空间搭配：
窗帘是家居软装饰中必不可少的内容之一，它不仅可以遮阳蔽日、保护私密空间，更是美化家居、提高生活品位的重要装饰。若一间居室因窗户而明朗，一扇窗户则因窗帘而生动。如何挑选符合自己个性需要，又和整体室内装修风格相和谐的窗帘，是进行软装饰前每个业主都会考虑的问题。今天就请跟随小编，走进两款窗帘的世界。
好像是将两块地板拼凑而成的无桌脚茶几，带给客厅一份创新的时尚感觉。旁边兽皮的躺椅更加重了现代时尚的气息。在茶几上摆上两件中国的瓷瓶，仿佛是远古的护卫在保佑一家的平安。
寒冷的冬日里，在屋内感受从窗外照进来的暖阳，读一本杂志，让思绪飘摇到大西洋去。客厅内温暖的壁炉所带来的温度，适度的驱赶了严冬的寒气。到了晚上，开起泛着橘色灯光的顶灯，室内将一改冰冷感觉，充满温馨闲适的情调。
中式窗帘的清洁
1、平时应该两周或者半个月就对窗帘进行清洁，但是一般对窗帘布不能用漂白剂，尽量也不要脱水或者烘干，要自然的风干，避免破坏窗帘布本身的质感。或者可以选择用湿布直接擦拭，也可以用海绵蘸上一点温水或者肥皂水轻抹，然后用手轻轻的按压，之后再用湿布擦一次。
2、如果是天鹅绒等比较厚的布料，建议坚持每个星期用吸尘器吸去表面的灰尘，半年送去干洗店或者专业的清洗店去清洁，如果要在家中自己清洗可以把窗帘泡在中度碱性清洁剂中清洗，然后让水分慢慢的滴干。
3、有时窗帘会带有一条细小的拉绳，可以用一把柔软鬃毛刷轻轻的擦拭。
4、窗帘上的滑轨要隔一段时间清洗一次，用抹布擦拭里面的灰尘，也可以用牙刷去清洁，把藏匿的灰尘祛除，才不会卡住挂钩。
中式窗帘的保养
1、中式窗帘的色彩简洁干净，但是有的布料比较“娇嫩”，不能接受太长时间的阳光曝晒。所以应该注意在窗帘后面和门窗之间布上一层的遮光层，这样可以有效保护窗帘颜色不褪色，也可以让家里温度降低一点。
2、定期用专用的润滑油对窗帘上部的滑轨和挂钩进行润滑，而挂钩可以稍微打一点点油，保护其不生锈，历久如新。不过切记在滴油前把滑轨里的灰尘清扫干净，否则会让灰尘更难祛除。
电动独轮车 篇6
继2008年推出了首款SBU自平衡电动独轮车后，美国的Focus Designs公司在今年又推出了SBU V2.0。除了在性能和外观上的改变之外，这款新一代的产品还希望能让使用者更快地上手—只要你会骑自行车，那么只需20分钟的学习，你就能操控它。
相比红极一时的Segway，SBU显得更小也更轻，独轮的设计相应可以减少一套电机、电池等，也降低了研发难度和成本。
实际上，它的工作原理跟自行车完全不同。SBU的全称是Self Balancing Unicycle，除了使用者个人的左右平衡感之外，它更依赖于车子本身的自动平衡能力。当你坐上去之后，你的手脚甚至不需要动。在这款SBU V2.0中，它内置的精密固态陀螺仪和七个传感器能够监测和判断车身及使用者的重力及平衡状态，并通过一个中央微处理器来计算并下达指令，驱动马达，从而来达到平衡。
当你需要加速的时候，只需将身体前倾，此时通过感应发出的内部指令，为了平衡人与车往前倾倒的扭矩，马达将会产生往前的力量，这同时会产生让车辆前进的加速度。反之如果你将身体后倾，SBU就会减速直到停下来。而身体倾斜的程度越大，速度变化也就越大。理论上，只要SBU有足够的电力，使用者不用担心会从车上跌倒。转弯的时候则将身体左右倾斜，利用自身重量以及感应形成向心力。
这款SBU V2.0采用了内置在轮子里面的功率1000瓦的重型合金轮毂马达，而它的上一款产品仅有350瓦。
在轮子上面装有新型的纳米磷酸铁锂电池，它能提供比以前更充足的电量，同时也更轻便。一次充电要2个小时，它能支持大约20公里的行程，最高时速可达到每小时16公里。此外，这款产品还利用了再生制动装置，车子减速或下坡时的能量能被储存起来，转化为电能再利用，这样也可以获得更多的行驶距离。
这款铝制独轮车也带有蹬踏板，但它仅供放脚，不能用力蹬踏。在V2.0里它的脚蹬被调整得离地面更近，这也使得使用者能通过脚刹来确保安全。同时它13公斤的重量也相对便携。现在这款产品已经开始发售，价格为1499美元。
当年Segway在面世之后轰动一时，作为电动代步车的鼻祖，成为很多特殊场合的代步工具。后来出现的同类产品遵循和运用的也基本上都是它的原理。不过它采用的是站立式的双轮造型，而且还提供了可以扭转方向的把手部分。
S B U在价格上明显要有优势，目前Segway新推出的几款系列，售价最低仍需6799美元。
同样的，SBU也要面对Segway一直所面临的其他推广难题，包括在道路法规中还没得到规范的分类和认可，以及更多被视为是娱乐玩具而是否可以真正达到日常代步的功 能。
电动窗帘 篇7
按照能量转换方式和工作原理的不同来分, 目前或将来有望供电动汽车使用的动力源主要有动力蓄电池 (二次电池) 、燃料电池、超级电容器、太阳能电池以及飞轮电池, 下文将简要介绍这些电动汽车蓄能技术。
1 动力蓄电池
EV用蓄电池需满足: (1) 贮能密度高 (一次充电行驶距离长) ; (2) 能量输出密度高 (加速性能、爬坡性能好) ; (3) 寿命长; (4) 维修、保养费低; (5) 安全性高 (包括对环境的安全性) ; (6) 价格低, 有再利用性等技术要求。
