电磁感应的优点
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电磁感应的优点范文第1篇
关键词：P91钢 热处理 电阻加热 电磁感应加热
中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0030-03
当今火力发电锅炉机组以大容量、高参数、超临界为发展趋势；为确保机组设备安全、可靠运行，满足高温、高压管道的需要，提高生产效率和经济效益；热强性高、工艺性好、价格低廉材料的开发是最关键的问题。而P91钢具有高温持久强度和抗蠕变断裂性能，与P22（10CrMo910）钢相比在相同使用温度和压力的条件下，管壁厚减薄50%；与奥氏体钢相比，膨胀系数较小、热传导性好、热裂纹倾向小、价格也相对便宜，使得P91钢成为高温过热器联箱、主蒸汽管道等高温、高压管道的首选及替代钢种。无论是使用性能，还是经济性，P91钢都表现出了它的优越性，其使用量也在不断增加。但由于采用的热处理方法不够科学，至使焊后热处理的过程中内外壁温差严重，使其个别性能指标不理想，尤其是不能保证焊缝根部的冲击韧性。因此，选用合适的焊后热处理方法，对就热处理温度特别敏感的P91钢来说具有重要的现实意义。
近些年随着市场竞争的日趋激烈，加之感应热处理的诸多优点，越来越多的客户都明确要求承包商使用电磁感应加热设备对P91等大径厚壁管焊缝进行热处理。印度塔尔万迪3×660 MW燃煤电站项目的业主就明确要求对P91钢焊缝采用电磁感应加热方法进行焊接热处理。
1 电阻加热与电磁感应加热方法对比
1.1 电阻加热的原理
电阻加热法是辐射加热。其加热原理是从加热器发出的热能以辐射的形式传到工件的外表面，依靠金属导热，从外表面向内部传导。
1.2 电磁感应加热设备及其工作原理
1.2.1电磁感应加热设备
目前使用较多的电磁感应加热设备是由美国米勒公司生产的Proheat35型加热设备，其功率为35 kW，频率5～30 kHz，属高频感应加热；其主要设备构成包括：感应加热电源、两个输出连接器、输出加长电缆、水冷加热电缆、预热护套、数字记录仪、热电偶加长电缆、K型焊接式热电偶（金属丝）、强力冷却水箱、用户绝缘毯等。加热时，输出电流、电压、频率和功率通过微电脑自动匹配，数据为电脑储存；加热导线为柔性线，内通水冷却，便于现场安装和拆卸；保温棉为耐高温、可重复使用的环保型产品。
1.2.2工作原理
设备通电后线圈内的交变电流产生交变磁场，使工件中产生感应电流，靠感应电流加热工件；工件整个截面有感应加热电流，内部温度梯度小，最热区域在工件表面下方，热量在金属内部快速传导（如图1所示）。
1.3 P91钢的热处理特性
P91钢的最佳热处理温度为（760±10）℃，也就是说，热处理温度的上限为770 ℃，下限为750 ℃。热处理温度范围相对比较窄，在这一温度范围内，P91钢焊接接头焊后热处理才能获得良好的综合性能，特别是焊缝的冲击韧性。
1.4 电磁感应加热方法的优势
目前，焊后热处理广泛采用的是电阻加热设备，从原理上分析，这种从外表面向内部传导热能的方法，对大口径厚壁管很可能会造成内、外壁温差过大的现象，而这种过大的温差对温度特别敏感的P91钢而言，是对冲击韧性不利的。而电磁感应加热法，从原理上讲，它的热源来自由金属内部产生的感应电流使材料发热，这种热处理法对大口径厚壁管造成的内、外壁温差应该小，对温度敏感的P91钢焊接接头热处理应该更为有利。
2 试验材料、设备及方法
2.1 试验材料
选用P22和P91两种材料进行工艺评定期间的对比试验：材质为SA335-P91的材料规格为φ697 mm×65 mm，材质为SA335-P22的材料规格为φ559 mm×60 mm，两种材料的长度均为1 200 mm。
2.2 热处理设备
2.2.1采用电阻加热的P22材质
设备：电阻加热设备；加热装置：柔性陶瓷加热器；保温材料：硅酸铝保温毡；测温热电偶：K型焊接热电偶丝。
2.2.2采用电磁感应加热的P91材质
设备：Proheat 35型电磁感应加热设备进行热处理；加热装置：内部通水冷却的柔性加热电磁感应线圈；保温材料：可多次重复利用的环保型石棉布；测温热电偶：K型焊接热电偶丝。
2.3 试验方法
2.3.1试验环境条件
塔尔万迪项目施工现场（如图2所示）。
2.3.2热电偶布置与安装
采用K型热电偶丝作为温度检测元件，热电偶采用储能焊接的方法将热电偶丝直接压焊在管道表面，控温热电偶应沿焊缝中心线布置，共8个测温点（如图3所示）。
2.3.3补偿导线的选择
采用与热点偶丝相匹配的带屏蔽层的精密级补偿导线，与热电偶连接必须保证极性正确，补偿导线布置应远离供电线路以避免产生干扰，同时应尽可能将补偿导线布置在温度较低的环境。
2.3.4热处理工艺确定
（1）规格/材质为φ559 mm×60 mm/SA335-P22材料。
焊前预热温度：200 ℃；
层间温度：应控制在200～350 ℃；
后热处理：当被迫后热时，后热温度为300～350 ℃，保温2 h。
焊后热处理：恒温温度为730～750 ℃，恒温3 h；升降速度为75 ℃/h。
（2）规格/材质为φ697×65mm/SA335-P91材料。
焊前预热温度：200 ℃；
层间温度：应控制在200～350 ℃；
后热处理：焊后不宜采用后热；当被迫后热时，应在焊件温度降至80～100 ℃，时间保持为 1～2 h后立即进行。后热温度为300～350 ℃，保温2 h。
焊后热处理：焊后热处理应在焊接完成后，焊件温度降至80～100 ℃，时间保持为 1～2 h后立即进行；恒温温度为750～770 ℃，恒温4 h；升降速度为75 ℃/h。
3 试验结果
3.1 热处理内外壁温差对比
为了便于对比，在P22材料750 ℃恒温3 h和P91材料770 ℃恒温3 h的时候对8个测温点的温度进行了记录，如表1所示。
