电磁感应的优点精选(九篇)
前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的电磁感应的优点主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。
第1篇：电磁感应的优点范文
1相近知识“比一比”
1.1电现象与磁现象
.电现象 磁现象种类 两种电荷，正电荷和负电荷 两个磁极，南（S）极和北（N）极作用 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引形式 电场 磁场方向 正电荷定向移动的方向为电流的方向 磁场中某处小磁针静止时N极所指的方向电现象与磁现象都是看不到、摸不着的，我们可以通过一些现象认识到电流和磁场的存在，例如通过用电器的工作或电流计指针偏转可以说明有电流通过，通过放入磁场中的小磁针发生偏转可以说明有磁场存在，这种思想方法叫做转化法.2、三种电磁现象现象 发现者 能量的转化 判定方法电流的磁场 奥斯特 / 安培定则电磁感应 法拉第 机械能电能 右手定则磁场对电流的作用 / 电能机械能 /1相关知识“连一连”
1.1电动机与发电机
直流电动机交流发电机原理通电线圈在磁场中受力转动电磁感应能量转化电能转化为机械能机械能转化为电能构造转子和定子（线圈和磁体）外电路与电刷相连的是换向器闭合的铜环先后顺序先通电，后转动先转动，后产生电流力的性质磁场力外力导体中的电流有电源提供感应电流判断依据外电路有电源外电路有用电器或电流计1.2磁极、磁场和磁感线
磁极是磁体中磁性最强的部分，一个磁体只有两个磁极，一个是南（S）极，一个是北（N）极，磁体的中间几乎没有什么磁性.磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程叫做磁化.软铁被磁化后，磁性容易消失，这种磁体被称为软磁性材料，可用于电磁铁的铁芯；钢被磁化后，磁性能长久保留，被称为硬磁性材料，可制作永久磁体.磁体具有吸铁性和指向性.
将一磁铁靠近一个静止的小磁针，会发现小磁针发生偏转，拿开磁铁，小磁针静止后恢复了原来的指向，这反映了磁铁周围对小磁针有磁力的作用，即磁体周围存在磁场.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场而发生的，因此磁场是真实存在的.磁场是存在于磁体或电流周围的特殊物质.磁场有强有弱，且有方向性.磁场看不见、摸不着，研究磁场的方法是通过放在磁体周围的小磁针发生偏转，这种研究方法叫做转化法.指南针会指示南北方向说明小磁针受到了磁场的作用，这个磁场就是地磁场.
磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型，它是依照铁屑在磁场中被磁化为一个个小磁针，在磁场里排列和分布的情形而画出的曲线.磁感线是有方向的，在磁体的周围，磁感线从北极出来，回到南极，（磁体内部的磁感线与外部相反，从而形成闭合曲线）.磁感线上各点的切线方向与放在该点的小磁针静止后北极所指的方向一致.磁感线不会相交，磁场中任一点的磁场方向都只有一个确定的方向.磁感线的疏密程度可以表示磁场的强弱，磁感线密的地方，磁场强，磁感线疏的地方，磁场弱.磁极附近的磁感线较密，表示磁极附近的磁场较强.
2重点知识“变一变”
通电导体在磁场中受力运动和电磁感应现象的两个实验装置是很相似的，在学习中一定要仔细观察，细心比较异同.通电导体在磁场中受力运动实验如右图所示，电磁感应实验如左图所示.从图上看，两个实验的不同之处在于通电导体在磁场中受力运动实验器材有电源，而电磁感应实验器材没有电源，却有一个电流计.其余的实验器材是基本相同的.
通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟导体中电流的方向和磁场的方向有关，当电流方向或磁场方向发生改变时，导体的受力方向也会发生改变，当电流方向和磁场方向同时改变时，通电导体受到的力的方向不变.需要注意的是，不是在任何情况下通电导体在磁场中一定受到力的作用，当通电导体中的电流方向与磁感线的方向相同或相反（即电流方向与磁感线方向平行）时，通电导体将不受磁场力的作用.
电磁感应现象中，产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动.这其中包含两层意思：一是要有一部分导体做切割磁感线运动，这里要注意的是切割磁感线运动的是一部分导体，而不是整个电路，还要注意的是做“切割磁感线运动”就是把磁感线切断，也就是说，导体的运动方向一定与磁感线成一定角度，而不是与磁感线平行，否则是不能切割磁感线的.二是电路应该是闭合的，而不是断开的，即组成电路的各个元件连接成一个电流的通路，如果是不闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只是在导体两端产生电压，因为不闭合就不能形成电荷定向流动的通路，所以电路中就没有电流.
电磁感应现象中，感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关，当磁场的方向或导体切割磁感线运动的方向发生改变时，感应电流的方向也随之改变，若同时改变磁场的方向和切割磁感线运动的方向，则感应电流的方向不变.
3难点知识“表一表”
3.1电生磁
（1）电流的磁效应：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现：通电导体周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关.
（2）通电螺线管的磁场外部与条形磁体的磁场一样，其极性可用安培定则来判断.影响通电螺线管磁极的因素是电流的方向和线圈在螺线管上的缠绕方向.
（3）电磁铁：电磁铁的优点是可以控制磁性的有无，通电时有磁性，断电时无磁性.磁性的强弱与通过电流的大小和螺线管线圈的匝数多少有关.
（4）电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的开关，其优点是：通过低电压、弱电流电路的通断，间接控制高电压、强
电流电路，可以实现远距离控制和自动控制.
3.2磁场对通电导线的作用
（1）通电导体在磁场中受到力的作用，其受力方向跟电流的方向和磁场的方向有关.
（2）通电线圈在磁场中受力时会发生转动，最终静止在平衡位置，若持续转动，则需要换向器.换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能够改变线圈中的电流的方向，使线圈持续转动下去.
3.3磁生电
（1）电磁感应现象：1831年英国科学家法拉第发现：闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流.