1.1 铅酸电池
铅酸电池的负极材料为金属铅, 正极为氧化铅, 电解质为硫酸水溶液, 单块铅酸电池的工作电压在1.5~2.0V之间。作为研发成功最早的一种蓄电池, 铅酸电池具有工作电压稳定、可靠性高、自放电小、易维护或免维护、价格便宜、原材料丰富、适用范围广等优点。较高的技术成熟性和低廉的价格使铅酸电池在电动自行车、电动摩托车中被广泛应用, 燃油汽车的启动、照明所需的辅助动力电源通常也采用铅酸电池, 这种情况在我国尤其突出。
由于能量密度 (单位质量或单位体积电池所具有的能量, 单位为W·h/kg或W·h/L) 较低, 铅酸电池驱动的电动汽车一次充电后的续驶里程较短 (通常仅几十公里) 。铅酸电池还有充电时间长、过度充电与过度放电使用寿命短、深度放电易损坏、环境温度对电池性能的影响大等缺点。此外, 因铅是有毒物质 (重金属) , 在生产过程和废弃后必定会对环境产生污染, 针对这一情况, 我国已出台的废电池污染防治法规, 对废铅酸电池的回收和再生利用已有明确规定, 欧盟等国家也有相关的回收利用规定。因此, 要保持铅酸电池产业的可持续发展, 相关生产企业和应用行业应重视解决铅污染问题。
目前, 铅酸电池世界年销量已超过100亿美元, 美国、日本、西欧等发达国家和地区以密封铅酸蓄电池为主, 而发展中国家则使用传统的富液式铅酸蓄电池。我国在20世纪80年代以来, 通过从国外引进密封铅酸蓄电池生产线, 逐渐扩大了少维护与免维护铅酸电池的市场份额, 主要用于通讯站、电力站、计算机、太阳能发电站等。消耗量最大的汽车和摩托车起动电源市场尚未使用真正的免维护铅酸蓄电池, 而电动汽车用免维护动力铅酸电池尚处在试制、示范阶段。
目前电动汽车要求铅酸电池还应进一步提高能量密度、寿命、电池一致性等, 同时还应重点开发密封免维护的新品种。在免维护铅酸电池中, 开发新型铅酸电池, 如采用胶体电极材料与电解质的胶体铅酸电池、水平铅布电池和卷绕式圆柱形电池, 是解决铅酸电池作为汽车动力电池性能不足的有效捷径。
1.2 镍氢与镍镉电池
镍氢电池 (Ni-MH电池, 镍-金属氢化物电池) , 正极活性物质为Ni (OH) 2 (或氧化镍) , 负极为贮氢合金M, 电解质为KOH水溶液。镍氢电池由于具有较高的比容量和比功率, 安全性好, 无记忆效应, 具有良好的耐过充放电特性, 循环寿命长, 无环境污染, 被誉为“绿色环保电池”, 为近阶段电动汽车的最佳电源, 也是电动汽车电池的重点发展方向之一。镍氢电池的使用温度范围为-20~60℃, 实际比能量已达700W·h/kg, 其比能量和成本仍有空间, 性价比仍可以提高。高性能、低成本贮氢电极及相关材料、电池管理系统的开发是高功率镍氢电池今后的研究重点。
镍镉电池使用氢氧化镍作正极活性材料, 镉粉作负极活性材料, 以氢氧化钾溶液为电解液。镍镉电池的比能量可达55W·h/kg, 比功率超过200W/kg, 可快速充电, 循环使用寿命长, 为铅酸电池的2倍以上, 且具有良好的大电流放电和低温性能, 易制成密封免维护电池。
镍镉蓄电池也可耐过充电, 放电深度及周围温度的变化对其性能影响较小。但这种蓄电池除非完全放电, 否则不能完全充电, 即具有所谓的记忆效应, 因此影响了汽车行程。由于镍镉电池中镉的污染问题 (镉是有毒物质) , 欧盟等发达国家已明文禁止镍镉电池应用于电动汽车 (欧盟第2002/525/EC号指令规定, 自2006年1月1日起不得出售用于电动汽车的含金属镉的电池) , 该电池系列在电动自行车等小型交通工具中的应用也会随着镍氢电池性能的提高和成本的下降而被取代。
1.3 空气电池
有希望用于电动汽车的空气电池主要有锌-空气电池和铝-空气电池。
锌-空气电池的正极板是一个金属网集电器、活性层等组成的薄空气电极, 负极为纯锌, 电解质是氢氧化钾水溶液, 锌-空气蓄电池的比能量为150~400W·h/kg, 潜在比能量2000W·h/kg, 至少是相同体积铅酸电池驱动的电动汽车行驶里程的2倍。锌-空气电池虽然质量比能量高, 生产和使用过程中对生态环境不会产生明显影响, 但电解液碳酸化、失水和吸潮、机械充电方式等都是比较复杂的技术问题。此外, 由于不是充电, 而是添加金属“锌”, 所以废液处理成本也是其发展的瓶颈之一。尽管锌-空气电池是电动汽车用电池的有力竞争者, 但比功率较低 (30~60 W/kg) , 不能输出大电流, 当用于电动汽车时, 车辆的加速性能不好, 只能与其它蓄电池共同使用。
铝-空气电池与锌-空气电池的不同在于前者的负极材料为金属铝, 此类电池比能量高, 其理论比能量可达2290W·h/kg;比功率中等, 达到50~200W/kg;因铝电极可以不断更换, 使用寿命主要取决于铝电极的工作寿命, 通常为3~4年;无毒、无有害气体排出, 不污染环境;可设计成电解液循环和不循环2种结构形式, 便于因使用场合不同而进行设计;铝资源丰富, 原料充足。
1.4 锂离子电池