由表1可以看出两种加热法在水平固定位置上测得的同一截面周向外壁温度相同（#1、#3、#5、#7点的温度），而径向方向上的内壁温度处于不均匀状态，其内、外壁温差因加热方法不同相差悬殊。在试验条件相同的情况下，电磁感应加热法测得的内外壁温差明显小于柔性陶瓷电阻加热法。电磁感应加热法测得的内外壁温差20 ℃，柔性陶瓷电阻加热法测的内外壁温差最小为30 ℃，最大为45 ℃。
3.2 P91热处理后的质量检验
热处理结束后，将试样委托印度德里的第三方检测机构（IRC工程检测试验室）进行相关试验。
3.2.1硬度
（1）近表面硬度值为：母材222VHN、热影响区261、265VHN，焊缝233VHN。
（2）层间硬度值为：母材223VHN、热影响区264VHN，焊缝224VHN。
（3）根部硬度值为：热影响区260、267VHN，焊缝242VHN。
硬度测试依据标准ASTM E92进行，具体硬度检查结果见表2所示。
3.2.2力学性能
根据ASME第Ⅸ卷中的QW462.1b进行了拉伸性能测试（见表3），根据ASME第Ⅸ卷中的QW462.2和QW466.1进行了弯曲性能测试（见表4）。
3.2.3试验结果分析
（1）两个试样的抗拉强度为633 MPa和637 MPa，均大于下限585 MPa，且均断在母材；结果合格。
（2）四个全焊缝弯曲试样，试验后均未在外表面发现裂纹，结果合格。
（3）硬度值沿厚度方向从表面到根部硬度平均值分别为：母材硬度为222VHN、223VHN；焊缝一侧的热影响区硬度为261VHN、264VHN、260VHN；焊缝另一侧的热影响区硬度为265VHN、264VHN、267VHN；焊缝硬度为233VHN、224VHN、242VHN；所有硬度值均在合格范围之内。
4 结语
（1）P91钢焊缝通过电磁感应加热方法热处理后，焊缝熔敷金属的硬度值和力学性能数据完全满足SA335-P91钢的性能要求。
（2）Proheat35型电磁感应加热设备与柔性陶瓷电阻加热设备，在分别对P91管子和P22管子做工艺评定时，其内外壁温差因加热方法不同相差悬殊，电磁感应加热，管内外壁温差远比柔性陶瓷电阻加热小。
（3）Proheat35型电磁感应加热设备在Φ697 mm×65 mm的P91管子上试验所测得的内外壁温差20℃，这对焊后热处理温度要求特别敏感的P91钢十分重要。而柔性陶瓷电阻加热设备在Φ559 mm×60 mm的P22管子上测得的内外壁温差最小为30 ℃，最大为45 ℃。
（4）试验表明对大径厚壁的P91管子采用Proheat35型电磁感应加热设备进行焊后热处理，能有效地保证P91焊缝的热处理温度控制在（760±10）℃范围之内，从而确保P91钢整个焊接接头内外部力学性能的均匀性，更好地保证焊缝根部的冲击韧性。
（5）试验测得的数据证明，电磁感应加热法无论从理论还是实践上，该方法对大口径厚壁管的热处理效果要优于目前广泛使用的柔性陶瓷电阻加热法。
参考文献
[1] ASME锅炉及压力容器委员会焊接分委员会.ASME Ⅸ-2010，焊接和钎焊评定标准[S].北京：中国石化出版社，2011.
[2] ASME锅炉及压力容器委员会材料分委员会.ASME IIC-2010，焊条、焊丝及填充金属[S].北京：中国石化出版社，2011.
[3] 罗启云，李洪鹏.浅谈新型耐热钢SA335-P91钢管道安装焊接热处理工艺方法[C]//第十五次全国焊接学术会议论文集.2010.
[4] 房娟，周爱军.关于P91材料的焊接[J].江苏锅炉，2009（2）：23-25.
电磁感应的优点范文第2篇
【关键词】无线充电技术 电磁感应 电磁共振技术 航标
1 无线充电技术的发展
推动人类文明的进步总会伴随一些新事物的出现，于是在19世纪电能诞生了，随后电能也在人们的生活中发挥出了越来越重要的作用。人们也意识到电能所带给生活上的改变，很多的地方也需要电能。由于当时的社会发展水平并没有那么高，很多的有线的配电系统都难以建立起来。这时候会有些人猜想能否可以建立起一种无线输电系统，把电能通过无线的方式进行传送，这样就可以有效解决大部门地区没有有线输电系统的局限。
最初的无线输电是指远距离大功率的电能传送，可是研究的方向太超前了最终都以失败告终。但相关的基础理论研究由此开展并延续下来，其中以尼古拉，特斯拉为代表，在无线充电这个领域中做出了杰出的贡献。到了近代之后，随着科技的发展，电子产品的涌现，对无线充电的要求越来越迫切。与无线输电不同的是无线充电都指的是相对近距离的电能传输。
2 无线充电的原理
谈起无线充电，首先要追溯到19世纪上半期发现的一个物理现象，1820年丹麦物理学家汉斯・克里斯蒂安・奥斯特发现通电线圈周围会产生磁场同时用没有通电带小灯泡的线圈去靠近该磁场，会发现小灯泡居然亮了一下，遗憾的是奥斯特并没有深究下去，也许他认为这可能是一个偶然的事情。直到1831年英国的物理学家迈克尔，法拉第发现了这种线圈可以向线圈供电的物理现象，大家称之为电磁感应现象，由此打开了无线充电这一门技术的大门。无线充电的方式有四种：电磁感应式，电磁共振式，无线电波式，电场耦合式。电磁感应式传输功率几瓦到几百瓦，传输距离几十厘米；电磁共振式传输功率几千瓦，传距离三到四米；无线电波式传输功率大于100毫瓦，传输距离超过10米，电场耦合式传输功率约100毫安，传输距离不超过十米。
目前在实际生活中应用比较广泛的是利用法拉第电磁感应定律电磁感应式：闭合的通电线圈周围会产生磁场，产生磁场之后会形成感应电动势，有了感应电动势之后便会形成电压。闭合线圈有电压之后便会产生感应电流，其原理有点类似于变压器，在发送端安装一个线圈，接收端也安装一个线圈。发送端线圈一端连着有线电源，负责向外部空间发射电磁信号，接收端线圈安装在电子产品上，通过感应发送端的电磁信号产生电流给设备充电。原理如图1所示。
3 无线充电的应用
无线充电技术的确能方便我们的日常生活，关于无线充电的应用，无论在智能穿戴、家电、还是智能玩具等领域，无线充电都有其优势，如安全、便捷、防水防尘、不用接线等等，可以说无线充电的前景非常广阔。现在来看看无线充电可以应用于我们生活的哪些方面：
3.1 电动牙刷
