电磁铁的应用难题

电磁铁的应用难题（共10篇）

篇1：电磁铁的应用难题

《电磁铁的应用》教案

一、教学目标

（一）知识与技能

1、知道电磁铁的组成和特点。

2、理解电磁继电器的结构和工作原理。

3、了解电铃、电话、磁悬浮列车的工作原理，了解信息的磁记录。

（二）过程与方法

1、经历探究电磁铁的过程，体会控制变量的方法。

2、在评估的过程中，体验评估和交流在科学探究中的重要作用。

（三）情感态度与价值观

1、在探究知识的过程中，形成乐于探究的意识和敢于创新的精神。

2、体验探索科学的乐趣，养成主动与他人交流合作的精神。

二、教学重点

电磁铁的应用，电铃、电磁起重机、电磁继电器的工作原理。

三、教学难点

电磁铁的应用，电铃、电磁起重机、电磁继电器的工作原理。

四、课时安排

1课时

五、教学准备

大头针、电话、磁悬浮列车、电磁继电器。

六、教学过程

一．诊断测试 ①什么是电磁铁？ ②电磁铁有什么优点？ 二．引入新课

人直接操作高压电路的开关是很危险的，如果能够在低压下操作高压电路，就能避免高压的危险。这节课我们就学习利用电磁铁制成的电磁继电器，电话、电铃等电磁继电器的应

用等知识。板书：第六节电磁铁的应用

三．讲授新课

（一）电磁铁的构造

电磁铁是利用电流的磁效应，使软铁具有磁性的装置。将软铁棒插入一螺形线圈内部，则当线圈通有电流时，线圈内部的磁场使软铁棒磁化成磁铁；当电流切断时，则线圈及软铁棒的磁性随着消失。软铁棒磁化后所产生的磁场，加上原有线圈内的磁场，使得总磁场强度大大增强，故电磁铁的磁力大于天然磁铁。

（二）电磁铁的应用 1．电铃

工作原理：电路闭合，电磁铁具有磁性，吸引弹性片，使铁锤向铁铃方向运动，铁锤打击铁铃而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，铁锤又被弹回，电路闭合。上述过程不断重复，电铃发出了持续的铃声。

2．电磁选矿机和电磁起重机 探究

如图所示是电磁选矿机和电磁起重机，请你根据电磁铁的原理，解释这两种机械的工作原理。

3．电磁继电器

说出电磁电器的作用和工作原理

（1）电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流，还可以实现远距离操纵和自动控制。

（2）工作原理：它是利用电磁控制工作电路通断的装置。如图所示，它由电磁铁（A）、衔铁（B）、弹簧（C）、触点（D为动触点，E为静触点）组成，接线时注意电磁铁应和低压电源、电键连接成控制电路；用电器、高压电源和电磁继电器的触点构成工作电路，不可接错。当电磁铁通电时，把衔铁吸引下来，使

动触点和静触点接触，工作电路闭合，使高压部分的电路工作，一旦电磁铁断电，电磁铁即失去磁性，在弹簧的作用下，把衔铁拉起来，使动触点与静触点脱开，从而切断了高压部分的工作电路。

4．磁悬浮列车

磁悬浮列车就是利用列车轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极的排斥作用力而把列车悬浮起来，使列车与轨道没有接触，没有摩擦。磁悬浮列车的阻力很小，因此运动速度很大。

5．信息的磁记录

我们常用的录音机是利用磁带来记录声音的。录音磁带的一面涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁体。当录音机通电时，磁头产生一个强磁场把磁粉磁化。录音过程中声音的电信号就是通过磁化的方法记录在磁带上。放音时，当磁带通过放音磁头时，磁带上磁粉的磁场按原来记录的规律变化，使通过磁头的电流随磁场的变化而变化，电流通过喇叭，记录的声音就还原了。计算机的软盘与硬盘也是通过磁化的方法来记录信息的．

6．电话

（1）电话主要是由听筒、电源和话筒串联在电路中组成的。（2）电话的基本工作原理:（3）话筒主要由金属盒、碳粒和膜片等组成，可以把声音信号转化成按声音的强弱变化的电流信号，其工作原理是：当人对话筒说话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地压挤碳粒，使电阻忽大忽小，在电路中产生了强弱按声音振动而变化的电流信号。

（4）听筒主要由永磁铁、螺线管和薄铁片等组成，可以把按声音振动而强弱变化的电流信号转化成相应的声音信号，其工作原理是：当从话筒传来按说话声音的振

动而强弱变化的电流信号时，磁体对铁片的吸引力也发生强弱变化，使铁片振动起来，产生和对方说话相同的声音信号。

（三）电磁铁的优点

（1）可以通过电流的通断，来控制其磁性的有无（2）可以通过改变电流的方向，来改变其磁极的极性

（3）可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来改变其磁性的强弱

篇2：电磁铁的应用难题

一、教材分析

本节位于八年级科学下册第一章第三节。

内容分析：因为电磁铁产生的磁场很容易控制，所以生活中有很多与它有关的生活和生产用品。在本节中，学生学习的是电磁铁的一些基本应用。比如电磁继电器、磁悬浮列车、信息的磁记录以及一些其他应用。首先是电磁继电器，是利用低电压和弱电流电路的通断来控制高电压和强电流电路通断的一种自动开关，介绍完其工作原理后，教材又设计了一些小活动来让学生对电磁继电器更加熟悉，然后再给出一些拓展，比如水位自动报警器、电铃。接着介绍磁悬浮列车，是由轨道上的强电磁铁与列车上的电磁铁之间的排斥或吸引作用而悬浮。然后讲信息的磁记录，硬盘是将声音、图像、数字等信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，用该磁场使盘片上的磁性颗粒按照方向排列，信息就此记录。教材中继续拓展了磁卡、录音机、录像机和一些机械以及家用电器利用电磁铁的例子。教材中的阅读材料拓展了电话机的原理。