第2篇：电磁感应的优点范文
关键词：多媒体；物理教学；高中
一、引言
随着科技的发展，教学的过程也不再因循守旧。将现代科技应用到传统教学过程，是对原有教学模式的改革，能够提高教学效率。包括高中物理在内，高中大多数学科在不同程度上都利用了多媒体教学技术，从而解决了困扰教育界的许多问题。在物理教学中，多媒体可以实现各种实验的演示，还能对预期实验结果进行模拟，并且分析实验数据，这一系列的优点，将物理过程与物理原理以更为有效和直观的方法展现给高中生。
二、应用案例———多媒体教学
《法拉第电磁感应定律》人教版物理教材选修3－2中的第四章第4节中，“法拉第电磁感应定律”是电磁学最为基础和重要的内容，它巧妙地将电、磁间的相感应联系起来，在物理学中同“牛顿三大运动定律”一样重要。因此，让学生能够充分地掌握这节课的内容对于今后电磁学的学习至关重要。但是电磁感应非常抽象，又是一个动态变化过程，仅仅依靠图片和文字讲解无法使学生有效掌握相关知识。多媒体课件的应用，形象而又准确地将电磁感应定律展现给学生，能够收到比较好的教学效果。本节多媒体课程教学是在学生已经了解了一些电磁感应基础理论知识的前提下展开的，这节课要让学生全面掌握电磁感应规律，通过教师的组织和帮助，在多媒体课件的辅助下让学生主动参与，自己去发现问题，寻找方法解决问题，最终理解知识。第一步是教师将PPT上的电路图播放给学生，如图1所示：让学生观察两个电路存在的不同，通过对比了解感应出的电流产生的条件，寻找感应电动势同磁通量之间的关系。再进行相应的理论讲解，引出感应电动势的变化同磁通量的变化快慢之间关系的问题。以动画的形式演示给学生，使学生有直观的感受，如图2所示。观察完现象后，让学生分成小组展开探讨，试着对所发现的问题进行解答。让学生知道电流表发生偏转是由于感应电流的产生，即产生了感应电动势，电流表发生偏转的幅度与感应电动势大小对应。以及，插入线圈的速度越快就能使指针产生越明显的变化，就能产生越大的感应电动势。最后在教师的帮助下得出以下结论，并将结论使用多媒体展示给学生。让高中生利用观察到的实验现象展开思考，在小组讨论中，寻找出E和Δφ之间的关系，再使用类比的方法展开猜想。最后进行总结，得出结论。课后布置例题：在如图所示的闭合电路中，导体ab在匀强磁场B中，ab长度已知，以匀速切割磁感线，求感应电动势。通过多媒体教学，能够化抽象为形象，使学生学习艰涩难懂的物理知识过程中充满乐趣，能够提高课堂效率。
三、应用案例———《核裂变》多媒体教学
教学过程中可以先给学生利用多媒体播放《核裂变过程》的视频，让学生能够“看”到反应发生的过程。让学生结合核裂变的动画和比结合能的图片，思考有什么特点的原子核可以发生裂变反应。然后通过课堂讨论，总结核裂变的特点，如图3所示。然后以视频的方式讲述中国物理学家钱三强与何泽慧对三分裂和四分裂现象的研究过程。这样能将高中物理涉及的最难的量子力学部分的核裂变课程讲得非常生动，让学生产生学习的兴趣。视频播放后，老师开始讲解比结合能的理论知识，使用比结合能来引出重核裂变的反应过程，既复习了前一节知识又串联起来本次课程。
四、总结
多媒体技术在高中物理教学中广泛使用是教育与现代科技的完美结合，能够有效改善以往枯燥乏味的物理课堂学习活动，使物理教学方式更为多样化，能够给学生的学习带来许多乐趣，使学生的学习变被动为主动。
参考文献：
［1］沙文霞．多媒体技术在高中物理教学中的应用研究［J］．无线互联科技，2015，（21）：98－99．
第3篇：电磁感应的优点范文
关键词：物品；物理实验教学；应用
实验对学生学习物理以及对教师培养学生动手能力的作用而言，是不容忽视的。加强演示实验，对物理教学可达到事半功倍的效果。下面是笔者在教学实践中，利用几种物品在改进物理演示实验的几个实例，供同行参考。
一、用矿泉水瓶演示完全失重
在矿泉水瓶侧面开一个出水孔(开得小一点)，在瓶子放在桌面上时，由于重力，水会从小孔流出。若使瓶子突然向上抛出、向下加速抛出、斜向下抛，水都不会从孔中喷出。由此可以说明完全失重现象。验证出抛出去的容器在没有动力作用下处于完全失重状态。
二、利用扬声器、电磁炉演示电磁感应现象
1.首先利用―个废旧扬声器，先让学生观察扬声器的结构，扬声器由音圈(线圈)、永磁体、锥形纸盆、支架四部分组成的。然后将数字万用表(或指针式万用表)置于“50”或“1mA”档上，把扬声器口向上平放在桌面上，万用表的两只表笔分别接触在扬声器的两个焊点上，用手上下推动扬声器的纸盆，观察显示屏上的数字随着纸盆的上下运动发生跳动，表明音圈在磁场中上下切割磁感线，产生了感应电流。
本实验的优点是让学生看得见电磁感应现象中微电流的“数字”，克服了教材中做该实验灵敏度低的缺点。
2.先把电磁炉放在实验桌上用一张花布遮住，同时准备一个线圈和白炽灯连接成―个回路。第一步使回路断开，让线圈在布上移动，观察灯泡的亮度。此时灯泡不亮。第二步，接通回路让线圈在布上移动，灯泡发光。验证了电磁感应现象。
三、用试管演示气体内能改变与做功的关系
用酒精灯加热带活塞的试管，压强增大到一定程度，将塞子推出，发出“喘”的响声并出现“白雾”，使学生既能看到又能听到。
本实验采用放大、鲜明、形象的显示手段，使学生有多种感官参与感知，形成了足够的可见度、可昕度。
第4篇：电磁感应的优点范文
一、初中物理中的电磁转换
（一）电磁学的重要性。
电磁学在当今物理学领域中依然有许多问题有待研究。电磁学是由电学和磁学相互独立的学科发展而成的。在现今学习过程中，这部分内容与力学、电学的知识点有不少相同的部分。在高中及大学的学习中这部分内容将是重中之重。
（二）知识梳理。
1.磁体与磁场。
磁体：带有磁性的物体叫做磁体。（磁性：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。）
磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
磁场的方向：小磁针静止时北极所指的方向（北极所受力的方向），为该点的磁场方向。
磁感线：磁体周围假想的带有箭头的曲线。磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。磁感线的切线方向为该点的磁场方向。磁感线一般采用虚线，因为磁感线在磁体周围实际是不存在的。（磁场是实际是存在的。）
2.电流的磁场。
奥斯特实验：本实验说明通电导线周围存在磁场。
本实验通电导线必须南北放置：排除地磁场的干扰。