电动牙刷是近年出现的新产品，由于使用环境需要接触到水，这就为充电安全提高了要求。飞利浦公司处于防水的目的，第一次将无线充电技术应用于电动牙刷。其充电原理是电磁感应，充电器内部线圈通电后产生磁场，牙刷内部接收线圈可以接收到附近充电器内部磁场产生的电荷，通过电荷传输完成充电。整个过程不需要使用导线，没有金属接头，对浴室，盥洗室等潮湿环境来说时尚，安全，方便。
3.2 移动智能电子设备
时下电子产品已经应用于我们生活中的方方面面，像手机，笔记本电脑，IPAD，MP3等等。这些产品在方便我们日常生活的同时，也给我们带来了很多乐趣。但是充电是一件麻烦事，需要充电线，不能随时随地充，还存在充电线不公用，充电线容易坏等问题。那么无线充电就显示出了其优势，智能手机制造商也早在2013年就开始在其智能手机中集成无线充电功能，2015年3月三星热门手机GalaxyS6就支持无线充电功能。尽管目前无线充电技术还存在充电效率不高，技术不成熟等问题，但无线充电技术代表着未来的发展方向，就像前些年的有线电话和时下的移动电话，固定网络和无线Wi-Fi，从性能上讲有线比无线强大，但是从普及性和实用性方面看，无线技术当仁不让占据主流地位。相信用不了几年智能手机及其他的移动电子设备将普及无线充电功能。
3.3 电动汽车
在全球环境越来越恶化的今天，节能环保也是大家茶余饭后的谈资，现在汽车也越来越注重环保。电动车逐渐走近了人们的视野，大家也在慢慢地改变自己的观念，电动车也越来越受到更多人的青睐。
目前电动汽车的充电方式有接触式和非接触式两种。接触式充电效率高但存在电压高，电流大，使用过程接触点磨损，且不能在雨水环境充电等问题。而利用电磁感应原理进行非接触充电就很好的避免了这些问题。电动车充电器与电源不需要电气连接，可用于各种环境且操作安全。随着科技的发展，相关配套设备的健全，用于泊车、公交站台、行车等各种场景的无线充电时代很快就来临了。
3.4 航标
无线充电技术对人的健康有没有影响，一直没有定论，基于这种情况，有些厂商就把目标投向无人的场所如有泥沙的野外，内部有气压的产品，水面水下作业需防水密封设备等。航标就是一个很好的使用场所。无论是发光航标（灯塔，灯桩，灯船），音响航标还是无线电航标都可以使用无线充电技术。将相关航标充电设备设计成全密封式的，不仅防水防腐蚀，而且便于维护。
4 小结
综上来看，无线充电系统具有安全，便捷，防水防腐蚀，自动化程度高等诸多优点，潜藏巨大商机，已引起国内外的广泛关注，很快这种技术就能走出实验室研究，应用到我们生活的各个领域。
参考文献
[1]陈新，张桂香.电池感应无线充电的联合仿真研究[J].电子测量与仪器学报，2014，4（28）434-440.
[2]曾繁屏.浅谈无线充电技术及其航标应用的展望[C].中国航海学会航标专业委员会沿海航标学组、无线电导航学组、内河航标学组年会暨学术交流会论文集，福州，2009：221-224.
[3]廖承林，李均锋，马中原.无线电能传输技术在电动汽车无线充电中的应用[J].物理前沿，2015，27（02）：51-53.
作者简介
许红霞（1987-），女，河南省周口市人。硕士学位。现为广东科技学院机电工程系助教。主要研究方向为大学物理实验和燃料电池。
电磁感应的优点范文第3篇
关键词：雷击变电站放电避雷针接地
大气中出现云块后，云块中快速流动的雾状水颗粒通过互相摩擦会感应出静电，形成带电云层。带电云层之间以及带电云层与地面之间通过摩擦也会产生静电。当他们之间的电位差、距离等达到相应的数值，就会发生放电现象，也就是我们这么文章将要探讨的雷电现象。雷电的形式包括线状、片状和球状三种。雷电电流幅值可达数十至数百kA，但是持续时间极短，只有十到一百毫秒，但是其破坏性极大。线状雷电是变电站发生的雷击事故的主要形式，由于变电站对雷击的防护措施还不健全，一旦发生雷击事故，造成的危害后果就难以挽救。
1 雷击效应及其危害
雷击发生之后，数十至数百kA的雷电电流瞬间侵入大地，静电感应过电压因为地面上的导体和输电线路以及变配电设备与金属管线无法迅速流散感应到的电荷而高达数百千伏。
雷击第一次放电后，后续放电会沿着首次放电的通道以三到四次的频率出现，有时可高达二十余次。之所以这样是由于大气云块以阶跃式方式向大地放电，先驱放电于主放电之前出现。因此，雷击电流幅值极高陡度极大，并且形成系列性的闪电雷电流脉冲，附近金属导体感应到的电磁感应过电压在强大瞬变脉冲磁场的影响下瞬间很高。
导体的热稳定由于高达数百迁安的雷电电流持续时间过长会被破坏，机械强度也会降低。并且静电感应过电压和电磁感应过电压都会造成输电设备绝缘闪络，损坏电气设备的绝缘功能。这些都是诱发二次事故的原因。另外，瞬变脉冲电磁场还会干扰电子和通讯系统，引发微机保护误动和电力调度通信中断事件。
2 变电站雷电防护措施
安装架空地线、避雷器和避雷针是变电站防护雷击的三种主要办法。在架空输电线的上部架设架空地线，并做好接地，是有效防止架空输电线遭受雷击的手段之一。35kV以上的架空输电线都必须架设的架空地线，防止雷击事件发生。避雷器可以吸收雷击后产生的静电感应过电压和电磁感应过电压，安装在变电站的进出线和各段子母线上，可以减少雷击后二次事故的发生。避雷针是有效防护直接雷击的手段，在户外变电站上均应安装避雷针预防直接雷击。在安装之前，必须调研变电站的占地面积、地形地貌以及周围建筑物的高度和分布情况，在此基础上，通过雷电防护设计来计算避雷针的安装数量和位置。户外变电站的避雷针一般都安装在专用铁塔上，避雷针针长为1～2m，采用圆钢时直径应大于20mm。现在市场上出现了许多非常规避雷针，目前还没有通过实践证明其效果和经济性优于常规避雷针，我国及IEC国际防雷标准都没有推荐使用。这一点在雷电防护设计中认真考虑，在变电站雷电防护中更应该引起注意。