锂离子电池的正极材料为Li Co O2、Li Ni O2、Li Mn O4等化合物, 负极一般采用能嵌入锂的石油焦碳、纯石墨和层状石墨混合碳等材料。电解质为溶有锂盐的有机溶液 (液态锂离子电池) 或具有锂离子导通能力的薄膜或胶体 (固态锂离子电池) 。
锂离子电池具有比能量大、电池平均工作电压高 (为镍镉、镍氢电池的3倍) 的特点。此外, 锂离子电池还具有放电电压平稳且容量大, 可以高倍率放电, 工作温度范围宽 (-20~60℃) 、低温性能好、使用寿命长、重量轻、体积小、内阻低、自放电小、无记忆效应、无环境污染等特点。锂离子电池是未来最具发展前景的电动汽车用电池, 目前该类电池尚存在一些技术问题, 包括快充放电性能差、价格高和过充放电保护问题 (安全性) 。
目前, 国外已有不少公司研制、生产锂离子动力电池, 如法国SAFT、日本日立、新神户电机、日本蓄电池公司 (JSB) 、韩国LG、德国VARTA公司等。
国内研究电动汽车用锂离子动力电池的单位主要有北京有色金属研究总院、中科院物理所、天津十八所、北京星恒电源有限公司、潍坊青鸟华光电池公司、深圳雷天公司等, 已研制出适合纯电动汽车、混合电动汽车和燃料电池电动汽车的高能型和高功率型锂离子动力电池, 并初步形成了一定的产业规模。
1.5 钠硫电池
钠硫蓄电池中, 阴极的反应物质是熔融的钠, 阳极的反应物质是硫, 电解质是β氧化铝或β氧化铝陶瓷管, 它既是绝缘体, 又能自由传导钠离子。其理论比能量高达780W·h/kg, 效率100%, 而且充电时间短, 无污染, 可制成全密封式。为确保金属钠和多硫化钠均处于熔融状态, 其工作温度需维持在300~350℃。钠硫电池具有较高的能量密度、功率密度及较长的循环寿命, 是电动汽车的理想动力源之一。
1.6 其它蓄电池
其它动力蓄电池包括镍铁电池、锌镍电池、钒氧化还原液流电池、核电池、钠-氯化镍电池 (工作温度300~350℃之间) 、锂铝-二硫化铁 (工作温度约为400℃) 蓄电池等, 这些动力蓄电池也在进一步研制之中。
2 燃料电池
燃料电池 (Fuel Cell, FC) 是以燃料的电化学反应发电的一种新型发电技术, 它以电化学反应把燃料的化学能直接转变为电能的高效发电装置。氢气在燃料极分解为质子与电子, 质子通过电解质到达氧气极, 电子经外电路到达氧气极, 然后反应生成水。只要让氢、氧源源不断地送入, 在外电路接通时, 燃料电池就对负载提供直流电。燃料电池具有以下优点: (1) 效率高, 因不受“卡诺循环”的限制, 其能量转化效率高达60%~80%, 实际使用效率则是普通内燃机的5~7倍; (2) 无污染, 反应产物主要是水; (3) 噪音低, 因无大型旋转部件, 因此噪音极小; (4) 寿命长; (5) 燃料具有多样性。甲醇、乙醇、甲烷、天然气、含氢废气、纯氢、轻油和柴油均可; (6) 室温下工作; (7) 启动十分迅速; (8) 比功率大; (9) 输出功率可随时调整; (10) 可用空气作氧化剂, 而不需纯氧。
因此, FC在固定电站、交通运输、军用特种电源及可移动电源等方面都有广阔的应用前景, 尤其是交通运输的最佳驱动电源。
目前, 第一代兆瓦级磷酸盐型燃料电池 (PAFC) 技术基本成熟, 已处于商业化生产阶段, 0.05~11兆瓦FC电池已经通过或正在试运行;第二代融熔碳酸盐型燃料电池 (MCFC) 正处在研制阶段, 正由10~20k W向兆瓦级发展;第三代燃料电池SOFC正在积极的研发中。美、日在这方面处于世界领先地位, 中国对燃料电池的研究尚处于起步阶段。但现有水平的燃料电池单位体积的能量密度较低, 体积较大。今后要求其小型化、低造价、负荷变动性强等。
3 超级电容器
超级电容器是介于传统物理电容器和电池之间的一种较佳的储能元件, 其巨大的优越性表现为: (1) 功率密度高, 超级电容器的内阻很小, 而且在电极/溶液界面和电极材料本体内均能实现电荷的快速储存和释放; (2) 充放电循环寿命长。超级电容器在充放电过程中没有发生电化学反应, 其循环寿命可达万次以上; (3) 充电时间短。完全充电只需数分钟; (4) 实现高比功率和高比能量输出; (5) 储存寿命长; (6) 可靠性高。超级电容器工作中没有运动部件, 维护工作极少; (7) 环境温度对正常使用影响小。超级电容器正常工作温度范围在-35~75℃; (8) 可以任意并联使用, 增加电容量, 还可均压串联使用, 提高电压等级。
由于超级电容器功率密度非常高, 因此可以很好地满足电动汽车在起动、加速、爬坡时对功率的需求, 可作为混合型电动汽车的加速或起动电源, 而且在汽车制动回收再生电流时可对短时间大电流急速充电起缓和作用。
目前开发的超级电容器主要有以活性碳为正极与负极的电双层超级电容、金属氧化物超级电容和高分子聚合物超级电容。进一步开发高比能量、高比功率、长寿命、高效率和低成本的超级电容, 提高商业化电动汽车动力性 (特别是加速能力) 、经济性和续驶里程是今后研发工作的重点。
4 太阳能电池
太阳能电池是借助于某种材料或有机体将太阳能直接转换为电能的装置, 所产生的电能可用来驱动车辆行驶。太阳能电池主要有硅半导体太阳能电池和生物太阳能电池两大类。太阳能汽车具有清洁、环保的优点, 是真正的“零排放”交通工具, 被人们称为“未来汽车”。