地位分析：本章前两节介绍了磁场以及电流如何产生磁场，在此基础上，学习电磁铁在生活中的应用，举出了很多生活中的例子。

二、教学目标

1.知识与技能

1）知道电磁继电器的工作原理，知道电磁继电器在生活中的应用。2）知道磁悬浮列车悬浮的原理。3）了解信息的磁记录。2.过程与方法

1）通过对电磁继电器原理的学习，拓展其在生活中的应用。2）通过对信息磁记录的学习，体会磁记录在生活中的重要性。3.情感态度与价值观

1）认识电磁铁在生活中的普遍应用，对电与磁的关系有更深入的理解。2）了解多种电磁铁的应用，体会电磁学在生活中的重要性。

三、教学过程

1.新课导入

提问：上节课学习了电生磁，那么电磁铁在我们的生活中有什么应用呢？接下来我们来学习生活中的电磁铁。2.讲授新课

电磁继电器是一种利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。在课堂上，先引入电磁继电器的的功能讲解，然后让学生进行讨论电路中的各个部分分别是什么，分别有什么作用，电磁继电器是如何进行工作的。扩展电磁继电器的应用，讲解水位自动报警器，同样也让学生来进行探究活动，按要求连接教材中的水位自动报警器电路。接着对应教材中电铃的工作原理图，分析电铃是如何发出声音的，并让学生进行回答。磁悬浮列车与信息的磁记录简单带过，要注意让学生明白电磁铁在生活中的广泛应用，多举出几个应用电磁铁的生活实例来加深学生的理解。教材中的阅读材料让学生自行阅读。3.问题与探究

篇3：电磁铁的应用难题

关键词：航空飞行器,计算电磁学,电磁兼容,数值方法

0引言

随着电子技术的发展, 电子、电气设备越来越广泛地应用于航空飞行器上, 恶劣的电磁环境往往使电子或电气设备不能正常工作, 导致航空通信、控制系统性能的降低。因此, 电磁兼容性就成为工程设计中的一个重要课题。只有在整个系统的初期设计时, 对系统的电磁兼容性进行预测, 对不满足电磁兼容要求的部分进行优化处理, 才能最终实现整个系统的高可靠性。

近年来, 计算电磁学发展迅速, 理论日趋成熟和完善, 并广泛应用在电磁兼容领域。利用计算电磁学理论解决工程中电磁兼容问题, 不仅提高了计算的准确性, 而且降低了成本, 为在研发初期掌握产品可能出现的电磁兼容问题提供了有效的手段和途径。因此, 仿真计算对于那些利用实验和测试方法难以解决的电磁兼容问题是一种很好的解决方法。

本文介绍了几种常用的数值算法, 并对各种算法进行了分析。针对航空用电设备常见的电磁兼容问题, 利用计算电磁学理论进行分析和数值仿真, 实现了对用电设备电磁兼容性有效的预测, 为系统的初期电磁兼容性设计提供了理论依据。

1电磁场数值方法的介绍和比较

计算电磁学是现代电磁场理论、现代数学方法和现代计算机技术相结合而产生的一门新兴交叉学科。其主要任务是通过大型计算解决各相关领域中提出的各种极复杂的电磁场问题。

当前电磁学中使用较多的数值方法主要有两类, 一类是以电磁场问题的微分方程为基础的数值方法, 如有限元法 (FEM) 、时域有限差分法 (FDTD) 等;另一类是以电磁场问题的积分方程为基础的数值方法, 如矩量法 (MOM) 、多层快速多极子法 (MLFMM) 等。

1.1 有限元法

有限元方法是近似求解数理边值问题的一种数值技术[1], 最早于20世纪40年代提出, 在六七十年代被引进到电磁场问题的求解中。该方法的原理是用许多子域来代表整个连续区域, 在子域中未知函数用带有未知系数的简单插值函数来表示, 利用里兹变分法或伽略金方法得到一组代数方程, 最后通过求解这组方程得到原边值问题的近似解。原边值问题可表示为:

$\begin{array}{l}\Delta \times (a\cdot \Delta \times \phi +\beta \cdot \phi )=f‚\text{在}\Omega \text{上}(1)\\ \phi =p‚\text{在}\Gamma {}_1\text{上}(2)\\ a\cdot \frac{\partial \phi }{\partial n}\cdot \overline{n}+y\phi =q‚\text{在}\Gamma {}_2\text{上}(3)\end{array}$

式中:Ω是计算区域;Γ1和Γ2是计算边界。有限元法求解上述问题的一般步骤为:

(1) 将要求解的边值问题转化为相应的变分问题:

$\{\begin{array}{l}\delta F(\phi )=0\\ \phi =p\end{array}‚\text{在}\Gamma {}_1\text{上}(4)$

(2) 剖分场域Ω, 其典型的剖分单元有三角形、角锥、四边形、四面体等, 选出相应的插值函数, 在任意单元中有:

$\Phi {}^e={\displaystyle \sum _{j=1}^n{\rm N}}{}_j^e\Phi {}_j^e=[{\rm N}{}^e]{}^{\text{Τ}}[\Phi {}^e](5)$

(3) 将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题, 得到如下一组代数方程组, 求解方程组。即可得到待求边值问题的数值解φi。

${\displaystyle \sum _{j=1}^{{\rm N}}\mathit{{\rm K}}}{}_{ij}\phi {}_i=0‚i,j=1,2,\cdots ,{\rm N}(6)$