避雷针不仅是最有效的防雷击手段，也是最广为人知的防雷手段。早在1752年，富兰克林就通过风筝实验提出避雷针的预想。在此之后，经过长期的实践考验，避雷针得到了很好的应用。避雷针的原理很简单，即有带电云块出现在避雷针上空时，地面上因大气中出现带电云块而感应到的电荷积累到避雷针上，由此形成尖端放电。此时，避雷针是保护范围的最高点，其他物体受避雷针保护则不会受到直接电击。只要设计合理，静电感应过电压和电磁感应过电就会在安全范围以内。由此可以看出，避雷针实际上是通过自身尖端放电引发直接雷击，牺牲自己来达到保护周边物体的目的。所以就不难理解为什么有人要把避雷针更名为引雷针了。但是避雷针的名字已经成为既定事实，并且已成为习惯，改变也有一定问题，只要知道避雷针通过把直接雷击引向自己来保护其保护范围内的物体避免遭受直接雷击就可以了。
3 变电站雷电防护接地
雷电防护接地是指为防止雷击事故，通过一定的技术手段，将直接雷击后产生的数十至数百kA的电流通过引下线接入大地。只有能够在发生直接雷击后，防止产生的静电感应过电压与电磁感应过电压引起危害，才能算是合格的接地。目前国际上通用的接地电阻值设计规范规定为不大于10Ω。接地电阻值越小，直接雷击诱发的静电感应过电压和电磁感应过电压危害越小。比如，雷电电流幅值和接地电阻值分别为60Ω和30Ω时，对地面的电压可达1800kV；当接地电阻值变为10Ω时，对地面的电压则只有600kV。前者产生的跨步电压比后者多了三分之二。由此可见，接地措施的重要性。为了防止雷击的威化扩大，必须做好接地措施并改善不合理的设计，所以变电站的雷电防护接地设计一定要和相关设计规范的要求保持一致。
根据相关机构的统计数据表明，为有效防护变电站雷击发生，可以采取两种有效的方式，一是等电位连接，二是联合接地。等电位联结是指将变电站内的所有非带电的金属导电物体全部连接起来后引向接地体。联合接地则是指变配电站统一采用一个接地体，接地电阻值按照不同接地系统的最小要求进行设计。依照国际惯例，变电站接地电阻值电气设计规范规定为4Ω，这样可以有效减少雷击伤害。
目前，变电站统一采用一个接地体，雷电防护接地不再单独设计接地体，看起来好象很可怕，实际上是有一定科学道理的。假如雷电电流幅值为50千安，采用联合接地后，接地电阻值为4Ω，对地面的电压为200kV。此时通过等电位联结，变电站内的所有非带电的金属导电物体对地电位全部同时升高200kV，各种电源的中性点也接在同一个接地体上，对地电位也同时升高200kV。彼此之间仍然保持原来的电位差。没有产生新的电位差，就不会产生静电感应过电压与电磁感应过电压。
通过上述分析，我们发现采用一个接地体，可以平衡各个位置的电压，遏制新的电位差的形成，从而就遏制了静电感应过电压和电磁感应过电压的形成，最终有效防止了雷击事故损害的出现。
4 变电站雷击事故分析
河北省保定市安新县供电局现有的10座35kV变电站，两座110 kV变电站，均为户外变电站。雷电防护措施主要采用避雷针与避雷器，户外照明采用探照灯。2000年7月西地35kV变电站一只避雷针遭受直接雷击，变电站内所有变配电站综合自动化（微机保护）装置电源板全部被损坏。变电站处于无保护运行。这是安新县供电局有史以来最大的一次自然灾害造成的重大事故。
经过调查分析后发现，探照灯除安装在附近建筑物上以外，其他都安装在避雷针铁塔上。安装在避雷针铁塔上的户外照明探照灯的电源容易引起户内交流电源屏。避雷针在遭受直接雷击后，强大的雷电电流在探照灯的电源电缆上引起非常高的电磁感应过电压。电磁感应过电压由探照灯的电源电缆进入户内交流电源屏，变电站综合自动化（微机保护）装置电源也引入此户内交流电源屏，从而造成变电站综合自动化（微机保护）装置电源置电源板全部被损坏的严重事故。
电磁感应的优点范文第4篇
1 从电与磁的关系理解奥斯特实验
长期以来，磁现象与电现象是被分别进行研究的，特别是吉尔伯特对磁现象与电现象进行深入分析对比后断言电与磁是两种截然不同的现象，没有什么一致性。但是电与磁是否有一定的联系的疑问一直萦绕在一些有志探索的科学家的心头。
丹麦物理学家奥斯特(H．C．Oersted，1777~1851)就是其中的一位。他是康德哲学思想的信奉者，深受康德等人关于各种自然力相互转化的哲学思想的影响，奥斯特坚信客观世界的各种力具有统一性，并开始对电、磁的统一性的研究。
1820年4月的一天晚上，奥斯特在为精通哲学及具备相当物理知识的学者讲课时，突然来了“灵感”，在讲课结束时说：“让我把通电导线与磁针平行放置来试试看！”于是，他在一个小伽伐尼电池的两极之间接上一根很细的铂丝，在铂丝正下方放置一枚磁针，然后接通电源，小磁针微微地跳动，转到与铂丝垂直的方向。
小磁针的摆动，对听课的听众来说并没什么，但对奥斯特来说实在太重要了，多年来盼望出现的现象，终于看到了，当时简直使他楞住，他又改变电流方向，发现小磁针向相反方向偏转，说明电流方向与磁针的转动之间有某种联系。 奥斯特为了进一步弄清楚电流对磁针的作用，于1820年4月到7月，费了三个月的时间，做了六十多个实验，他把磁针放在导线的上方、下方，考察了电流对磁针作用的方向；把磁针放在距导线不同距离，考察电流对磁针作用的强弱；把玻璃、金属、木头、石头、瓦片、松脂，水等放在磁针与导线之间，考察电流对磁针的影响；……。
于1820年7月21日发表了题为《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文，这篇论文仅用四页纸，十分简洁地报告了他的实验，向科学界宣布了电流的磁效应。1820年7月21日作为一个划时代的日子载入史册，它揭开了电磁学的序幕，标志着电磁学时代的到来。奥斯特也因此成为第一个揭示电和磁联系的人，也为后来法拉第的电磁感应现象的发现奠定了基础。
后来，人们利用电流磁效应将直导线弯成螺线管状，制成了通电螺线管，使电流的磁场加强了，为了使通电螺线管的磁性更强，人们又在螺线管中插入铁芯，从而导致电磁铁的发明。由于电磁铁的磁性又有可控制――电流的通、断；磁性强弱可调节――电流的大小和线圈匝数；磁极可改变――电流的方向等优点，渐渐地电磁铁替代了永磁体。于是，人们将电磁铁应用到电磁起重机、电吉他、电话、磁悬浮列车、电磁继电器等等方面，为人类作出了不可磨灭的贡献。
有人说奥斯特的电流磁效应是“偶然地发现了磁针转动”，当然也不无道理，但是法国的巴斯德说得好：“在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”