和传统的汽车不同, 太阳能汽车没有发动机、底盘、驱动、变速箱等构件, 而是由电池板、储电器和电机组成, 车的行驶只要控制流入电机的电流就可以解决。全车主要有3个技术环节, (1) 将太阳光转化为电能; (2) 将电能储存起来; (3) 将电能最大程度地发挥到动力上。但从目前的技术水平来看, 太阳能电池的性能低, 实用受天气的限制, 对要求在各种环境下实用汽车来说, 作为主电源利用的可能性不大。
5 飞轮电池
早在20世纪60年代末, 美国约翰霍普金斯大学的拉本霍斯特教授提出了超级飞轮的概念, 它是一种以动能方式存储能量的机械电池, 主要包括飞轮、电机和电力电子装置3个核心器件。工作原理是可以将外界输送过来的电能通过电动机转化为飞轮转动的动能储存起来, 当外界需要电能的时候, 又通过发电机将飞轮的动能转化为电能, 输出到外部负载。飞轮电池具有高功率能量比、高效率、长寿命和环境适应性好的特点, 其比能量超过150W·h/kg。现代飞轮电池质量轻、体积小, 转速高达200000转/min以上, 但若要开发适合电动汽车的实用性飞轮电池, 还需提高其安全性并降低成本。
6 结束语
电动汽车电池的前景十分诱人, 动力电池将向着高比能量、高可靠性、低成本、安全环保方向发展, 电动汽车电池的性能、成本和环境影响仍是产业化的关键。
近阶段, 铅蓄电池仍将拥有一定市场, 镍氢电池、锂离子电池将是今后的重点发展方向。燃料电池市场化条件尚未成熟, 在近年内大规模产业化可能性不大。而超级电容器、太阳能电池、飞轮电池等新型动力类型也因为各具特点, 也会在特定领域获得发展与应用。
电动窗帘 篇8
1 电动汽车高电压伤害问题及其防护
对于电动汽车电伤害的研究要分析人体安全电压、电流，避免乘员在动力系统发生短路、漏电等情况下受到电伤害。
人体能够承受的安全电压是指一定强度的电流通过人体而没有引起任何伤害事故的电压，因此安全电压的大小取决于人体允许通过的电流和人体电阻。根据国家有关安全标准，人体允许电流不能超过30mA，在某些特殊场合下将更小。人体电阻主要是由体内电阻、皮肤电阻和皮肤电容组成。人体电阻随着条件的不同在很大范围内变化，但是，人体电阻一般不低于1000Ω。我国安全电压多采用36V，即大体相当于危险环境下的安全电压。有的国家规定2.5V为一级的安全电压值，即相当于人体大部分浸入水中，且如果不能摆脱带电体或强烈痉挛即可导致致命的二次事故的情况。同时，根据国际电工标准(IEC 60529)———为蓄电池驱动的道路车辆提供能量的电气装置：对正常工作中的触电防护要求为在任意可接触的触点间的峰值电压应低于42.3V。
电动汽车动力系统在危险工况下，避免人体电伤害的安全电流应小于30mA。由于动力蓄电池在危险工况下可能会出现短路，短路的巨大电流会使短路处甚至使整个电路过热，从而导线的绝缘层燃烧起来，并引燃周围的可燃物，乘员也可能因接触带电体而发生电伤害。因此，电动汽车的研究与开发要严格控制绝缘电阻值，使之达到人体安全电流的范围。为了避免电伤害的发生，目前在电动汽车设计开发时应该满足以下条件：
(1)在电池的整个寿命期内，按照标准计算方法计算得到的绝缘电阻值，除以电池的标称电压U，所得值应大于100Ω/V。
(2)在正常运行状态下，由于电解液的泄漏，电池组的联接端子(包括与它们相联的任何可导电的固定装置)与任何可导电部分间可能造成漏电电流危害，因此要求2个联接端子间的爬电距离：d≥0.25U+5 (d单位为mm, U为2个端子间的标称电压);带电部分与电底盘间的爬电距离：d≥0.125U+5 (d单位为mm, U为2个端子间的标称电压)。
(3)电池在车辆制造厂规定的过电流以及电路出现短路等情况下，过电流断开装置应能及时断开与电池端子的联接电路，达到避免对人、车及环境产生危害。
2 电动汽车蓄电池燃烧爆炸问题及其防护
电池充电期间或车辆行驶过程中，种种原因都有可能引发燃烧、爆炸等事故。
当电动汽车采用锂离子电池时，若不同容量的锂离子电池混合使用，过放电时将会使电池组中容量较小的电池出现反极(电池的正极变负极，负极变正极)，从而使正极的金属锂形成易燃易爆物质。同时，由于锂离子电池在充放电过程中碳负极与正极脱出的氧反应会生成易燃气体CO;另外，由于隔膜被腐蚀使正负极短路，使有机溶剂电解液发生反应也会生成易燃气体等。以上因素均可能造成电动汽车燃烧或爆炸。因此，在电动汽车的开发与设计过程中要严格禁止新旧电池、不同容量电池的混合使用，以避免事故的发生。
铅酸电池、氢-镍电池、镉-镍电池等可能由于过充放电因素产生氢气而引起燃烧、爆炸伤害。氢气在空气中的爆炸极限：爆炸下限(体积)4%，爆炸上限(体积)76%。氢气的爆炸(燃烧)条件为：必须由其它点火源给予点火能，氢气在空气中的浓度范围必须在其爆炸极限之内。在电动汽车充电、行驶过程中，为了防止燃烧、爆炸事故的发生应满足以下防护要求：
(1)车辆的任何地方不得有潜在危险气体的聚集。
(2)不允许乘客舱及封闭的货舱内的氢气浓度超过气体体积的2%。