式中:Kij为系数矩阵;φi为离散点的插值。

有限元法可以方便地分析具有复杂几何结构和非均匀介质材料的电磁问题, 因此, 这种方法在各种复杂的静态场问题、导波问题、电磁辐射和散射问题中得到了广泛的应用。

1.2 矩量法

自从20世纪60年代Harrington提出矩量法基本概念以来[2], 它在理论上日臻完善, 并广泛用于工程之中, 特别是在电磁兼容领域, 矩量法更显示出其独特的优越性。它的思想是将待求的积分或微分问题转化为一个矩阵方程问题, 借助于计算机, 求得其数解。很多电磁场问题都归结为这样一个算子方程[3]:

$L(f)=g(7)$

式中:L为算子;g为已知激励函数;f为未知响应函数。展开未知函数f为有限个线性无关的已知简单函数fn之和:

$f={\displaystyle \sum _{n=1}^{{\rm N}}a}{}_{n}f{}_n(8)$

式中:an是展开系数;f1, f2, …, fn为展开函数或基函数。将式 (8) 代入式 (7) , 再应用算子L的线性, 可以得到:

${\displaystyle \sum _{n=1}^{{\rm N}}a}{}_{n}L(f{}_n)=g(9)$

选一组线性无关的函数ωm (m=1, 2, …, N) , 分别与式 (9) 两边作内积。

${\displaystyle \sum _{n}a}{}_n<\omega {}_m,Lf{}_n>=<\omega {}_m,g>(10)$

因为m=1, 2, …, N, 所以得到N个方程, 解出f。

矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。

矩量法更适合于求解具有表面电流分布的各种几何体, 如计算天线远、近场辐射场强、方向图等。它的算法简单, 不需要设置边界条件, 而且对于适当的尺寸, 求解速度较快。

1.3 时域有限差分法

K.S.Yee于1966年提出求解电磁问题的时域有限差分法, 其原理非常简单, 即直接将时域Maxwell方程组的两个旋度方程中关于空间变量和时间变量的偏导数用差商近似, 从而转换为离散网络节点上的时域有限差分方程[4,5]。

为了建立差分方程, 首先要将求解空间离散化。通常是以一定形式的网格来划分求解空间, Yee提出了如图 1所示的差分网格单元, 其特点是在同一网格中, E和H的各分量在空间取值点交叉放置, 使每个坐标面上的$\overrightarrow{\mathit{E}}$的四周由$\overrightarrow{\mathit{{\rm H}}}$分量环绕, 同时每个$\overrightarrow{\mathit{{\rm H}}}$场四周由$\overrightarrow{\mathit{E}}$场环绕。这样$\overrightarrow{\mathit{E}}$, $\overrightarrow{\mathit{{\rm H}}}$配置符合Maxwell方程的基本要求, 也符合电磁波空间的传播规律, 使电磁波的时域特性被直接反映出来, 直接给出非常丰富的电磁场问题的时域信息。

时域有限差分法在天线辐射特性计算、微波电路分析、散射体雷达散射截面等方面有广泛的应用, 对于计算孔缝对屏蔽效能的影响具有优越性。

1.4 几种方法的比较

矩量法既要面对繁难的积分方程, 又要注意基函数的恰当选取;既要耐心处理奇异点, 又要巧妙构思快速求解技术。相对而言, 实施有限元要容易些, 只需要注意基函数选取及稀疏矩阵存储方式即可。至于时域有限差分就更容易了。因此一般说来矩量法实施最难, 有限元次之, 时域有限差分法最易。

就通用性而论, 有限元与时域有限差分相近, 都很通用, 矩量法则稍差。矩量法通用性的不足从某种程度上说换来了高精度、高效率。虽然原则上说, 三种方法精度相当, 然而实际计算表明, 矩量法精度最高, 有限元次之, 时域有限差分最差。其原因是矩量法没有数值色散误差, 其他两种都有。时域有限差分不仅有数值色散误差, 且模拟复杂几何形状的误差一般也要大于其他两种数值方法。

2计算电磁学在电磁兼容领域的应用

航空用电设备电磁兼容问题类主要有天线间的耦合干扰、场线耦合, 机箱的屏蔽性能等。若在用电设备设计初期就能考虑电磁兼容性问题, 就能比较容易地满足飞行器上电磁兼容性的要求, 同时也节约了产品测试成本。因此, 利用数值方法对电磁兼容问题进行仿真计算, 并对计算结果进行分析, 就可以有效地对设备的电磁兼容性进行预测和评估, 为设备电磁兼容设计提供可靠的理论依据, 并具有重要的实际意义[6,7]。

2.1 天线耦合问题

飞行器上的天线形式多样, 工作时要求能够与其他天线兼容, 因此天线的布局设计尤为重要。若要减小天线间的耦合, 就要选择使两天线间耦合系数尽可能小地点放置天线, 但又要考虑天线本身的辐射特性最佳等诸多因素。因此实际天线布局设计是一个综合性的调整过程, 预先计算天线间的耦合系数, 对于系统发挥最大功效并电磁兼容性良好来说, 是非常重要的。

当天线端口匹配时, 天线间的耦合度可以表示为:

$C=10\lg (\frac{{\rm P}{}_{\text{r}}}{{\rm P}{}_{\text{t}}})=10\lg (|S{}_{21}|{}^2)(11)$

式中:Pr为接收天线接收到的功率;Pt为发射天线的输入功率。

算例分析:两个喇叭天线相对放置, 两天线间放置一块金属板, 可以有效去除直线上的直接耦合。采用有限元法计算两个喇叭天线的耦合系数。图 2为喇叭天线的仿真模型。图 3为计算得到天线间的耦合系数。

2.2 开缝箱体屏蔽效能计算

一般情况下, 航空电子设备都是用金属箱体来屏蔽外界电磁干扰的。机箱上可能在盖板、通风散热孔、电源信号线处存在孔缝隙, 电磁能量可通过屏蔽机箱上这些孔缝直接进入电子设备, 孔缝耦合作用严重影响了机箱的屏蔽性能, 降低设备或系统的可靠性。因此需要对机箱的屏蔽效能进行数值仿真, 使敏感器件避开场的峰值区域, 提高电子设备的抗干扰能力。