本实验还可以说明通电导线周围磁场方向与电流方向有关。
通电线圈周围存在磁场：通电线圈周围磁场方向的影响因素：电流方向、线圈的绕向。通电线圈周围的磁场分布与条形磁体相同。
安培定则（右手螺旋定则）：四指指向为线圈中电流环绕的方向，大拇指指向为N极。
3.电磁铁：带有铁芯的线圈。
通电线圈磁性强弱的影响因素：有无铁芯、线圈中电流大小、线圈的匝数。
电磁铁与永磁体相比的优点：可控制有无磁性、可控制磁性强弱、可控制磁场方向。
4.电磁继电器：分为低压控制电路与高压工作电路两部分。
5.磁场对电流的作用。
通电直导线在磁场中受到力的作用：受力方向与电流方向有关，受力方向与磁场方向有关。
通电线圈在磁场中的受力情况：通电线圈在磁场中能转动。（受到力的作用）
通电线圈在磁场中不能持续转动。（在平衡位置时线圈受到平衡力作用）
磁电现象用于电动机，电磁感应用于发电机。
二、电磁转换课堂上的实例引入
（一）基础知识理解，熟练应用概念。
物理是一门具有很强理论性的课程，而且是与实际生活紧密联系的一门课，所以说物理是一门非常有魅力的课程。对于初中生来讲，初涉物理理解的知识体系还不全面，公式概念的记忆上存在一定困难，所以要用理解的方式弄懂并记忆。
例1：演示实验：给缠绕在铁钉上的导线通电后铁钉能够吸引大头针，联系上节课内容磁体能吸引大头针，说明导线通电后铁钉具有了磁性。展示一段视频内容，电磁起重机用衔铁吸起一堆钢铁后再在另一处放下。
经过讨论思考得出结论：利用电流可以获得磁场。
例2：把甲铁棒的一端靠向乙铁棒的中间部分，发现二者相互吸引，而把乙铁棒的一端靠向甲铁棒的中间部分时， 两铁棒互不吸引，那么由此可以判断：（？摇 ？摇）
A.甲有磁性而乙无磁性
B.甲无磁性而乙有磁性
C.甲乙均有磁性
D.甲乙均无磁性
分析：此题看起来比较抽象，而且不易想到与电磁知识相关，很容易造成错觉。实际上这道题应用了书中概念问题。两个铁棒相互接近时所得的结果不一样，所以二者中哪个有磁性的答案不能肯定，故排除C、D。然后考虑甲向乙中间部分靠近时候两者是吸引的。对于磁体来讲两极都具有同性相斥、异性相吸的特性，而中间部分不会被吸引或排斥；对于一般的铁棒来说，可以被磁体上任何部分吸引。了解到这样的概念性问题后，将可以轻松判出哪个是磁体，哪个不是。
答案：A
上面这道题涉及了概念问题，这样和生活经验和理论知识结合，并且勤于思考、动手，才能将所学知识理解并牢记。
（二）联系实际，把握要点。
初中物理学习最重要的是培养学生的物理思维及理论联系实际的能力。不论是在平时的练习还是考试中，都应多方面考查学生面对实际生活的观察学习能力。
例1：在电磁起重机、发电机、动圈式扬声器、动圈式话筒、电熨斗和电 风扇中，利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有？摇 ？摇？摇？摇； 利用电磁感应原理工作的有？摇？摇 ？摇？摇。
案例分析：答案是动圈式扬声器、电风扇；电磁起重机、发电机、动圈式 话筒。
这道题很明确地考察了实际生活中一些机械、日常用品的 物理原理。首先要求学生对这几种物品有直观认识，即要求教学中涉及这方面知识的讲授。 其次， 详细讲解电磁转换这部分内容，“磁场对电流的作用”所要表述的内容与“电磁感应”是不同的，磁场对电流的作用主要表现为力的形式，而电磁感应的作用主要表现为电流或者电动势的产生或变化。学生可以清晰地认识这些细微区别， 就比较容易判断了。
1.探究通电直导线周围的磁场。
活动1：探究通电直导线周围的磁场
问题：如何显示磁场的存在；如何改变磁场方向。
实验： 学生自主动手实验，观察小磁针的偏转及在电流方向改变的情况下小磁针的指向变化。
交流：通电导线周围存在磁场；通电导线周围的磁场方向与电流方向有关。
介绍：多媒体图片及文字展示奥斯特生平及此实验的历史意义，使学生了解现在看似简单的科学原理当初是在科学家们的不懈努力下获得的。
2.探究通电螺线管的外部磁场。
问题：怎样判断通电螺线管周围各点的磁场方向？（利用和前一节判断磁体的磁场方向类似的方法）
实验：学生动手实验，观察小磁针在螺线管周围各处时的指向，并在书上图中画出。
视频演示用铁屑代替小磁针观察螺线管周围磁场的分布。
交流：（1）通电螺线管的外部磁场与哪种磁体周围的磁场相似？
（2）通电螺线管的外部磁场方向与电流方向是否有关？
（3）安培定则：多媒体图片及文字展示安培发现该定则的过程及背景。
第5篇：电磁感应的优点范文
【关键词】瞬变电磁，正则化反演，烟圈反演，采空区
引言
瞬变电磁法又称时间域电磁法，简称TEM，属于电磁感应类探测方法。它遵循电磁感应原理，当探测地下良导电地质体时，往地面敷设的发送回线中通以一定的脉冲电流，在回线中间及周围一定区域内便产生稳定磁场（称一次场或激励场），如果一次电流突然中断，则一次磁场随之消失，使处于该激励场中的良导电地质体内部由于磁通量Φ的变化而产生感应电动势ε= -dΦ/dt（据法拉第电磁感应定律），感应电动势在良导电地质体中产生二次涡流，二次涡流又由于焦耳热消耗而不断衰减，其二次磁场也随之衰减，图1为探测原理示意图。
图1 TEM法工作原理示意图
瞬变电磁法因其分辨率高、信噪比高等优点[1-2]广泛应用于许多工程领域，尤其在煤矿采空区探测中效果比较明显[3]。瞬变电磁法野外观测到的是感应电动势，目前几乎所有的数据处理方式都是将感应电动势转换成早期、晚期或全期视电阻率[4-5]，再在视电阻率基础上进行反演或变换，比如常用的“烟圈”变换[6]。本文采用陈小斌[7]在大地电磁测深法中使用的自适应正则化反演法（ARIA）直接对感应电动势进行反演拟合。
一、 基本原理
1.1 烟圈反演法
烟圈反演是目前瞬变电磁较常用、计算速度最快的一种快算成像方法。当发送回线中电流突然断开时时，该电流环紧挨发射回线，与发射回线具有相同的形状。随着时间推移，该电流环向下、向外扩散，并逐渐变形为圆电流环。等效电流环很像从发射回线中“吹”出来的一系列“烟圈”，因此，将涡旋电流向下、向外扩散的过程形象地称为“烟圈效应”。烟圈反演的计算公式如下：
似电阻率： ，式中 、 为相邻时间道的取样时间， 、 为视电阻率。 不是经典定义的视电阻率，也非某地层的真电阻率，又有别于反演拟合得出的电阻率，故称之为“似”电阻率。
视深度： ，式中0.441为经验系数。烟圈理论之快速反演是一种近似反演，它不需要初始地电模型，最终也不提供解释的层状模型，即无法用 和 直接划分地层，需从连续变化的 值间接划分。