(3)允许气体的最大聚集量应符合国家相关标准。
(4)当给蓄电池充电时，应测量制造厂规定区域内的排气中氢气的浓度;常规充电操作时，氢气浓度应低于气体体积的1%;充电期间发生(车内)通风装置失效、充电器损坏、动力蓄电池连接端子松动、通风管脱落等故障时，氢气浓度应低于气体体积的2%。
(5)在规定的排气区域内不得有电接触火花源、保险丝火花源、制动衬片火花源、接触电刷火花源、静电放电火花源以及香烟、开发火焰、光源等火花源。
3 电动汽车蓄电池化学伤害问题及其防护
电动汽车中有毒气体主要生成于蓄电池电化学反应中，如二氧化硫、硫化氢等。达到一定浓度后，它们会对乘员造成危害。这种危害不仅包括立即的伤害，如身体不适、发病、死亡等，而且包括对于人体长期的危害，如致残、癌变等。对于这些有毒有害气体的检测是要充分重视的问题。附表是一些常见的有毒有害气体的TWA (8小时统计权重平均值)、STEL (15分钟短期暴露水平)、IDLH(立即致死量)ppm和MAC(车间最大允许浓度)mg/m3。
同时要注意，由于蓄电池的电化学反应中大多有氧气生成，一般氧气含量超过23.5%时称为氧气过量 (富氧) ，此时很容易发生爆炸;而氧气含量低于19.5%为氧气不足(缺氧)，此时很容易发生窒息、昏迷以至死亡。正常的氧气含量应当在20.9%左右。
蓄电池在危险工况下，例如碰撞、挤压等原因，通常造成电解液泄漏。造成泄漏的原因主要有2个方面：
(1)由于加工的原因，产品存在形状及尺寸偏差等各种缺陷，使零件联接处产生间隙，由于密封两侧存在压力差，工作介质就会通过间隙而泄漏。
(2)因为外界作用导致蓄电池壳体破坏，从而造成电解液泄漏。电解液的泄漏可能对乘员产生气体、腐蚀等化学伤害，并可能会烧伤乘客和救援人员。因此，对电解液泄漏的研究有利于改进电动汽车设计的整车安全性。目前有以下要求： (1) 危险工况下，控制乘客厢外的电解液泄漏量不超过5.0L; (2) 总的电解液泄漏量是从碰撞试验后，车辆运动停止，车辆停止30min期间和整车翻转试验期间测量所得; (3) 危险工况下，蓄电池电解液不得窜入乘客舱内; (4) 危险工况下，蓄电池电解液不能从车上甩出。
4 电动汽车动力电池性能合理评价问题及解决方案
电动汽车动力电池技术是电动车发展的关键，目前在电动汽车上使用较为广泛的是铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池等。建立一套较完善的电池综合性能评价方法体系势必加快整个电动汽车用动力电池技术的发展和电动汽车实用步伐。目前，国内对动力电池性能的研究和评价只是停留在对电池单独进行试验的层面上，即在对电池进行恒流放电的情况下对其性能进行研究和评价。有研究表明，这种评价和研究方法所得到的电池性能参数曲线和车辆在运行工况下电池实际工作性能曲线的相关性较差。比如，在实车实验中，铅酸电池因负极硫酸盐化程度来决定其寿命。但在一般恒流放电实验中，影响电池寿命的原因是正极板栅腐蚀变形，负极活性物质(海绵铅)收缩。所以，按目前采用的恒流放电方式对电池性能进行评价可能会影响对动力电池性能研究工作的针对性，从而导致研究工作失去意义或意义不大。
纯电动汽车用动力电池性能评价方法提出了一种新的评价方案，按ECE循环运行工况对电动汽车用动力电池放电特性进行仿真分析和实验研究，以其取代目前普遍采用的恒流放电评价方式的有效方法。电动汽车用动力电池所涉及的性能参数很多。模拟车辆实际运行工况，对电池性能的评价不可能做到面面俱到，也没有必要做到面面俱到。选择适当的性能参数来对动力电池进行评价不仅可以节约评价时间，降低评价费用，而且可以做到抓大放小，提高评价的准确性。依据以上论述的电动汽车对电池性能在容量、循环寿命、放电性能和安全性等方面的特殊要求，对电池性能的评价主要包括：
(1)对电池的内压进行检测和评价，从而得到电池的比功率。
(2)对电池的储存容量进行检测和评价，以获得电池组能够提供的持续行驶里程。
(3)对电池放电性能的检测和评价，采用行驶工况模式放电实验，以得到电池在车辆行驶过程中能够提供最大动力性能以及持续运行时间。
(4)对电池使用循环寿命的评价, 按照行驶工况电流模式进行充放电实验，以评价电池的使用寿命。
(5)对电池内部工作温度的检测。
(6)对动力电池组不一致性能的评价，通过在充放电循环寿命实验中监测各个电池组的电压、电流和容量的变化，监测电池组的不一致性能。
5 结论
电动窗帘 篇9
目前,拖拉机大都采用液压悬挂系统[1]。液压悬挂系统由液压泵、分配器、油缸、提升臂及悬挂杆件等组成。其中,液压泵、油缸、分配器结构较复杂,在工作过程中液压系统可能出现阀门卡死、安全阀失灵、泄漏等故障而使整个液压提升悬挂系统无法正常工作。液压悬挂系统的控制方式主要是机液控制方式,采用杆件和弹性元件,弹性元件的迟滞、机械摩擦和杆件的胀缩会影响调节性能。随着拖拉机向低油耗、轻排放、智能化、密封和舒适性方向发展,机液控制系统在结构布置和性能方面已不适应现代农业机械和精细农业技术的发展要求。