屏蔽体的好坏用屏蔽效能来描述, 屏蔽效能表现了屏蔽体对电磁波的衰减程度, 定义为屏蔽前某点的场强与屏蔽后该点的场强之比[9]。用公式表示为:

$\text{S}\text{E}=20\lg \left|\frac{E{}_0}{E{}_{\text{S}}}\right|(12)$

式中:E0为屏蔽前某点的电场强度;ES为屏蔽后某点的电场强度。

算例分析:某一用电设备机箱, 其正面中心处有一缝隙, 并面对入射波方向。在小孔面积相同的情况下, 考虑了圆形孔、正方形孔和两个尺寸不同的矩形孔四种情况, 如图 4所示。利用FDTD方法计算四种情况下机箱的屏蔽效能。图 5为计算得到的不同尺寸孔缝屏蔽效能的对比。由仿真结果可知, 在开孔面积相同的情况下, 当入射波电场方向平行于长方形孔的短边时, 耦合进箱体的场强最强, 相应的箱体屏蔽效果越差, 且长边与短边的比值越大, 屏蔽效果也越差;当入射波电场方向平行于长方形孔的长边时, 耦合场强最弱, 箱体的屏蔽效果最好。

2.3 场线耦合问题

互连电缆通常是航空通信、电力、电子等系统中电磁兼容性能较为薄弱的环节[10], 外部环境对互连电缆的耦合经常造成系统性能的降低, 甚至失效。研究其对与外部环境电磁场的耦合机理, 对于系统电磁防护及电磁兼容分析有着重要的意义。算例分析:在平面波照射下, 采用矩量法, 计算得到屏蔽同轴电缆上产生的感应电压, 如图6所示, 并计算得到不同线型 (如平行双线、双绞线) 上产生的感应电流, 如图7所示。 由仿真结果分析可知, 双绞线上的耦合电流比平行双线小很多, 从抗干扰的角度来讲应尽可能采用双绞线代替平行双线。

3结语

随着计算电磁学的高速发展, 必将促进多种数值方法的不断涌现, 其在电磁兼容领域必将得到更为广泛的应用。为航空用电设备的电磁兼容性设计提供了理论依据, 实现了电磁兼容设计的有效性和科学性, 从而满足航空通信, 电子系统电磁兼容的要求。

篇4：自制教具在《电磁铁》课中的应用

一、激情引趣，设计悬念

科学课程标准中指出：儿童天生的好奇心是科学学习的起点，他们对事物的好奇心，只要善加引导就能转化成求知欲和学习行为。因此，本课开始我创设了小军送生日礼物“跳舞的小熊”给林林的情境，一开场自制教具就上场，小熊在跳舞。成功引起学生发出疑惑后引导猜测“小熊怎么会跳舞的？”学生猜测后拿掉小熊脚下的活动舞台，让学生观察整个作品的结构。发现原来舞台的下面有一块电磁铁，小熊的脚下有一块铁片。小熊跳舞的奥秘在于电磁铁通电后产生了磁性，将小熊脚下的铁片吸住。电源断开后，磁性消失，铁片和电磁铁松开，一吸一松时，小熊就跳起了舞。

二、合理假设，科学验证

1.当学生看得津津有味时，我趁热打铁，提出“小军认为小熊的舞跳得不够有激情，你能帮帮他吗？”，学生开始热烈讨论，在大部分学生都认为电磁铁的磁性越强，小熊跳的幅度越大就越有激情时，我又问：“猜猜看，怎样让电磁铁的磁性变强呢？” ？并让学生将增强电磁铁磁性的猜测记录在实验单上。为了帮助学生做出科学的假设，我提醒学生要从电磁铁的磁性是怎样产生的这方面来猜想，以确保学生的科学探究朝着更有效的方向进行。

2.自己的猜想是否正确呢？接着验证开始。学生小组实验，验证自己的猜想。实验之前，我要求学生先检查一下自己小组的实验材料，根据材料讨论验证方法和注意事项，在小组长的分工下有序、有效进行实验。养成良好的实验习惯。在实验过程中，我强调：探究猜想时，要注意只能改变一个变量，其他条件不变，才能得出正确的结论。并在验证过程中进行适时的提示和指导，提高学生探究活动的科学性和实效性，以确保活动的顺利进行。

3.小组汇报，得出结论

不改变其他条件时，两节电池的电磁铁的小铁片比一节电池的磁性强。

不改变其他条件时，圈数绕得多的比圈数少的电磁铁的磁性强。

在汇报时，我让学生大胆表述出实验中的发现。自己通过实验获取的知识，不仅会让孩子提高科学探究能力，还会增强他们的自信心，从而促进孩子们良好的科学素养的形成。

4.在学生探究的基础上教师总结：

通过实验，我们知道了同样的线圈电池的节数越多，电流越大，电磁铁的磁性越强；同样多的电池，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。

三、动手实践，加深理解

“仅仅知道道理还不够，还要应用到实践中。这才是我们学习的最终目的。下面请你们想办法使自己组的小熊跳得最高，最后选出前三名。”我又布置下一个任务。科学探究活动是个由简单到复杂，由扶到放的过程。这里我让学生在了解电磁铁的基础上探索出让电磁铁磁性更强，小熊跳得更高的方法。并通过比赛激发学生的兴趣。

接着小组成员研究做法，小组长分好工，合作完成制作。个个忙得目不暇接。这次的探究过程中，我要求学生大胆猜想，积极探索，发展他们对科学的理解力，让他们亲身经历一次较深入的科学研究过程。