2 从力学角度理解奥斯特实验
奥斯特实验现象：把通电导线与磁针平行放置，接通电源，小磁针会发生偏转。从力学角度分析，小磁针偏转，也就是发生了运动状态改变，那么，它一定是受到力的作用。这个施力物就是电流，也就是说，电流对小磁针（即磁体）存在力的作用。根据力的作用是相互的，同学们应该想到什么？――磁体也应该对电流存在力的作用。基于这个思路，科学家们通过多次实验证明磁体对放入磁场中的通电直导体的确有力的作用，通过实验还证明：通电在磁场中受力的方向与磁感线方向和电流方向有关，且三个方向两两互相垂直。磁场可让通电导体在磁场中受力能平移运动；后来，科学家将通电线圈放入磁场中，发现通电线圈在磁场中将受力而转动。只是每当转到平衡位置（线圈平面与磁感应线垂直）时，因受一对平衡力而静止下来。科学家们通过反复的分析、论证和试验，终于利用换向器在每当线圈由于惯性作用转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向来改变线圈的受力方向，从而实现线圈能连续转动。而最终导致电动机的发明。
电动机的工作原理就是利用“通电线圈在磁场中受力而转动的性质”制成的 ，在这个过程中，消耗了电能而获得了线圈转动的机械能。
3 从逆向思维角度理解奥斯特实验
电磁感应的优点范文第5篇
雷电对有线电视系统的影响
雷击主要有两种：“直未雷”和“感应雷”。直击雷只有雷击率的 10％左右，危害范围一般较小，可使用避在有线电视系统中，防雷避雷设计是一项非常重要的工作，也是有线电视工作者长期以来一直在研究的课题。本文是我们根据多年的工作实践和学习，总结出雷电对有线电视系统的影响以及防范举措。雷电可分为直击雷、感应雷（包括静电感应和电磁感应）和球形雷。对有线电视系统影响的雷击主要有两种：“直击雷”和“感应雷”（包括静电感应和电磁感应）。这里，我们主要介绍一下这两种雷电。
1、直击雷雷电对有线电视系统的影响 直击雷是带电云层和大地之间放电造成的。强大的雷电流经过地面建构筑物和地面设备入地，霎那间产生高温高热和巨大的机械振动力使物体遭到破坏。雷电流通过具有电阻或电感的物体产生很大的电压降和感应电压，破坏绝缘，使雷电流通过，所到之处物体受热汽化、剧烈膨胀，产生超强大冲击性机械力。破坏人体组织，建筑物结构、设备部件等。
2、感应雷电对有线电视系统的影响 感应雷电可以分为雷电流产生的电磁感应和静电感应两种。有线电视系统的电子设备主要是受感应雷击损坏造成的。电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的，这种迅速变化的磁场可以在邻近的导体上感应出很高的电动势，从而使设备损坏，“电磁感应雷”占雷击率近90%,危害范围甚广。静电感应雷是由于带电积云接近地面，在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的。
二、 前端的防雷措施
1、 接收天线的防雷 ①确定好接收天线地理位置，架设天线时既要保证接收信号的质量又要避开雷区；②架设避雷针、避雷线，这是一种普遍而又比较有效的防雷措施，由于接收天线一般架设在楼顶上，很容易将雷电引入前端，特别是卫星天线，防雷措施一定要考虑周全，一方面要使接收天线在避雷针的保护区内，另一方面还要降低避雷针的接地电阻。③天线馈线、同轴电缆、光纤等的屏蔽网和架空支撑等附属设施都要有良好的接地，组成良好的接地网，接地电阻要控制在4Ω以内。
2、电源部分的防雷 ①安装电源防雷器，当市电因雷击或其它因素产生高脉冲电压时，将会损坏电路上的设备，所以在有线电视机房要安装“三相电源防雷器”.它的作用是在最短时间内把电源线路上因感应雷击而产生的大量脉冲能量释放到安全地线上，从而保护机房内的前端设备。②机房安装在线式UPS电源，由于有线电视传输频带宽，会有各种频率的用电设备干扰通过电源引入机房，造成某个频道或某段频带的干扰，影响播出质量。同时现代有线机房对电脑的进一步引入，而电脑产生的干扰具有功率较大、频带较宽、不定时的特点，对有线电视系统的干扰极其严重。所以为了用电设备的稳定和安全，现代有线机房必须安装具备一定抗干扰能力的在线式UPS电源。③做好三种接地工作。第一种接地--防雷接地，指过电压保护装置或设备的金属结构的接地。如避雷器的接地、避雷针构架的接地等，也称过电压保护接地；第二种接地--保护接地，指正常情况下将电气设备外壳及不带电金属部分与大地可靠联接；第三种接地--工作接地，指电力、通讯等系统中利用大地做导线，根据系统运行的需要，实现其可靠性及固有性能的接地。如供电系统中的三相四线制中的地线。不过在有线电视系统中，所使用的交流电源大多数是由中性线不接地的低电压供电网所提供，所以工作接地起到了保护设备和保护工作人员人身安全的作用。
三 电缆网的防雷措施
电缆网的防雷：①市电受到雷电击中时，电缆网设备由于异常高电压产生的脉冲电流而造成损坏；②雷电通过同轴电缆感应使电缆网设备受到雷击。其预防措施如下：①放大器及分支分配器的防雷。采用接头两端都有防雷器件的放大器，每个放大器箱应装避雷地线（电阻小于10Ω），使雷电产生的能量释放地线上，以保护放大器，若使用市电的放大器，还要防止放大器由于市电引入的感应雷而被损坏，对此可采取在经常有雷击的地区加装电源防雷器。②整个网络多点接地，组成接地网，使线路受感应雷的机会减小。操作方法：让有线电视网络系统中的同轴电缆屏蔽网和架空支撑电缆用的钢绞线具有良好的接地，在每隔10个杆档处，用1根（根据土壤电阻率可选择多根）50mm×50mm×5mm的1.5m长的角钢作为接地体打入地下，设接地保护，避雷线与支撑钢绞线用铁扎头扎紧成为一体。在系统接地时，由于接地电阻大防雷效果就差，一定注意接地电阻的最小化、控制在8Ω以下为最好。
四、接地防雷以及器材的防雷效果
电磁感应的优点范文第6篇
一、磁场和磁感线
磁场看不见、摸不着，却是客观存在的物质，而磁感线是人们假想的曲线，不是客观存在的物质，就如同用“光线”描述光的传播路径一样.