针对现有拖拉机液压悬挂系统存在的结构复杂、故障较多、能量消耗高的缺点,以所研制设施栽培小型电动拖拉机为对象,从节省能源和提高作业质量出发,设计与其配套的电动提升悬挂系统,并进行电动悬挂系统性能仿真。
1 电动悬挂系统的设计
基于后悬挂装置的结构和性能要求,结合所研制的小型电动拖拉机的整体构造、空间布置和性能要求[2,3],确定图1所示的电动提升悬挂系统方案。系统由直流电机、齿轮减速、蜗轮蜗杆减速机构、提升臂、提升器壳体、提升控制器、控制面板,以及力、位调节传感器等构成。提升控制器安装在仪表台下,通过电缆分别与控制面板和力、位调节传感器及直流电机连接; 电机安装在提升器壳体前侧,电机轴通过花键套与齿轮减速机构的主动齿轮轴连接,提升臂与蜗轮轴连接,位调节传感器装在提升支架上,力调节传感器装在下拉杆前端。
该电动提升悬挂系统的工作原理[6]: 耕作前,用户根据土壤条件及拖拉机的实际作业工况,通过控制面板设置或修改位置、力的参数预设值,选择一种控制方式。控制器在拖拉机作业时采集角度传感器、力传感器信号,对比悬挂控制系统中位置、力的设定参数值,通过相应的控制算法计算出输出信号,控制直流电机的运转,产生的动力依次经过齿轮减速机构、蜗轮蜗杆减速机构传递给提升臂,从而驱动上拉杆、提升杆、下拉杆,调节农机具的升降,以满足耕深、牵引力等要求。当需农具悬挂在固定位置时( 比如在运输时) ,操作控制面板上的相应按钮发出的命令经提升控制器传递给直流电机,提升农机具至规定位置,直流电机停止运转,利用蜗轮蜗杆自锁的特性即可使农机具悬挂在固定位置不动。
为了使所设计的电动悬挂系统能与市场上现有的农具配套使用,悬挂装置选用0类后置式三点悬挂装置[4]。根据国家标准GB1593.4 -2004规定的下悬挂点后面610mm处的提升力以及提升行程不小于420mm要求,设计的电动悬挂其最大提升农具质量为230kg,提升臂的工作范围取其与水平面的夹角α在15° ~ 60°之间,提升农具至最高位置所需时间t取2 ~4s。
由图1所示的电动提升悬挂系统方案,提升电机输出转速经过齿轮减速、蜗轮蜗杆减速机构减速后,提升臂的角速度为
式中i—提升装置的总减速比;
n0—提升电机额定转速( r/min) 。
根据选取的提升臂的工作范围以及提升时间要求,可得
由此得到
提升速比是衡量悬挂机构提升效率的主要指标。对于电动提升悬挂系统,本文提出新的提升速比定义,为下悬挂点垂直分速度与提升臂与提升杆铰接点垂直分速度的比值与齿轮组总减速比i的乘积,即
农具提升速比可表达为
式中vz—下悬挂点垂直分速度;
vH—提升臂与提升杆铰接点垂直分速度;
vn—农具质心垂直分速度。
根据设计要求的最大提升力,可得到提升电机的输出功率P为
式中F1max—提升臂与提升杆铰接点处产生垂直于提升臂的最大作用力( N) ;
L1—提升臂的有效长度( m) 。
其中,FZmax为悬挂轴最大垂直载荷( N) 。
根据上述的电动提升悬挂设计要求以及式( 3) 、式( 5) 、式( 6) ,可以确定提升电机额定功率、额定转速、提升装置的总传动比等参数。
2 电动悬挂系统动力学模型
根据图1的电动提升悬挂系统设计方案,基于ADAMS / view[5]动力学仿真软件,建立电动悬挂系统动力学模型,如图2所示。
模型中,简化主动减速齿轮和简化从动减速齿轮分别与机体通过Revolute Joint连接,两者采用CouplerJoint关联副建立齿轮传动,关联副传动比为i; 因将蜗轮轴与简化从动减速齿轮简化为一体,所以简化从动减速齿轮与提升臂直接通过Fixed Joint连接; 提升杆通过Revolute Joint分别与提升臂、下拉杆连接; 下拉杆通过Revolute Joint分别与机体、立柱连接; 上拉杆通过Revolute Joint分别与机体、立柱连接; 农具质心通过Fixed Joint与立柱连接,然后对所创建的构件重命名并设置其物理属性。
在主动减速齿轮与机体间所建立的Revolute Joint上添加Rotational Joint Motion命令工具。因所选用的提升电机额定转速为n0= 3 000r / min,则设置Rotational转速为18 000. 0d * time,农具质心质量设为230kg,对模型进行一次3s、步长为200的仿真分析,设置关联副传动比为
其中,所选用的提升电机内置减速行星齿轮减速比i1= 16∶1,蜗轮蜗杆减速比i2= 50∶1。
3 电动悬挂系统动力学仿真分析
对图2的电动悬挂系统动力学模型,进行提升过程仿真[6],可得到悬挂杆件各铰接点受力,如表1所示。
N
可以看出,从动减速齿轮与提升臂的连接点POINT_1和提升杆与提升臂、下拉杆的铰接点POINT_2、POINT_4处受力相对较大,受力变化幅度相对较小,且因提升杆是二力杆,点POINT_2和POINT_4处受力大小基本相等; 下拉杆与地面、立柱的铰接点POINT_3、POINT_5处受力相对较小,但是受力变化幅度较大。
因提升臂与涡轮通过涡轮轴上的花键连接,所以提升臂角速度为
其中,n0和i是结构设计匹配的已知参数(n0/i≈3. 75 ) ,得到提升臂提升角度与提升工作时间是成线性关系的,便于实现耕深控制传感器的设置[7,8]。