最后请各组展示成果，请两名小裁判量出小熊的脚与电磁铁之间的距离，评选出前三。 请获奖小组的同学介绍一下制作过程，说说用什么方法使小熊跳得最有激情的。让学生在分析对比中充分认识到同时增加电流的大小和线圈的匝数可以使电磁铁的磁性更强，加深对电磁铁性质的理解。

四、拓展延伸，深层发展

科学探究是一个能动的、多样的、多层面的、循环发展的过程，让学生在理解科学知识的基础上，进行一些深层次的尝试，是科学探究的目的之一。在此基础上我设计了改变电流方向，小熊的运动方向也会跟着改变这一活动过程，让学生在探究过程中明白电磁铁和磁铁一樣，也有南北极。同时也告诉学生们，关于电磁铁的奥秘还很多，课后可以继续探讨。

五、归纳提升，回归生活

接着出示电磁铁在生活中应用的图片，告诉孩子们电磁铁在生活中应用很广泛。本节课，我运用自制教具引导学生经历了“观察现象—猜想假设—实验验证—得出结论—运用结论—回归生活”这样一次科学探究活动，不仅让孩子经历了一次生动有趣的探究过程，掌握了知识，更重要的是培养了学生的科学探究能力，发展了学生的科学素养。

篇5：电磁辐射与电磁屏蔽涂料的应用.

?189 ? 文章编号 :10010189magnetic shield coatings were introduced in detail.Key words :electromagnetic shield coatings;conductive coatings;electromagnetic radiation 前言 我们生活的环境中实际上充满了形形色色的电 磁辐射 ,一般说来这种看不见的电磁射线对正常人 的影响是微不足道的 ,但随着科学技术的日益发展 , 制订了防止电磁干扰的各种法规 , 其中较著名的法 规包括国际无线电抗干扰特别委员会颁布的 CISPR 国际标准 , 美国联邦通迅委员会的 FCC 规定 , 德国 的 VDE 法规等。在已实施有关法规的国家中 ,凡电 磁波干扰的控制达不到标准的电子电气产品不允许 出厂和进口 ,用以限制电磁辐射的影响。因此能屏 蔽电磁辐射的各类涂料也随之发展起来。越来越多迹象表明这些电磁辐射确实对人体有害。有报导说美国电磁场学专家历时 9 年完成的关于电 磁场对人体健康的影响的报告指出 , 数以百万计的 人们由于长期暴露在较强的电磁场线的辐射中而患 癌症和退化性疾病的危险正在增加。同时也提出高 频电磁波直接对生物肌体细胞产生 “加热” 作用。由 于它是穿透生物表层直接对内部组织加热 , 而生物 体内部组织散热又困难 , 所以往往肌体表面看不出 什么 ,而内部组织已严重 “烧伤”。因此有科学家称 这种电磁辐射为人类的无形杀手 , 但电磁辐射对人

1电磁屏蔽涂料的组成 通常高分子材料的体积电阻率约在 1 010 ～ 1020 Ω? 之间 , 在这种情况下只能作为电气绝缘材料 cm 使用而无法用作为具有导电功能的电磁屏蔽材料。目前为适应电子工业发展的需求已经发展了一些带 有导电性能的高分子材料 , 这类高分子材料的体积 电阻率小于 1010Ω? ,但要能作为较好屏蔽材料的 cm 高分子材料 ,这类材料的电阻率一般需要求小于 10° Ω? ,要制成这种电阻率的高分子材料 , 大致可用 cm 合成法与复合法两大类 ,合成

法是 70 年代以后开发 的 ,用电解聚合法合成的分子结构本身或经过掺杂 处理之后具有导电功能的共轭聚合物 , 其中最典型 的代表是聚乙炔、聚吡咯、聚对苯撑等。复合法制得 的导电材料是以高分子材料为基体加入各种导电物 类影响的程度至今还在进一步探索之中。电磁辐射对电子产品同样有着不可低估的影 响。随着电子产品的微型化 ,集成化、轻量化和数字 化 ,导致日常使用的电子产品易受外界电磁波干扰 而出现误动、图像障碍以及声音障碍等。如果影响 严重则会产生民航导航失误及电脑控制的生产流水 线失控等事件。为此有关国际组织及发达国家先后 收稿日期 :199920 作者简介 : 李勇(19593Ω? , 屏蔽 cm β 效果可达 30～60d(500～1000HE)。例如 TBA 公司 开发的 ECP 502X 和 ECP 503 ,Acheson Colloids 公司 的 Elecotrody 440 S 以及 BEE 化学公司的 Isolex R65 等均 为 镍 系 产 品 涂 料 , 但 镍 系 涂 料 在 低 频 区(< 30MHZ)的屏蔽效果不如铜系涂料。铜系涂料导电性

好 , 但抗氧化性差。随着近年 抗氧化技术的发展 , 铜系涂料的开发与应用也逐渐 增多。如日本昭和电工公司的铜/ 丙稀酸树脂(牌号 为 Copalex100)由于对铜进行了特殊处理 , 导电性能 比较稳定 ,其用量仅为镍系涂料的一半。由于铜的 体积电阻率比镍小 ,因此在涂层厚度相同时 ,铜系涂 料的表面电阻率比镍系涂料低。铜系涂料的其他产 品如 TBA 公司的 ECP 510 ,Acheson Colloids 公司的 Elecotrody 437 ,BEE 化学公司的 lsolex R73 以及化成 工业公司的 ES 3000 等。目前主要采用如下两种处 理技术来防止铜粉的氧化 , 一是用抗氧剂对铜粉进 行处理 ,或有较不活泼金(如 Ag ,Al ,Sn 等)包覆铜粉 表面。其中抗氧剂包括有机胺、有机硅、有机钛、有 机磷等化合物。另一种方法是在制备铜系涂料过程 中 ,加入还原剂或其他添加剂等成分 ,从而制得具有 抗氧化的导电涂料。铜粉表面镀银后体积电阻率可 达 102Ω? 左右。由 cm 于碳系涂料的导电性相对较差 , 用作电磁屏蔽材料 的效果比其他金属填料要差一些。但碳系涂料具有 耐环境性好 ,密度小 ,价格低等特殊优点。近年来国外正致力于发展复合型导电填料 , 这 种导电填料以一种价廉、质轻 的材料(如玻璃、、云母 石墨等)作为基底或芯材 ,在其表面包覆一层或几层 化学稳定性好耐腐性强 , 电导率高的导电物质(如 银、、)而得到复合材料。目前导电云母以其 镍 铜等 比重小、导电性好、有光泽、颜色可调等优点而受到(下转第 194 页)石墨 金属粉 ZnO、、2、PbO TiO V VO 金属系