从以上公式可看到，烟圈反演是基于视电阻率的一种变换，其求得的深度和电阻率均非地层真实的深度和电阻率，该方法类似大地电磁测深法里的Bostick变换，且视电阻率的求取质量对烟圈反演结果也有很大的影响。
1.2 正则化反演法
正则化反演是一种最优化反演方法，通过对采集的感应电动势直接进行反演拟合，通过不断的正演和模型修正得到最接近地层的电阻率值，也可脱离视电阻率求取质量带来的影响。
按照正则化反演思路，即要寻求一个模型，它既可以尽量地拟合观测数据，同时又满足模型目标函数所限定的模型性质。因此正则化反演目标函数可以表示为
式中 为观测数据目标函数， 是模型先验约束条件目标函数， 为模型向量， 为正则化因子。 由下式给出
其中 为观测数据与理论响应差， 为数据加权矩阵， ， 为数据标准差。
二、实例分析
2.1 理论数据
为了便于比较分析，计算了一个类似积水采空区的H型地电模型（图2b），从上往下三层电阻率分别为400、20和400Ωm，积水层埋深120m、厚度50m，采用自适应正则化反演经过10次迭代得到了反演结果。图2a中的大图是由H模型计算的感应电动势（实线）和反演结果模型响应（虚线）对比曲线，小图是在反演迭代过程中的观测数据目标函数即拟合差随正则化因子的变化情况。
（a）反演拟合曲线以及拟合差随正则化因子变化情况 （b）理论和计算模型
图 2 积水采空区理论模型反演结果
可以看出反演稳定收敛，正则化因子在前5次迭代中变化较大，之后趋于稳定，拟合误差快速减小；感应电动势曲线拟合效果好（第10次迭代的收敛误差为8.63×10-4），只是在晚期几毫秒以后有微小的偏离。从图2b中的反演模型对比中可以看到低阻层的反应很好，反演结果是相当可靠的。
2.2 某煤矿采空区探测
实测数据来源于一次对某煤矿区的瞬变电磁测深，已知地质资料显示该区煤层、采空积水区与围岩之间存在较为明显电性差异，表现为相对低阻异常。采用加拿大凤凰公司生产的V8多功能电磁法探测仪，该仪器具抗干扰能力强、测量动态范围大、体积小、功率大、施工方便及测量精度高。测量中采用中心回线装置，选取工区中某测线作分析，该测线有点距10米的测点共400个。
图3a是常用的 烟圈反演得到的断面图，图3b是采用自适应正则化反演法得到的断面图，图3中的红线是根据地震勘探资料推断划分出的煤层（红实线）或采空区积水层（红虚线） 。可以看到，同地震勘探资料划分出的异常区的深度和厚度相比较，采用自适应正则化反演要比“烟圈反演”结果对应得更加准确。
图 3 某煤矿区反演结果
选取测线中位置在1200和4000的两个测点分析，图4是两个测点的反演拟合情况。可以看出两个测点的感应电动势曲线拟合都很好（1200位置测点第10次拟合差为4.65×10-2，4000位置测点第10次拟合差为4.96×10-2），正则化因子刚开始变化较大，两个目标函数也随之变化大，但在5次迭代后反演就趋于稳定。
（a）1200测点 （b）4000测点
图 4 反演拟合曲线以及拟合差随正则化因子变化情况
三、 结 论
将正则化反演成功应用于瞬变电磁资料的反演中，相对于传统的先求取视电阻率再进行烟圈反演的方法可获得更为准确的地电断面图。瞬变电磁自适应正则化反演法以均匀半空间为初始模型，直接对感应电动势曲线进行反演，收敛快速稳定，得到的模型准确可靠，可以很好地应用到瞬变电磁资料处理解释中。
参考文献
[1] 李貅.瞬变电磁测深的理论与应用.陕西：陕西科学技术出版社，2002
[2] 牛之琏.时间域电磁法原理.长沙：中南大学出版社，2007
[3] 张开元，韩自豪，周韬.瞬变电磁法在探测煤矿采空区中的应用.工程地球物理学报，2007，4（4）：341-344
[4] 殷长春，朴化荣.电磁测深法视电阻率定义问题的研究.物探与化探，1991，15（4）：290-299
[5] 白登海，Maxwell A Meju，卢健，等.时间域瞬变电磁法中心方式全程视电阻率的数值计算.地球物理学报，2003，46（5）： 697-704
第6篇：电磁感应的优点范文
关键词：DIS实验 传感器 优点 课堂教学作用
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0168-01
物理学是以实验为基础的学科，物理教学中怎样体现这一学科特性是新课程标准理念下高中物理教学改革的重要内容。随着新课程改革的推进，DIS实验技术逐渐成为物理教学“新式武器”和学生探究性学习的“技术平台”。
DIS是数字化信息系统的简称，是利用传感器获取信息，经过数据采集器由计算机对信息进行数据和图形处理的数字化技术平台[1]。DIS实验技术实现了物理教学和信息技术的整合，是运用现代信息技术进行实验研究的一种手段，是物理新课改的一个亮点。
1 传统中学物理仪器设备的不足
传统高中物理仪器设备很难表现一些物理教学中的新科学现象，成为阻碍实验教学质量提高的瓶颈[2]。主要表现在：多种物理量的测量手段欠缺，例如在声学、光学、运动学、磁学实验所要求的基本数据较难获取，往往靠虚拟或仿真加以代替；仪器设备普遍精确度较低，计数有误差，可重复性差，影响学生对物理规律的深入理解；仪器设备的读数仅靠人眼观察，手工记录，操作耗时费力，实验教学的效率低下；传统的高中仪器设备品种少、技术含量低、功能弱、性能不稳定、精确度、精密度低。
2 DIS实验与传统实验相比的优点
2.1 传感器灵敏度高
高灵敏度的传感器使很多普通高中物理仪器无法测得的数据较好地显现出来，提高了教学的效果。如用超声波测距仪测量房屋的长度时，只需用一个超声波测距仪靠在墙上，对准对面的墙壁，按下按钮，屏幕上立即就能显示距离的数值，测量值可以精确到0.1 cm。
2.2 精确度高，易操作
数字化、信息化技术给物理量的测量带来了革命性的变化，不仅简单方便，而且减少了主观判断引起的误差，测量精度高、误差小。
2.3 数据处理快
DIS实验的数据处理是由计算机完成的，大量的实验数据可以在瞬间处理完毕，可以把学生从大量的计算中解脱出来。
2.4 效率高
数字化实验的特点是直观、效率高。例如，打点计时器探究自由落体运动大约用时15 min，DIS大约2 min就探究出了自由落体运动的规律，并测出了加速度。
2.5 形象、直观
利用摄像机或数码相机将整个实验过程拍摄下来，再将视频导入计算机，并与保存的数据文件放在同一目录下，可以实现实验视频和实验数据（图像）同步运动。
3 DIS实验在高中物理课堂教学中的作用