图3所示为随提升臂提升角度的变化曲线,可得出随提升臂提升角度的变化趋势。测得的平均值为1.98,均方差为0.0017;的平均值为2.51,均方差为0.144 4。
图4为电机输出功率与提升臂转角的关系曲线,可得到提升电机输出功率随提升臂转角在427. 35 ~478. 9W之间变化,在提升臂与水平面夹角为9. 3°时,提升电机输出功率最大。
图5为下悬挂点提升行程与提升臂转角的关系曲线,可得到下悬挂点提升行程随提升臂转角的变化基本是线性的,易实现对耕深的控制,得到下悬挂点提升行程为489.24mm。
图6为农具质心提升力与提升臂转角的关系曲线,计算得出在下悬挂点后面610mm处,垂直提升力随提升臂转角的变化,每单位牵引功率平均具有390N的提升力。在启动提升时提升力最大,然后提升力逐渐降低。因为设定的提升电机转速恒定,农具的提升速度变化幅度小,所以提升力变化不大。
4 结束语
1) 关键铰接点在提升农具过程中的受力特点,其中蜗轮轴与提升臂连接点受力最大,因此要保证蜗轮轴有足够的强度。
2) 因i是定值,均方差值较小,则对于提出的新提升速比表达式可得iz和in的均方差值均较小,在电动悬挂系统工作过程中的变化规律符合拖拉机悬挂机构提升平稳性要求。
3) 提升电机输出功率最大值小于所选择的提升电机的额定功率,满足了此型电动悬挂系统的设计要求。
4) 提升行程满足不小于420mm标准的要求、且在下悬挂点后面610mm处,每单位牵引功率平均具有的提升力满足了不小于300N的标准要求,具备一定的提升能力。
参考文献
[1]机械电子工业部洛阳拖拉机研究所.拖拉机设计手册(下册)[K].北京:机械工业出版社,1994:281-304.
[2]吴宗泽.机械设计课程设计手册[K].北京:高等教育出版社,2009.
[3]ET Weathely,C Gbocers Jr.Artomatic Depth control of a seed planter based on soil drying frontsensing[J].American society of agricultural engineer,1997,40(2):295-305.
[4]全国拖拉机标准化技术委员会.拖拉机标准汇编[S].北京:中国标准出版社,2008:23-27.
[5](美)MSC.Software.MSC.ADAMS FSP基础培训教程[M].李军,陶永忠,译.北京:清华大学出版社,2004:19-33.
[6]李军,邢俊文,谭文洁.ADAMS实例教程[M].北京:北京理工大学出版社,2002:75-77.
[7]谢斌,朱忠祥,宋正河,等.拖拉机悬挂系统控制技术的发展特点[C]//中国农业机械学会2008年学术年会论文集,2008.
动生电动势与感生电动势 篇10
关键词：动生电动势,感生电动势,分析区别
1动生电动势
如图1, 一根金属棒在匀强磁场中沿与棒和磁场垂直的方向以速度V0向右运动。 自由电荷 (电子) 随棒运动。 必然受到洛仑磁力作用, 而发生运动。 电子沿棒运动的速度为U。 这样自由电子具有随金属棒运动的速度V0同时还有沿棒运动的速度U, 故自由电子相对磁场的合速度为V0。 金属棒ab两端因正负电荷分别积累, 而形成电动势, Uab>0。
由左手定则可知, 由于自由电子相对磁场以速度V运动, 一定会受到洛仑磁力F洛。 当F洛的分力F1与F外平衡, F洛的另一分力F2与电场力FE平衡时, 金属棒两端建立了稳定的动生电动势。
F洛=eBV其分力F1=eBVcosα=e Bu, F2= e BVsinα=e BV0
金属棒ab两端电动势U=BLV0, 自由电子受到的电场力FE=eE= eBLV0/L=eBV0FE与F2等大反向。
F外与F1等大反向 (图2) 。
H合和F洛等大反向。 此时自由电子受到的三个力F洛、F外、FE作用达到平衡。 金属棒匀速垂直切割磁感线运动建立了稳定的电动势。 E=BLV0从能量转化的观点来看: 外力克服洛仑磁力的分力F1做功, 机械能转化的电能。 在此过程中洛仑磁力起到中转能量的作用。 使机械能和电能之间发生转化。
那么洛仑磁力是否做功呢:
F洛的分力F1与V0反向做负功W1, 另一分力F2与电子沿棒移动方向U一致做正功W2, 则有:
W1=-F1V0t=-e BIV0t
W2=F2Ut=eBV0Ut
W=W1+W1=0
其实洛仑磁力F H合与电子合速度V垂直, 其做功为零是肯定的。
我们可以看到动生电动势有以下几个特点:
a.在能量转化上是机械能转化为电能。
b.洛仑磁力参与其全过程并传递能量, 实现两种形式的能量转化。
c.因为洛仑磁力与自由电荷合速度方向垂直, 洛仑磁力不做功。
d.在切割磁感线情况动生电动势E=BLV。
另外还要注意:
a.闭合电路中哪一部分导体切割磁感线运动, 该部分即为电源内电路。 其余部分为外电路。
b.当闭合导体中某一部分分别处在大小或方向不同的磁场区域切割磁感线运动时, 要分别计算出各个区域中导体两端的电动势, 再根据电源极性按电源的串并联问题处理, 从而计算出总的电动势。