金属氧化物 SnO、2O3、2、Sb2O、2O3 等 ln 镀金属玻璃纤维、无机材料 玻璃微珠、、云母 炭纤维等 加工时存在变质问题

2屏蔽涂料的开发应用 屏蔽涂料是将合成树脂、导电填料、溶剂配制而 成 ,将其涂覆于基材表面形成一层固化膜 ,从而产生 导电屏蔽效果。涂覆方法主要采用喷涂、、刷涂 浸涂 和辊涂等方法。导电涂料作为电磁屏蔽材料的最大 优点是成本低 ,简单实用且适用面广 ,使用最多的是 银系导电涂料 , 也是开发最早的品种之一。美国军 Technique exchange Chemistry and Adhesion № 2000 4 ?194 ? 212

定量分析 C%= 表1 样号 1 2 # # 采用外标法定量(单点校正)A2 ×P A1

3实样分析(见表 2)表2 样号 992 997 C%— 样品中 NPMI 的 含量/ % 0164 1104 取标样进行分析 ,取平行测定 3 次的结果见表 1。加标 量/ % 0112 0125 本工作建立了控制生产 N苯基马来酰亚胺的合成 [J ] 1 江苏化工 1998;26 [2 ]

李云 1N211 11461 [5 ]

篇6：电磁铁的应用难题

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等构成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

篇7：《电磁继电器的应用》评价

一、值得学习的方面

（一）在教学设计方面有以下五点：

1、体现了教师主导——学生主体的教学思想

2、对教材版本、学科、年级、课时安排有清晰的说明并对学习内容和本节课的价值及重要性介绍的比较清晰。

3、教学目标体现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标，体现对学生综合能力尤其是创造性思维能力、解决问题能力的培养，且阐述比较全面，适度，具体，符合初中学生的认知水平。

4、较详细地分析了学习者的知识水平，学习能力，兴趣及情感态度等。

5、设计了合理的教学任务和教学策略，教学策略内容和形式丰富丰富、多样，便于发展学生的多种智能，体现自主、合作、探究的学习方式，各教学环节的操作描述具体，有清晰的目标说明，各教学策略体现了学习者特征，有利于教学目标的落实

（二）在课堂讲授过程中，教师能够根据不同的教学内容，采用不同的教学策略，在复习知识，引入新课环节采用了先行组织者策略，设计实验时采用了情境教学策略，在确立方案，动手制作环节采用了合作探究的学习策略等。通过一节课的学习，学生了解电磁继电器在现实生活中的作用，一定程度上培养了学生动手及解决问题的能力、合作探究的能力。

二、我认为安老师在教学设计和实施中也有需要改进的地方

（一）教学过程设计中的活动设计缺少层次性，不能体现对学生不同阶段的能力要求

（二）在教学实施过程中，对于一些难点内容，比如让学生设计和完成的实验，学习有困难的同学可能不会顺利完成，教师应该给学生充分的引导或是通过学生小组讨论效果会好一些

篇8：电磁铁的应用难题

关键词：电磁辐射,电磁兼容,频段,磁场

电子工程与科学中有一门较为重要的学科为电磁兼容,它主要涉及到电子设备专用设计技术与测试方法,旨在为电子设备提供一种防范外来磁干扰的作用,并将自身所产生的干扰控制在合理范围之内,其中电磁兼容主要涵盖了电磁测量技术、电磁干扰机电磁抑制等技术。电磁理论作为电子工程技术的重要基础,其基本电磁理论均可以由电磁方程推导而出。同样,电磁兼容测量技术与电磁干扰抑制技术也需要电力理论作为重要基础,从而对电磁骚扰等问题进行全面、详细且准确的研究。

在具体的电磁兼容测试当中,虽然实际问题较为复杂,但是我们仍然可以将其大致分为小环天线、电小天线两种典型的辐射模式,其次,很多实际电磁辐射源也是此两种典型模式的迭代,因此本文通过对典型辐射模式进行分析,并给出一系列适用于实际辐射源的一般规律。

1 小环天线电磁辐射

如下图所示,小环天线直径小于波长,将小环天线通电之后放置在球坐标系中的X-Y平面,坐标原点与环中心重合。此时,设小圆环面积为A,所流经电流为I,可以得出麦克斯韦方程式(微积分形式),如下 :

上式中,H为磁场强度、E表示电场强度、B代表磁感应强度、J为电流强度、为电荷分布密度、D表示电位移强度。

将上图所展现的小环天线电磁辐射将矢量磁位对其进行推导,可以得出小环天线在空间中某处的电磁分量表达式,具体如下 :

上式中,r表示坐标原点距场点的距离,, λ代表波长。

在分析小环天线周围磁场分布时应将其分为两种情况加以讨论,分别为近场(感应场)与远场(辐射场)。

2 感应场与辐射场的特点分析

2.1 感应场特点

在上文的小环天线推导过程当中,我们将作为感应区域,但是在电磁兼容领域却一般将作为感应场区进行处理。众所周知,电磁波电场分量与磁场分量的比值为波阻抗,因此对于小环天线而言,其感应场区的波阻抗可以由上述公式推导而出。