物理课堂上用DIS采集真实数据，学生能够及时获得实验结果，记录和处理数据快速、便捷，学生能够将更多的时间用于实验研究，深入认识物理现象、理解物理规律，促进学生由应试型学习到探究型学习的转变，使教育回归其本原。
3.1 利用DIS实验为学生创设问题情景，培养学生的学习兴趣，使学生形成积极主动的学习态度
DIS实验操作简单、灵活，能自动、实时快捷地采集数据并能将其显示在相应的表格里，可以依据这些数据绘制出相应的图像。用DIS实验创设问题情景，容易使学生感悟到思考问题的方向。
学生公认为“最有趣”的牛顿第三定律教学时DIS实验的现象和结果，使“相互作用的力，大小相等方向相反”的规律直观的展现出来，学生感性认识到“相互作用的两个力，大小相等、方向相反的规律与物体的运动状态无关”，轻易地突破教学的难点。
3.2 利用DIS实验实现课堂教学实验方式的多样化
以“电磁感应现象”为例，教材上采用闭合电路所在的空间的磁感应强度发生变化来获得电磁感应现象，实际上要获得电磁感应现象有多种途径，学生可能有多种设计思路。使用传统实验器材，学生的设计方案往往会由于感应电流微弱且仪器灵敏度不高、精确度不高而无法实现，利用DIS实验可解决这一困难。如此，既可以采用教材上提供的实验方案，又可以采用其它方案，实现了物理课堂教学实验方式的多样化。
3.3 利用DIS实验科学的分配教学时空，为实现学习方式的多样化提供了时间和空间
DIS实验数据采集、处理和图线描述都由计算机完成，师生可以从数据读取、记录、公式计算和图线描绘等简单劳动中解脱出来，为实现学习方式的多样化，培养学生的自主探索研究进行广泛的体验、合作和交流提供了时间和空间。大量课堂实验教学证明：采用DIS实验只需要3%的时间用于数据处理，40%的时间用于实验准备，57%的时间可用于探索研究。
3.4 利用DIS实验引导学生创新实验，启发探究
物理实验教学所承载的教育功能不仅是让学生学会物理知识本身，而且必须有助于培养学生良好的学习习惯和思维品质，能够对学生的自主学习和自主探究形成有力的支持，DIS实验能很好地满足这一要求。
部分学生不满足于给定的实验设计，他们提出将磁感应强度传感器与位移传感器组合使用，组合后的新装置能够实时描绘出“位移-磁感应强度”关系，利用控制变量法，改变电流强度，依次获得了多条“位移-磁感应强度”关系图，进一步提高了实验效率。
3.5 利用DIS实验有利于促进课堂教学结构的改变
改观物理教学，必须建立“以教师为主导，学生为主体”的教学结构，在这种教学结构中，教师是教学过程的组织者、指导者，学生是教学的主体，是知识建构过程的积极参与者，要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性，让学生主动、有目的地获取材料。
科学技术的飞速发展，现代教育技术进入课堂，给传统的物理教学模式注入了活力。新技术的引入，是现代化的要求，也是新课程改革的需要。DIS实验既注重知识与技能，又强化了过程与方法，兼顾了情感、态度、价值观的培养，把学生的主动性、积极性充分的调动起来，促进了学习方式的改变，促进了课堂教学结构的改变。在物理课堂中应合理的使用DIS实验的进行实验教学，使其更好的为物理课堂教学服务，发挥其最大的作用。
参考文献
第7篇：电磁感应的优点范文
关键词：智能建筑；弱电系统；防雷电
中图分类号：TU198文献标识码： A
1、智能建筑弱电系统防雷设计的必要性
传统建筑防雷系统主要采用避雷针、屋顶接闪器、法拉弟笼、基础内接地网等措施进行防雷接地，以保证建筑物及其中人员不受雷击侵害。但是随着电子产品的应用越来越广泛，传统防雷系统无法防止雷电感应、电磁脉冲及电路浪涌等对电子系统的干扰。尽管电子产品在应用上体现出能耗少、灵敏度高的优势，但是其经不起闪电的危害，很小的电场或磁场脉冲就有可能干扰其正常工作，几十伏电压就有可能将整个器件摧毁。雷电对弱电系统的侵害主要表现在以下几个方面：建筑物外延伸的供电线路、数据通信线等被雷电直接击中，雷电感应电流迅速侵入建筑内部，对设备造成损害；城市大型电力电网切换或启停等会产生浪涌，损坏设备；建筑物内电气设备频繁启停产生浪涌；连接供电、通信及数据线路的建筑物或地面被雷电击中，产生电磁脉冲及浪涌电流；数据线路中通过静电，损害设备的电流表元件等。由此可见，建筑物弱电系统防雷设计是一项系统工程，必须综合考虑各项因素，将外部防雷及内部防雷作为一个整体进行设计。
2、雷电的危害形式及分类
雷电是由雷云即带电云层向地面建筑或大地进行放电的一种自然现象，它会对建筑物或电子设备产生严重破坏。
雷电危害一般可分为两类：雷直接击在建筑物上，时建筑物发生热效应和电动力作用；雷电流产生的静电感应和电磁感应。具体的表现形式如下：
2.1雷电流高压效应的破坏作用
雷电放时产生的高压可以损坏发电机、变压器等电器设备的绝缘，造成大规模停电，绝缘破坏引起的短路可导致可燃物的着火或者爆炸等。
2.2雷电流高热效应的破坏
由于雷电产生的较大电流通过导体时，极短的时间就可以将电能转换成热量，转换的热量达到一定程度时，可导致设备金属熔化，进而引发火灾或爆炸。
2.3静电感应破坏
当金属处于雷云与大地的电场中时，金属表面会感生出大量的电荷，这些电荷不会随着雷云放电结束而消散，因而，产生高达几万伏的对地电压，称为静电感应电压，可以击穿数十厘米的空气间隙，发生火花放电。
2.4电磁感应
雷电具有很高的电压、电流，同时又是在极短的时间发生的，因此在它周围的空间里将产生强大的交变电磁场，使电磁场中的导体感应出较大的电动势，并且还会在构成闭合回路的金属物也产生感应电流，这时如回路上有的地方接触电阻过大，就会局部发热或发生火花放电。
2.5雷电波侵入
由于雷击在架空线路、金属官道上产生的冲击电压，使雷电波沿线路和管道迅速传播。若雷电波传播至建筑物可造成建筑配电装置和电气线路绝缘层击穿，并产生短路。
2.6防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用。
当防雷装置接受雷击时，在接闪器和引下线接地体上都具有很高的电压，如果防雷装置与建筑物内外的电气设备、电气线路或其它金属管道的相隔距离很近，它们之间就会产生放电，可能引起电气设备绝缘破坏，金属管道烧穿。这种现象称为反击。
其中的静电感应和电磁感应这两种冲击过电压成为雷电感应过电压（浪涌过电压）。浪涌过电压系统设备的损害没有直击雷猛烈，但是由于其具有放电时间长、发生较为隐秘、雷击破坏面积大等特点，使浪涌过电压造成的雷害要比直击雷大的多。