二、电磁铁
与永磁体相比，电磁铁有这样几个优点：磁性的有无可以通过电流的通断来控制；磁场的方向可以通过电流的方向来控制；磁性的强弱可以通过电流的大小来控制.探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，关键是掌握控制变量法和转换法，把电磁铁磁性的强弱转换为电磁铁吸引大头针的多少.
三、电磁感应
闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这就是电磁感应现象.
1.（1）“闭合电路”是指电路是闭合的，而不是断开的；“一部分导体”说明不是整个电路；“切割磁感线运动”指的是导体与磁场的相对运动，磁场不运动，导体运动时，导体能切割磁感线产生感应电流；导体不运动，磁场运动时，导体同样也能切割磁感线产生感应电流.（2）当切割磁感线的方向或磁场的方向发生改变时，产生的感应电流的方向也会发生改变，但当这两个因素同时改变时，感应电流的方向不变.
2.电磁感应现象是发电机的工作原理，发电机在工作时将机械能转化为电能.
四、直流电动机和交流发电机的比较
五、电磁波与通信
当导体中有迅速变化的电流时，在它的周围空间就会产生电磁波.电磁波传播的速度与电磁波的频率无关.频率越高，它的波长越短.电磁波可以在真空中传播，但能被金属物质屏蔽.
考点扫描
考点1 磁场和磁感线
例1 如图1所示是蹄形磁铁周围的磁感线.根据磁感线方向，下列对磁感线的判断，正确的是（ ）.
A.甲是N极，乙是S极
B.甲是S极，，乙是N极
C.甲、乙都是S极
D.甲、乙都是N极
解析 在磁体的外部，磁感线的方向都是从磁体N极出来，回到磁体的S极，而在磁体内部则正好相反.所以甲是N极，乙是S极.选项A正确.
考点2 电磁铁的磁性
例2 如图2所示，给电磁铁通电，铁块及弹簧在图中位置静止，当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，电流表示数和弹簧长度的变化情况是（ ）.
A.电流表的示数增大，弹簧的长度增加
B.电流表的示数增大，弹簧的长度减小
C.电流表的示数减小，弹簧的长度增加
D.电流表的示数减小，弹簧的长度减小
解析 分析电路图可知，当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，接入电路中的电阻减小，所以电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，对铁块的吸引力变大，弹簧的长度变长.选项A正确.
考点3 电动机与发电机
例3 如图3所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极转至右边.可使如图3所示位置的小磁针N极转至左边的操作是图4中的（ ）.
解析 根据图3所示，若要改变小磁针N极的指向，方法有两个：一是控制导体运动的方向不变，改变磁场的方向；二是控制磁场方向不变，改变导体运动的方向.B、C选项中导体的运动方向与磁感线平行，导体不切割磁感线，故不能产生感应电流.D选项中导体运动的方向和磁场方向都发生了改变，故磁场方向不发生变化.选项A正确.
考点4 电磁波的波长、频率和波速的关系
例4 下列说法中正确的是（ ）.
A.红外线不是电磁波
B.电磁波的传播速度小于光速
C.电磁波的频率越高其波长越长
D.电磁波的频率越高其波长越短
解析 因为红外线和光波都是电磁波大家族中的一员，所以它们有许多共同特征，如都能在真空中传播，而且在真空中传播的速度也相同，都是3×108m／s，所以A、B都错.判断C和D时，需要理解电磁波的波长、频率和波速的关系.公式v=λf中，v表示电磁波的传播速度；λ表示波长，f表示频率.因为各种电磁波在真空中的速度相同，所以，当速度不变时，频率越高的电磁波的波长越短.选项D正确.
典例讲析
典例1 图5是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图6是自制简易电动机模型.现在主要讨论图6简易电动机的制作与操作问题：
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图.按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 ，因此这一部位就相当于图5中的
（填某一部件的名称）.
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？①
；② .（说出两点即可）
（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法：① ；② .
讲析 （1）从“刮漆情况放大图”可以看出，线圈引出线的右端接触支架的绝缘漆被全部刮掉了，左端被刮掉一半，这样线圈每转过一周只有半周给线圈供电.当线圈转到左端刮掉漆的位置时有电流通过，线圈获得动力，使线圈转动；当线圈转到左端没有刮掉漆的位置时，停止给线圈供电，但线圈依靠惯性会继续转动，转到刮掉漆的位置时电流重新接通，获得正好与上次方向一致的力，使线圈能够持续转动.图5中的直流电动机模型是通过换向器来实现这项功能的，因此这一部位就相当于图5中的换向器.