由此可知,小环天线感应场区阻抗为虚数,因此也表明了磁场与电场相位差异角为90°左右,会出现能量震荡现象。但需要注意的是,在感应场当中,感应情况不单单是由场源性质与耦合纺织所决定的,其感应导体状态、所处位置与周边环境都会影响到电磁场的实际分布情况,严重时甚至会扰乱正常的电磁场分布。

2.2 辐射场特点

电磁兼容领域内,人们通常将远场区或辐射场区规定为辐射源点相距在的区域。从上述公式中不难看出,辐射场区内只有两个场分量,并没有位于传播方向上,因此辐射场具有以下几类特点 :

1) 电场与磁场相互垂直、时间相位相同 ;

2) 电磁波能量传播方向为S=E×H ;

3) 电场E同磁场H正比于

3 电磁辐射理论在电磁兼容测量中的应用

3.1 固定电子设备(大中型)测试

对一些大中型固定电子设备来说,根据不同国家、地区的电磁兼容法律规定都需要对电磁兼容水平进行准确的评估与检测,其中最为关键的项目在于如何测定电子设备在运行当中所产生的电磁辐射、对电网的骚扰电压、电流谐波等。不仅如此,一般固定的电子设备尺寸往往较大且不易挪动,因此很难在条件良好的实验室当中进行操作,因此人们往往通过现场测试的方式对电磁兼容进行评估测定。

如下图所示,现场测试辐射干扰要以大中型固定电子设备为中心,并以为半径在一定范围内构建测试圆轨,然后将EMI接收机与测试天线放置于测试圆规之上对辐射干扰进行测定,最后在将EMI接收机与天线于圆规上持续移动开展连续性的测试。在完成整圆轨测试工作之后,便可以大致得出电子设备辐射干扰曲线,从而对电子设备相关参数与技术要求进行考核与评估。

但需要注意的是,由于固定式电子设备体积较大,因此其发射源与电磁辐射发射部位距离较远,从而出现分布区域过大的问题。而本文所阐述的则是辐射场尺寸小于波长的情况,正因如此,如果在实际测试过程当中出现了这一问题,那么就应该根据实际情况扩大圆轨半径,确保测量的准确性。

3.2 确定电路板辐射、干扰源

电小天线与小环天线所能起到的另一重要作用即电场探头与磁场探头,它能够对电子线路板上的干扰发射源加以探测。将电磁场探头贴近电子线路板时,探头会感应到一系列电路板原件所发出的电磁辐射,然后将接收的感应电磁转化为电信号,最后经放大器放大之后传至EMI接收机,便可以清晰准确的反映出电磁辐射的大致水平与频率。同样,需要考虑到的是,由于近场效应的影响,探头在探测电子线路板元器件电磁量的过程中会对原有电磁场的分布构成影响,因此所测得的结果往往不够准确,所呈现出的电磁辐射频率也有着一定的不稳定性、非线性特点。

3.3 测量、测定辐射干扰程度

3.3.1 确定近场、远场

电磁兼容测量过程当中我们应对感应场对测试所造成的影响予以高度重视,首先我们要根据测试频率所测得的具体数值同测试距离相比较,对感应场的影响程度加以较为准确的确定。当处于低频频段时, 值较大,因此测试距离很可能会出现之间,甚至会出现值域更小的问题。所以我们必须要对感应场的影响详加考虑,在条件允许的情况下应按照上文所阐述的测试距离增加的方法重新测量,从而提升测量的精准性。

3.3.2 测量电子设备尺寸

上文分析中我们通过假设电波波长大于辐射场源尺寸发现,如果所测量的电子设备尺寸较大,其波长与场源区域的大小不可比拟,那么传统的物理模型测试法显然无法完全使用。因此我们应采取有效措施扩大被测天线与被测物体间的距离,如果出现距离过远的问题,我们仍将其认为电波波长大于电子设备尺寸。从某种程度上来说,我们在具体的电磁兼容测量过程当中不仅要确定辐射区与感应区的分界点,同时也要根据实际情况确定合理的测试距离,从而取得最佳的测量效果。比如当测试设备距离为时,在同一频段的设备我们应该扩大测试距离r为原有距离的5~6倍乃至更大,确保测量质量。

4 结语

篇9：电磁感应的应用——电磁炉

1 电磁炉的主要构成及工作原理

电磁炉主要有两大部分构成：电子线路部分及结构性包装部分。

① 电子线路部分主要包括：功率板、主机板、线圈盘及热敏支架等。

② 结构性包装部分包括：瓷板、电源线、说明书、合格证等。

电磁炉加热原理如右图所示，灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷玻璃平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加热线圈（即励磁线圈或诱导加热线圈）、高频电力转换装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底铁质烹饪锅。

其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。

电磁炉的专用锅：由于非导磁性材料不能有效汇聚磁力线，几乎不能形成涡流（就像一个普通变压器如果没有硅钢片铁芯，而只有两个绕组是不能有效传送能量的），所以基本上不加热；另外，导电能力特别差的磁性材料由于其电阻率太高，产生的涡流电流也很小，也不能很好产生热量。所以，电磁炉使用的锅体材料是导电性能相对较好，铁磁性材料的金属或者合金以及它们的复合体。

2 电磁炉特点

①节能（热效率高）

电磁炉的优势首先表现在它的热效率极高。电磁炉的应用电磁感应使铁物质的底部产生无数小涡流，大大提高了热效率。煤气炉及电饭锅的加热原理是先烧红器皿底部直接加热锅内食物，另有部分热耗用在燃烧空气，热效率在40％－65％之间，热能耗量大、煮食慢。而电磁炉的热效率普遍高于80％，用传统炉灶明火烧开一壶水大约需要9min，而放到电磁炉上则只需2至3min，大大节省了能源。