3、雷电波入侵智能建筑形式及原因分析
雷电波入侵智能建筑的形式主要有两种，分别是直击雷与感应雷。其中，能够对智能建筑中弱电系统安全起到雷击电磁脉冲干扰影响的作用形式主要分为三种，包括空间电磁脉冲、沿缆线侵入的浪涌过电压（包括缆线传导过电压与缆线感应过电压）以及地电位被抬高，产生这些干扰影响的主要原因如下：
3.1空间电磁脉冲干扰影响。
由于智能建筑物所遭受到的雷击行为会造成空间电磁脉冲干扰，在三维空间范围内，空间电磁脉冲能够作用于一切相关的智能建筑物中的所有电子设备，这就要求要从弱电系统防雷安全的实际角度出发，采取相关措施进行三维空间的干扰屏蔽设防。
3.2缆线传导过电压。
智能建筑物在遭受雷击行为的时候还有受到雷电流的侵入，此时，雷电流能够通过各类的接地缆线进行直接分流传导，最终侵入建筑结构中。
3.3缆线感应过电压。
智能建筑物所遭受到的雷电流在实施泄放行为时，能够经过相应的电磁感应进行各种电缆上的浪涌过电压的感应生成。
3.4智能建筑楼层的地电位被抬高。
因为智能建筑的实际高度是非常高的，使得建筑物所使用的接地引下线较长，这就会导致雷电流在泄放通道阻抗上所形成的实际压降将智能建筑的地电位在很大程度上被抬高，从而产生反击现象。
4、智能建筑弱电系统雷电防护设计
4.1接地
接地系统主要可以分成防雷地、工作地、保护地、直流地以及屏蔽地等。各种接地系统的相关要求一般是大不相同的，由于防雷接地问题是多种多样的，若是处理的不甚合适，则会造成严重的安全隐患产生。由于智能建筑物一般都会受到周围环境以及建筑的相互影响，所以保护地与防雷地都是分不开的，可以采用大楼基础钢筋网作为共同接地体并使用统一的接地方式。电源系统一般选用TNS系统在底层变电所适当位置应该进行总等电位铜排的有效设置，如图1所示，同时，从总等电位铜排进行各接地的有效引出。
图1
4.2 等电位连接与屏蔽
等电位连接的主要目的是降低各弱电设备之间、建筑物金属构件之间受雷击后所产生的电位差，因此如室内有弱电设备，必须设置等电位连接带，其必须与机柜、电气、电子设备的外壳、机架、计算机直流地、防静电地、屏蔽线、保护地、防雷器接地端等，采用网型或星型结构以最短距离连接。基于防雷安全的角度而言，等电位连接带必须与防雷地进行等电位连接，这也是雷电防护的基本原则。但实际上弱电系统通常是单独接地，与防雷地互相隔离，其主要目的是保证地电位的稳定性。不过对于高层建筑而言，这种连接方法可能会导致反击，与高层建筑的防雷特点不相符，故相关技术规范要求：等电位连接带与防雷接地系统必须间隔5m进行等电位连接。而防雷系统中采取屏蔽措施，主要是对雷击建筑物时引起的电磁脉冲辐射、各类线缆上的电磁感应等起到阻挡、衰减的作用，针对弱电系统、建筑物、设备、线缆等采取可靠的屏蔽措施，防雷作用也十分突出。设计过程中，各类缆线要采取屏蔽电缆，或者线缆上穿金属管，保证屏蔽层两头可靠接地，针对一些特别重要的场所，比如弱电机房，则要按照屏蔽机房的要求进行设计施工。
4.3防雷接地系统设计
出于防雷安全相关角度需要进行实际考虑，防雷引下线与等电位连接带之间所实施的等电位连接行为是有效进行雷电保护的关键原则。从传统意义角度来说，弱电系统的所采用的接地方式一般为单独接地，是要将其与防雷地进行隔离的，这样做的优点是能够保障地电位的实际稳定，如果把传统的方法运用到智能建筑的防雷工作中，则会造成反击现象的出现，所以智能建筑防雷体系不宜使用传统的单独接地法。
4.4屏蔽接地设计
为阻挡、衰减雷击建筑物引起的电磁脉冲辐射及各类缆线上的电磁感应而采取的屏蔽措施的接地称为屏蔽接地。主要包括针对智能建筑物、电子设备以及各种缆线所采取的相应屏蔽措施。总的来说，各类缆线要运用屏蔽电缆以及穿金属管，同时，屏蔽层的两端都应该实现接地行为，这里要特别说明一下，尤其是最重要的弱电机房，在进行弱电机房的防雷施工时一定要严格按照标准进行。
4.5信号系统防雷
由于网络信号设备的接口芯片抗过电压冲击能力很差，且极易遭受感应雷击，造成网络系统瘫痪，严重的甚至能够使电子设备的元件永久性损坏，造成严重的经济损失。为了避免这种情况的发生，在进行弱电系统的设计时，应该根据不同的设备选用不同的通信信号避雷器，来作为通信线路系统上感应雷电波的保护措施。在选择相关产品时，一定要充分考虑防雷性能指标以及网络带宽、传输损耗、接口类型等网络性能指标。
结束语
随着信息技术的飞速发展，智能建筑的智能化设备越来越多，对智能建筑弱电系统的雷电防护也提出了许多新的内容和要求。若设计不当，会直接影响智能化系统的功能与价值，造成极为严重的经济损失。智能建筑弱电系统的防雷接地设计必须根据其自身特点，从系统性的角度进行全方位综合考虑。只有这样，才能搞好防雷接地的设计和施工，最后才能有效地保护智能建筑弱电系统安全、稳定的运行。
参考文献
第8篇：电磁感应的优点范文
【关键词】电磁流量计；测量误差；应对措施
1、前言
电磁流量计有许多优点，已被广泛应用于冶金、石化等许多领域，在流量计量中发挥着巨大的作用。在实际应用中，电磁流量计经常因为设备选型、安装或使用不当，引起测量误差增大、示值不稳。因此，研究电磁流量计测量误差产生的原因及相应的解决办法就显得尤为重要。
2、电磁流量计
电磁流量计是利用电磁感应原理制成的流量测量仪表，可用来测量导电液体体积流量（流速）。变送器几乎没有压力损失，内部无活动部件，用涂层或衬里易解决腐蚀性介质流量的测量。检测过程中不受被测介质的密度、粘度、温度、压力及流动状态等变化的影响，没有测量滞后现象。
2.1电磁流量计的工作原理
电磁流量计是电磁感应定律的具体应用，当导电的被测介质垂直于磁力线方向流动时，在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一个感应电动势Ex（如上图）：
Ex=BDυ V （2-1）
式中B―磁感应强度，T；
D―导管直径，即导体垂直切割磁力线的长度，m；
υ―被测介质在磁场中运动的速度，m/s。
因体积流量Q等于流体流速υ与管道截面积A的乘积，直径为D的管道的截面积A= ，故：
Q= m?/s （2-2）
将式（2-2）代入到式（2-1）中，既得：
Ex=
Q= （2-3）
由式（2-3）可知，当管道直径D和磁感应强度B不变时，感应电动势Ex与体积流量Q之间成正比。但是上式是在均匀直流磁场条件下导出的，由于直流磁场易使管道中的导电介质发生极化，会影响测量精度，因此工业上常采用交流磁场，B=Bmsinωt，得：
Q= （2-4）
式中ω―交变磁场的角频率；