动生电动势在实际生活中有广泛的应用。 略举两例。
1.火车测速时, 除用非电学法测定外还用电磁法。 在轨道内预埋设矩形线框并与相应电流表连接。 火车下部附设强磁铁。 当火车通过线框时, 由于与磁场相对运动, 切割磁感线产生动生电动势。从而产生感应电流。 应用传感器把电学量转变为非电学量, 把电流值转变为相应的速度值表示出来。 其原理如图3:
火车速度与电流成线性关系。
2.电磁阻尼与电磁驱动:
磁电式电流表、万用表等在运输过程中电表指针不可避免地发生摆动。 特别是在路况不好、起动、刹车等情况下, 指针可能因为摆动幅度大而变形甚至损坏。 因为惯性原因即使外包装再安全, 也无法避免这种情况发生。 如果用导线把电表的两接线柱连接起来, 就会大大减轻这种损坏。原因就是:磁电式电表指针摆动时, 带动线圈在磁场中摆动, 从而发生相对运动切割磁感线, 产生动生电动势。
两接线柱短按后, 形成电流。 电流做功, 本业化为电路的内能。 实现动能→电能→内能转化。 大大地减少了指针的动能。 使指针摆动大大减弱, 甚至不摆动。
当然产生的内能是很小的, 不会把脆弱的线圈烧坏, 我们大可放心。
电磁驱动原理与此相似, 也是利用相对运动导体切割磁感线产生动生电动势来完成驱动的。
2感生电动势
如图金属环垂直磁场方向放置, 当磁场突然变化时, (如增大) 有麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场产生电场, 则产生逆时针方向的感应电场, 在感应电场中的金属导体中的自由电子受到电场力作用, 而发生顺时针定向移动, 形成逆时针方向的电流。 即电磁感应现象。
再如正电荷q在匀强磁场中以速度V作匀速度圆周运动时, 若磁场突然增加时, 根据麦克斯韦电磁场理论, 产生逆时针方向的感应电场, 该感应电场的方向恰与正电荷q的运动方向一致, 电荷受到的电场力对电荷做正功, 使电荷速度增加。反之若磁感应强度突然减弱, 则电场力对电荷做负功, 电荷速度减小 (图4) 。
麦克斯韦电磁场理论与法拉第电磁感应理论相比较, 其不同之处是麦克斯韦认为只要磁场发生变化, 不论该空间有无闭合导体, 都会产生感应电场。 正是由于变化的磁场产生的感应电场, 使闭合导体中的自由电荷受到电场力, 而驱动电荷定向移动形成电磁感应现象。
按照上述理论上面两个例子其实质是相同的。
我们看到感生电动势有以下几个特点:
a.能量转化上看是:电磁能转化为电能。
b.其过程:磁场变化 ———产生感应电场 ———闭合导体中的自由电荷受到电场力作用, 发生定几移动———形成感应电流。
c.对于一个确定的闭合电路来讲, 磁场变化即磁通量变化。 可用公式E=nΔΦ/Δt计算, 感应电动势的大小。 用楞次定律增反减同判定感应电流的方向。
我们还要注意到:
a.在整修闭合电路中处在变化的磁场中的部分为电源内电路, 其余为外电路。
b.如果闭合电路中既有导体切割的情形, 又伴随磁场强弱变化, 则要分别计算出动生感生两种电动势, 再根据电源的根性照串联电池组处理。
感生电动势也与工农业生产日常生活密切相关。如:变频加热炉, 其外侧线圈中通入变频交变电流把待加热的导电物体放入炉内腔。由于变频电流在内腔产生变化率很大的磁通量, 从而产生很高的感应电动势。在待加热的导体内产生很强的涡流由于电流热效应而产生大量的热, 把待加热的物体熔化。
再如:高压、低压两套平行输电线路应相隔一定距离, 才能保证输电安全。这是因为:同一电线杆上在高压电路输电的情况下, 即使下面低压电路中拉闸断路, 由于长距离平行发生电磁感应, 低压电路中也会出现较强的电动势, 容易发生触电事故。
3从能量转化和守恒定律方面看两种电动势
在电磁感应现象中, 其文形式的能通过动生、感生两种形式的电动势转化为电能。 两种形式的电动势的区别是:动生电动势是外力做功机械能转化为电能。感生电动势则是通过电场力做功把磁场能转化为电能。
两种电动势形成过程又有共同点:它们在形成的过程中闭合电路的磁通量发生变化。故都可以由法拉第电磁感应定律计算电动势的大小:
E=nΔΦ/Δt当然对于导体切割磁感线的情形下应用E=BLV计算更显简便。即:E=nΔΦ/Δt能代替E=BLV计算。 但E=BLV不能代替E= nΔΦ/Δt。 因为导体切割只是一种特殊情形。 两式是全部与局部的 “面” “点”关系。 从能量转化和守恒定律的高度看愣次定律:正是要克服某种阻碍作用做功, 才能使其它形式的能通过做功转化为电能。 没有这个做功过程, 就不会完成其它形式的能和电能的转化。 举一个简单的例子:
如图金属棒ab在拉力F作用下, 沿水平放置的平行导轨以速度V向右匀速滑动, 磁场垂直导轨平面磁感强度为B导轨宽度为L, 电阻的
阻值为R其余电阻不计求外力及安培力和电阻R的功率 (图5) 。
E=BLV I=BLV/R
F安=BIL=B2L2V/R
P安=F安V= B2L2V/R
F安=F外
P外=F外V= B2L2V/R
电阻R的热功率:PQ=I2R= B2L2V/R
可以看出:P外=P安=PQ