②安全

电磁炉在使用过程中既不会产生明火，炉面本身也不发热，炉体内没有高于250℃以上的高温部件，不会发生灼伤事故。同时，电磁炉表面的耐热板，要求放在它上面的金属锅具一定要有足够的接触面积才会产生热能，如接触面积过小，则不会发生电磁感应，当然也就不可能发热了。即使将汽油洒在炉面上也不会引起燃烧，绝不会导致火灾事件，更不存在因泄漏煤气而引发的种种事端。当把锅具从炉面上拿下来时，电磁炉也会自动切断电源。可以说电磁炉是一种十分安全的灶具。

③环保（卫生、清洁）

电磁炉被称为具有时代前卫气息的绿色炉具。因为在铁物质利用磁场感应加热时，不会释放任何物质，无火、无烟、无味，也不升高室温。而传统的煤炭、石油气、煤气燃烧时，因燃烧空气，以致室温不断上升，厨房油烟不断增多，同时会释放出一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等有害物质影响人体健康。使用环保电磁炉没有传统炉具诸多污染的问题，所以真正实现了清洁房间，保护环境。

④精确（温度控制准确）

电磁炉可以根据用户不同的烹饪要求，灵活且准确的控制发热功率及烹饪温度。电磁炉的输入功率通常在200W~2 400W之间，可以任意选择烹调所需的温度（恒温制）和将温度设定到某一挡。电磁炉采用先进的科学方法研制出从0℃到240℃一系列的恒温装置，因此烹调时你可以选择所需的温度，十分方便。

⑤多功能、占用空间小

电磁炉无疑是煎、炒、炸、煮、炖的全能手，这比其它炉的单一功能相比无疑有巨大的进步，而且最大限度地节约厨房空间，又没有辐射及漏电的危险。 另外，操作也简单、方便。

篇10：电磁铁的应用难题

当顾客们抱怨商家售后服务电话总是占线的时候，也许他们已经开始暗暗发誓不再考虑选择这家店的产品了。这就是为什么一些零售商总是抱怨网点在不断增多，但是市场却越做越小的原因。

在中国零售市场竞争激烈的今天，信息不对称直接导致企业面临淘汰。如果沟通管理出现障碍，那么零售商只能把打拼下来的市场一点一点让给别人。美国Aspect软件公司CTO兼技术服务和研发执行副总裁Gary Barnett在接受《中国商贸》记者采访时表示，“缺乏有效沟通是阻碍零售业发展的关键，Aspect就是通过统一通信应用来提升企业效益的。”

售后服务“找人难”

很多零售企业发现，将售前、售中、售后服务融合能大大提升企业经营的效率。所以一些企业倡导“一站式”购物，在消费者来店之前就详细为他们解答所有的难题，在消费者购物的过程中他们有是很好的向导，在消费者购买结束后他们又扮演了售后服务的角色。

住在北京西城区的王先生为了买一件家居，开车几十公里到朝阳区。记者了解到，他家附近就有一个家居卖场，那么，王先生为什么要舍近求远呢?原来，王先生早先在家附近的卖场买了一件组合柜，但是在组装上出现了一些小问题。于是，王先生打电话给商家咨询，总机大多时候都在占线，等好不容易连上总机，却又在转接中断了线。最后，王先生自己硬着头皮上门和商家理论。打这以后，不管这家商铺做多大力度的优惠活动，他也不再去光顾了。

可见，顾客与商家的沟通是非常重要的，如果商家本来拥有一支强大的售后团队，却因为和顾客联系上出了问题，那才是赔了夫人又折兵呢，

但是在现实生活中，这样的零售企业却不鲜见。当理性的消费者把售后服务能否及时作为评价一个商家的好坏时，零售商应该想办法满足客户们的需求。

“Aspect统一通信应用可以帮助企业机构消除沟通上相互隔绝的孤岛，同时让那些面向客户的业务流程表现得更加贴心周到。”Gary Barnett向记者举例，在客户服务电话的过程中，客户可以随时从自助服务转为人工服务，如有必要还可升级为专家亲自服务。在此过程中，联络中心管理人员都拥有全方位的管理控制权和可视化的观察能力。”

有调查显示，采用Aspect公司解决方案的企业机构可以把客户满意度从原来水平基础上提升8%，客户首次电话解决问题率提高5%，工作效率提高10%，维护费用则可降低20%。

低成本的选择

“在经济条件不好的情况下，从内部和外部两个方面，呼叫中心都可以帮助企业渡过难关，谋求更长远、更快速的发展。”Gary Barnett提出，解决企业沟通的根本是创立一个呼叫中心，在此基础上完善配套的服务。

“我们会发现新一代的呼叫中心已经不是传统上的呼叫中心了。我们最开始定义的呼叫中心是由坐席人员来为客户提供服务，解决客户的一些问题，或者跟客户进行一些交易，但是随着统一通信应用的发展，呼叫中心的范围更广泛，只要是客户有需要，可以让企业内任何人都随时参与到帮助客户解决问题或者达成交易的团队中。在这种情况下，企业就可以提供更好的服务，而成本更低。”Gary Barnett如是说。

不过有关专家认为，呼叫中心的门槛非常高，需要花费很多的钱，建设的时间也很长。建设好之后，又很难随着业务量和业务形态做调整。

对此，Gary Barnett解释，Aspect所提供的统一通信应用解决方案，是建立在通用的计算机网络和微软OCS平台上，不仅成本低、上线速度快，而且具有很高的灵活性。“在Aspect总部，你基本看不到传统的电话和交换机，所有的工作沟通都是基于微软OCS和Aspect的统一通信应用。我们要把这样的解决方案介绍给国内的零售企业，帮助他们全面提高客户联络以及企业内部的业务流程。”