Bm―交变磁场磁感应强度的最大值。
由式（2-4）可知，感应电动势Ex与被测介质的体积流量Q成正比。但变送器输出的Ex是一个微弱的交流信号，其中包含有各种干扰成分，而且信号内阻变化高达几万欧姆，因此，要求转换器是一个高输入阻抗，且能抑制各种干扰成分的交流毫伏转换器，将感应电动势转换成4～20mA DC同一信号，以供显示、调节和控制，也可送到计算机进行处理。
2.2电磁流量计的特点
电磁流量计有许多特点，在使用时对有些问题必须特别注意。
电磁流量计的特点如下：
（1）测量导管内无可动部件和阻流体，因而无压损，无机械惯性，所以反应十分灵敏。
（2）测量范围宽，量程比一般为10：1，最高可达100：1。流速范围一般为1～6m/s，也可扩展到0.5～10m/s。测量范围可测每小时几十毫米到十几万立方米。测量管径范围从2mm到2400mm，甚至可达3000mm。
（3）可测含有固体颗粒、悬浮物（如矿浆、煤粉浆等）或酸、碱、盐溶液等具有一定电导率的液体体积流量，也可测脉动流量，并可进行双向测量。
电磁流量计也有其局限性和不足之处。
（1）使用温度和压力不能太高。具体使用温度与管道衬里的材料发生膨胀、变形、变质的温度有关，一般不超过120℃；最高使用压力取决于管道强度、电极部分的密闭状况以及法兰的规格等，一般使用压力不超过1.6MPa。
（2）应用范围有限。电磁流量计不能用来测量气体、蒸汽和石油制品等非导电流体的流量。
3、电磁流量计的安装原则
电磁流量计安装时，鉴于其固有的工作特性，需遵循以下原则：
（1）传感器测量管在使用中被测介质必须满管工作；
（2）被测介质在测量管中必须处于低电位；
（3）安装位置不会在测量管内造成负压；
（4）安装位置不会使测量管内存在气泡；
（5）在测量管中介质电导率分布要求大体均匀；
（6）被测介质为混合物时，其在测量管中的分布应力求均匀。
4、电磁流量计测量误差原因分析及对策
4.1待测液体中含有气泡
这是一种常见现象，气泡的形成有外界吸入（如泵轴密封性变坏、负压端管道连接垫圈泄露等）或液体中溶解气体（空气）转变成游离状气泡析出两种途径，此时测量结果为包括气泡体积的流量，这就导致了测量误差。同时，如果气泡直径大于或等于电极直径，还可造成测量值不稳定，使测量显示值波动。
在这种情况下，通常解决的措施是更换电磁流量计安装位置，如果安装位置不易更换，可在流量计上游安装集气器，定期排气。
4.2待测液体电导率太低
被测液体电导率降低，会增加电极的输出阻抗（由被测液体电导率和电极大小决定），并由转换器输入阻抗引起负载效应而产生测量误差，如果实际电导率低于下限值（一般为5μs/cm），则仪器不能正常工作，示值会晃动。
出现上述情况，只能选用其它满足要求的低电导率电磁流量计，如电容式电磁流量计；或选用其它原理流量计，如孔板等。
4.3空间电磁波干扰
如果传感器与转换器间的电缆较长且周围有强电磁干扰，则电缆可能引入干扰信号，形成共模干扰，造成显示失真、非线性或大幅晃动。
电磁流量计安装时，就需分析安装环境，尽量远离强磁场（如大电机、大变压器和电力电缆附近）；尽量缩短电缆长度；采用屏蔽措施，包括采用符合要求的屏蔽电缆和将电缆单独穿在接地钢管内（不能与电源线同穿于一根管内）。
4.4传感器接地
传感器的输出信号很小，通常只有几毫伏，为了提高抗干扰能力，传感器的零电位必须单独可靠接地，且传感器输出信号接地点应与被测流体电气连接。传感器的接地电阻通常应小于10?，在连接传感器的管道内涂有绝缘层或采用非金属管道时，传感器两侧应安装接地环，并可靠接地，以使流体接地，流体电位与地电位相同。
4.5连接电缆问题
电磁流量计是由特定的电缆将传感器和转换器连成一个系统，电缆长度、绝缘情况、屏蔽层数、分布电容及导体横截面积等都会对测量结果产生影响，严重的还可能使流量计无法正常工作。
安装时，要求电缆越短越好，其长度应在允许的范围之内，最大长度由待测液体电导率、屏蔽层数、分布电容及导体横截面积等决定；应避免中间接头，末端应处理好、连接好；尽量使用规定型号的电缆。
5、结论
影响电磁流量计测量准确度的因素很多，但只要深入掌握电磁流量计的工作原理，认真对电磁流量计测量系统的各个环节进行分析，就不难找出合理的减小测量误差的办法。在电磁流量计的安装施工中，深刻理解其工作原理，正确了解其安装方法，从而可高标准的完成安装任务，保证电磁流量计稳定运行和准确计量。
第9篇：电磁感应的优点范文
关键词： 磁悬浮； 连续铸造； 近终形余热坯； 铜材生产； 应用
中图分类号： TF 777文献标志码： A
Magnetic Floating Continuous Casting of Molten Metal and
Its Application in Copper Production
LIU Dingping
（Chengdu Copper Factory， Chengdu 610072， China）
Abstract： The principle of magnetic floating continuous casting（MFCC for short） and its application in producing copper plate and strip，copper pipe，copper wire，copper profile，copper rod and bars was briefed and the efficiency of producing copper with magnetic floating continuous casting and rolling（MFCCR for short） and magnetic floating continuous casting and continuous extruding（MFCCCE for short） was analyzed.Power consumption in producing H65 soft brass strip with MFCC showed that magnetic floating continuous casting of molten metal applied in producing copper could obviously save energy and reducing cost and this technology is well worth promoting.