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，其故障可能是以下原因：①线圈引出线左端的绝缘部分接触支架，使线圈中没有电流通过，或者引出线左端刮掉漆的部分接触支架，有电流通过，但线圈刚好处于平衡位置；②线圈中的电流太小；③磁铁的磁性太弱.所以对应的操作：a用手指轻轻转一下线圈；b增大电源电压；c换一块磁性更强的磁体.
（3）要改变电动机的转动方向，需使线圈的受力方向发生改变，根据磁场对通电导线的作用特点，可以采取的做法：①只改变电流方向；②只改变磁场方向.
仿真测试
一、选择题（每题4分，共32分）
1.最早利用磁场获得电流，促使人类进入电气化时代的科学家是（ ）.
A.安培 B.法拉第
C.焦耳 D.奥斯特
2.如图所示是一款利用电磁悬浮技术制作的没有“地轴”的地球仪，其原理是将空心金属球放在通电的线圈上，电磁场在金属球表面产生涡流，涡流与磁场作用形成磁力，从而实现地球仪的悬空静止.地球仪悬空静止的原因是（ ）.
A.只受到磁力的作用
B.由于惯性的作用
C.没有受到重力的作用
D.地球仪受到的磁力和重力相互平衡
3.关于磁场和磁感线，下列说法中错误的是（ ）.
A.磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用
B.磁场看不见、摸不着，但我们可以借助小磁针的偏转和指向来判断
C.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
D.在磁体的外部，磁感线都是从磁体的北极出发，回到南极
4.法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获诺贝尔物理学奖.如图所示是研究巨磁电阻特性的原理示意图.实验发现，当闭合开关S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法中正确的是（ ）.
A.电磁铁右端为N极
B.滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
5.在安装直流电动机模型时，通过改变下列哪个因素，可以改变直流电动机转动的方向（ ）.
A.电流的大小
B.电流的方向
C.磁体磁性的强弱
D.电源电压的大小
6.如图所示，要使流过电流表的电流反向，下列措施中可行的是（ ）.
①只将磁场反向；
②只将线圈的运动方向反向；
③同时将磁场和线圈的运动方向反向；
④增加磁铁的磁性或线圈匝数.
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
7.如图所示的四个装置可以用来演示物理现象，下列表述正确的是（ ）.
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示磁场对电流的作用
C.图丙可用来演示电流的磁效应
D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
8.在建国60周年期间，各地群众通过多种方式了解国庆大阅兵的信息.下列各种信息传递方式中，运用电磁波传递信息的是（ ）.
A.声呐和无线电广播电视
B.卫星通信和光纤通讯
C.有线电话和无线电广播电视
D.两人之间面对面相互交谈
二、填空题（每空2分，共24分）
9.丹麦物理学家奥斯特首先发现了通电导体周围存在 ；进一步研究发现，当导体中的电流 时，导体周围的磁场就增强.通电导体周围磁场的方向与 的方向有关.
10.电磁波分为长波、中波和短波，和长波比较，短波的频率 .在月球上，两个宇航员即使面对面站着也必须借助电磁波通话，因为声波与电磁波不同，声音的传播需要 .
11.如图所示，当开关闭合后，通电螺线管上方的小磁针受力的作用保持静止，则通电螺线管的右端是 （选填“N”或“S”）极，电源的右端是 （选填“正”或“负”）极.
12.图示是某位同学制作的一个小电动机.电动机的工作原理是 .如果要改变小电动机的转速，可以通过改变 来达到目的.
13.小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来.小明根据所学的知识画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）.小明分析：当人站在电梯上时，压敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变 .
三、解答题（共44分）
14.（3分）在图中，标出磁感线的方向和小磁针的N、S极.
15.（3分）如图所示，请你根据小磁针的指向标出螺线管的磁极和电源的“+”“-”极.
16.（10分）小明用图所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关.
（1）上表是小明的实验记录，根据表中数据回答下列问题：
①通过比较第 和第 两次实验，可知电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数有关.
②电磁铁的磁性强弱除了跟线圈匝数有关外，还跟 有关.
（2）实验中，小明通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱.
17.（18分）图示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，闭合开关后，导体ab、电流表、开关组成闭合电路.小明将实验中观察到的现象记录在下表中.
（1）小明分析得出：闭合电路中的部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生感应电流.
（2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与
有关.
（3）比较实验2和6（或3和7）可知：
.
（4）此实验的研究方法有控制变量法
和 法.在此实验过程中是 能转化为 能，重要的应用是 .
（5）针对这个实验小明进行了进一步探究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想，除此之外你的猜想是 .
①写出验证你的猜想的主要步骤.
②你怎样对实验结果进行分析判断？
18.（10分）小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示.将热敏电阻只安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响.图甲中继电器的供电电压U1
=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω.当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响.图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像.