Keywords： magnetic floating； continuous casting； near net shape afterheat processing billet； copper production； application
金属材料是重要的基础材料，然而金属材料制备的高能源消耗是其存在的一个主要问题.国务院2015年5月8日公布的《中国制造2025》把全面推行绿色制造列为九大任务和重点之一，明确提出“加大先进节能环保技术、工艺和装备的研发力度，加快制造业绿色改造升级；积极推行低碳化、循环化和集约化，提高制造业资源利用效率；强化产品全生命周期绿色A铁、有色、化工、建材、轻工、印染等传统制造业绿色改造；大力研发推广余热余压回收、水循环利用、重金属污染减量化、有毒有害原料替代、废渣资源化和脱硫脱硝除尘等绿色工艺技术装备；加快应用清洁高效铸造、锻压、焊接、表面处理和切削等加工工艺，实现绿色生产”的要求.
采用金属液磁悬浮连铸（Magnetic Floating Continuous Casting，MFCC）工艺、金属液磁悬浮连铸近终形余热热轧坯（Magnetic Floating Continuous Casting and Rolling，MFCCR）工艺和金属液磁悬浮连铸连续挤压（Magnetic Floating Continuous Casting and Continuous extruding，MFCCCE）工艺，能较好地实现金属材料生产的节能、减排、降耗、优质和增收效果[1-3].
作者自2004年起开展铜板和锌液磁悬浮研究，并进行了锌液磁悬浮连铸试验，已取得锌液被悬浮的效果（锌液与钢液、铜液均能被电磁感应而悬浮）.2013年10月16日“金属液磁悬浮连续铸造近终形余热热轧坯工艺”获国家发明专利授权（授权专利号：ZL200510021740.4）.
1MFCC工艺原理
MFCC工艺原理的核心是金属液被电磁感应而悬浮.金属液在炉口被约束成留有材料规格加工余量的断面尺寸，被牵引进入由约10 kHz交变电源与铸坯形状相应的线圈组成的交变磁场（原生磁场）.原生磁场与流入的金属液组成无导磁体的空心变压器，线圈为初级，金属液为次级.金属液被电磁感应产生涡流，涡流磁场（次生磁场）方向与原生磁场方向相向，产生相互推斥力，因线圈固定不动，金属液被推斥向上并抵消重力而悬浮.
MFCC是流体力学、电磁学和金属压力加工学等学科合成的先进生产工艺，属于电磁冶金学的电磁铸造.金属液在磁场上面悬浮，故能用于生产.
2MFCC工艺在铜材生产中的应用
铜（含铜合金，下同）液经磁悬浮连铸成约800 ℃近终形余热坯，在线进入轧机或Conform连续挤压机，产出冷加工量最小坯.被轧制成终形板带坯或连续挤压成管、线、型、棒和排材终形坯.这些终形余热坯的后续冷加工量很小，仅需约3道次冷加工即能成材[4-5].
2.1MFCCR工艺在铜板带材生产中的应用
由图1可见，实现铜液磁悬浮连铸近终形余热板、带坯的步骤是：从塞棒2流入流槽17的1 160 ℃铜液经凸堆展流成片状，厚度约3 mm，经牵引流入磁悬浮与适度降温结晶区5～12，使金属液适度降温结晶成约800 ℃坯（图中5～12区域功能，相当于现今水冷模结晶器），进入热轧机，热轧成厚约1 mm 带坯.其中，金属液流速、适度冷却强度及轧制速度3项参数须程序控制，自动平衡.如以产量决定流速为基础，则调整、控制另两项参数.MFCCR工艺铜液在磁场（线圈）上面悬浮，铸坯宽度仅受轧机限制，轧制属成熟技术.
2.2MFCCCE工艺在铜管、线、型、棒和排材生产中的应用铜液经MFCC连铸成约800 ℃四方形坯的生产线布置如图2所示.
图2中的8为马鞍形空腔平面线圈，两鞍部高度与四方形铸坯高度匹配.铜液从炉口经热铸模3定形，立刻进入马鞍形空腔平面线圈8，类似四方形金属液，其底面与图1原理相同，金属液被电磁感应而悬浮.同理，两鞍部产生分别指向移动方向中轴线的电磁侧压力，约束金属液柱不致散塌、偏摆.在连续移动中，经上下左右各面适度冷却降温成
近终形、保留热加工上限温度的余热铸坯，并立刻进入Conform连续挤压机产出冷加工量很小、仅需3道次左右冷加工即能成材的管、型、线材和排材坯.
当今国内外使用的Conform连续挤压机，都使用上引水冷模连铸的室温坯料，以消耗动能为代价，摩擦升温至500 ℃左右，经塑性变形，挤压出冷加工坯.同理，Conform也能对MFCC产出的约800 ℃余热铸坯挤压成冷加工坯.由于铜（如T2）的变形抗力在800 ℃时为σb
3MFCCR、MFCCCE工艺用于铜材生产效益的初步分析表1为MFCC工艺与目前常用工艺的电耗对比.现国内外均用连铸或半连铸供厚坯，无论热轧还是冷轧，均是多道次操作，电耗都在GB 21350―2013允许的范围内.由于节电，MFCCR和MFCCCE工艺每吨铜材（带、管、线、型材）产品平均可增收1 500元.以H65牌号、规格厚0.18 mm×宽10～305 mm软态黄铜带产品生产为例，采用MFCCR工艺的电耗计算见表2，并与传统生产工艺作比较.
由表2可见：
（1） MFCC工艺比传统工艺节电1 969-821=1 148 kW・h・t-1，节电率为1 148÷1 969=58%.
（2） 磁悬浮电耗为净节能的百分比为（21.6÷1 148）÷0.92（成材率）=2%.
（3） MFCC工艺节能，主要在于冷轧和热处理（中间退火）两道工序，即冷轧和中间退火道次减少.
此外，应用MFCC工艺技术还有产品成材率高、质量好、品种齐以及新建生产线投资省等诸多优势.
4结论
（1） 金属液经MFCC技术，利用余热成材具有以下优点：无加热工序，节能；余热坯近终形，生产流程短，物耗少，设备数量和装机容量小；铸坯表面光洁、组织结构为细晶.电磁搅拌使凝固组织细化、铸坯的抗拉强度比普通连铸提高39%.MFCC是钢
（2） MFCCR、MFCCCE工艺流程主要包括金属液被约束、牵引、磁悬浮、适度降温、均温和热加工（热轧或Conform连续挤压）.除磁悬浮外，其余均为成熟技术.只要能实现金属液磁悬浮，就能实现MFCCR、MFCCCE.
（3） 金属材料加工生产采用MFCC工艺，设备主要增加国产10 kHz交变电源，传统生产线设备可减少2/3.
参考文献：
[1]李伟轩.电磁场在铜连铸中应用的研究[D].上海：上海大学，2009.
[2]邓康.美国USP4678024原理分析[J].日本铁钢协会会I（国际版），1998：1035-1037.
[3]任忠鸣，周月明，张春源，等.水平电磁连铸中金属磁悬浮行为[J].金属学报，1996，32（6）：642-646.