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻的阻值为 Ω.当环境温度升高时，热敏电阻的阻值将 ，电磁铁的磁性将 .（选填“增强”“减弱”或“不变”）
电磁感应的优点范文第7篇
关键词：无损检测技术超声回弹综合法电磁感应法混凝土强度
1概述
混凝土无损检测技术，是在不破坏结构构件的前提下，直接从结构物上测试，推定混凝土强度或缺陷以及钢筋位置，可对混凝土结构进行重复测试，它既适用于工程建设过程中混凝土质量监测，又适用于工程竣工验收和建筑物使用期间混凝土质量检定[1]。本文主要介绍超声回弹综合法和电磁感应法在建筑物结构混凝土质量检测中的应用，不妥之处，敬请指正。
超声回弹综合法[1，2]是以声速值、回弹值与混凝土强度之间的相关关系为基本依据，在自然状态下测试出混凝土的某些物理量，进而按相关关系推算出混凝土的特征强度。然而混凝土是一种多相复合材料，均质性较差，应用单一的无损检测方法(如单一回弹法或超声法)推算混凝土强度，因影响因素多，使推算的混凝土强度不能达到一定的精度。如果采用两种或两种以上的无损检测方法，获取多种物理力学参量，并建立混凝土强度与多项物理力学参量的综合相关关系，以便从不同角度综合评价混凝土的强度。由于综合法采用多项物理力学参量，能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素，并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素，因而它比单一物理量的无损检测方法具有更高的准确性和可靠性。
电磁感应法[3]是人工向混凝土构件发射脉冲电磁波并对其内部的金属物(如钢筋)产生电磁感应作用，从而使该金属物产生感应电流，于是在其周围形成二次电磁场，通过专业仪器观测感应电磁场的变化或异常即可确定混凝土内部钢筋的位置和埋深(即保护层厚度)。
2检测方法与技术
2.1超声回弹综合法
首先选定待测混凝土构件，并按规程或有关规定布置一定数量的测区(测区尺寸为20×20cm2；相对应的两个20×20cm2方块视为一个测区)，然后按图1布点方式进行回弹值、超声声速值的测试(对于同一测区宜先进行回弹测试，后进行超声测试)。
2.1.1回弹法
在每个测区相对应的两个测面上分别测读8个回弹值(如图1所示，两面共测取16个回弹值)，剔除3个最大值和3个最小值后，将剩余的10个回弹值进行平均取得该测区的平均回弹值，计算公式如下：
式中：rm—测区平均回弹值；ri—第i个测点的回弹值。
如非水平状态测得的回弹值，应按下式进行修正：
如顶面或底面测得的回弹值，应按下式进行修正：
式中：ra—修正后的测区回弹值；raα—测试角度为α的回弹修正值，可查表得到；rat—测试顶面回弹修正值，可查表得到；rab—测试底面回弹修正值，可查表得到。
测试时，如仪器处于非水平状态，同时构件测区又非混凝土的浇筑侧面，则应对测得的回弹值，先进行角度修正，后进行浇筑面修正。
2.1.2超声法
在每个测区相对应的两个测面上各布置3个测点(如图1所示)，在保证换能器与混凝土耦合良好的前提下，使发射和接收换能器在同一轴线上。测区声速采用下式计算：
式中：vi—测区声速值，m/s；l—超声测距，m；tmi—第i个测区平均声时值，s；t1、t2、t3—分别为测区中3个测点的声时值，s。
当在混凝土浇筑的顶面和底面测试时，由于上表面砂浆较多强度偏低，底面粗骨料较多强度偏高，综合起来与成型侧面是有区别的，另外浇筑表面不平整，因此，会使声速偏低，所以进行上表面与底面测试时声速应进行修正：
式中：va—修正后的测区声速值，m/s。
2.2电磁感应法
现场施测首先选定待测混凝土构件，并在该构件上确定测试面，然后使探针轴线平行于设计钢筋走向并从混凝土测试面的边部或任意一点在垂直探针轴线的方向上移动探针来测定钢筋位置和保护层厚度。如果混凝土内分布有主筋和箍筋时应分别测定，首先圈定主筋(或箍筋)的位置和展布情况，然后在两个相邻箍筋(或主筋)的中间部位顺其走向进行测试，即可精确测定主筋(或箍筋)的位置和保护层厚度。
3工程概况
某居民小区位于胶东半岛某市的经济技术开发区，由20余座住宅楼和商业网点楼以及小区花园等建筑物组成。其中1#、6#、7#、8#住宅楼均为六层框架结构，建筑面积分别为3390m2、3390m2、4050m2、4812m2。工程于2002年10月开工建设，至2003年3月整体工程已进入装修、装饰阶段。
受建设单位委托，水利部天津水利水电勘测设计研究院岩土工程技术中心工程质量检测部，于2003年3月28～31日对该项目框架现浇混凝土构件强度及钢筋分布情况进行了抽样检测。至测试之日，抽样中混凝土构件的龄期基本达到28天的要求。抽检结果较为全面、客观的反映了该结构混凝土强度指标和钢筋的分布特征，为建设工程的竣工验收和评价提供了科学依据。
使用仪器为：①北京市康科瑞工程检测技术有限责任公司生产的ht—225w全自动数字式回弹仪；②湖南湘潭市自动化技术研究所生产的sd-1型声波检测仪以及与之配套的50khz平面型厚度振动模式换能器；③瑞士proceqazurich公司生产的profometer5型混凝土钢筋扫描仪。测试所用仪器设备均在计量认证有效期内，现场实施期间性能稳定、工作正常。
4检测结果及分析
4.1混凝土强度检测
由各构件不同测区内测得的声速值和回弹值，按照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(cecs02：88)推荐的结构混凝土测强计算公式(7)(当粗骨料为碎石时)换算混凝土强度：
式中：fcuc,i—第i测区混凝土强度换算值，mpa；vai—第i个测区修正后声速值，km/s；rai—第i个测区修正后的回弹值。
结构或构件的混凝土强度推定值fcu,e可按：①单个构件处理，②批量构件处理等方式求得(具体步骤详见有关规范或规程)，选用时应视具体情况而定。本次抽检按单个构件处理方式求取混凝土强度推定值，即取该构件各测区中最小的混凝土强度换算值为该构件强度推定值。
测试成果按建筑物分类进行数理统计得表1及混凝土推定占设计强度等级百分比的分布图(图2)。
表1混凝土构件检测结果统计表
建筑物名称
抽检构
件数量
设计强
度等级
推定强度(mpa)
离差系数
(%)
范围值
平均值
标准差
1#住宅楼
36
c30
29.2～37.3
33.39
2.27
6.79
c25
23.1～39.8
28.81
4.37
15.17
6#住宅楼
25
c25
25.5～28.9
27.05
1.36
5.02
c20
23.6～36.1
28.90
3.22
11.14
7#住宅楼
25
c25
32.7～41.1
37.04
3.07
8.28
c20
20.0～35.2
26.18
4.63
17.68
8#住宅楼
30
c25
25.0～35.8
32.20
3.89
12.08
c20
21.0～32.3
27.01
3.23
11.95
根据测试结果，结合测试期间施工进度的具体情况，分析表1及图2可得如下基本结论：
①1#住宅楼抽检结果：抽检构件中有11.1%的构件强度低于设计强度等级，其中设计强度等级为c30构件的推定最大强度值为37.3mpa，达到设计强度等级的124.4%，而构件最小强度值为29.2mpa，达到设计强度等级的97.3%；设计强度等级为c25构件的推定最大强度值为39.8mpa，达到设计强度等级的159.1%，而构件最小强度值为23.1mpa，达到设计强度等级的92.3%，说明抽检构件中绝大多数混凝土强度达到或超过设计强度等级，最小的也达到设计强度的92%以上，基本满足设计要求。
②6#住宅楼抽检结果：抽检构件中混凝土强度均达到或超过设计强度等级，其中设计强度等级为c25构件的推定最大强度值为28.9mpa，达到设计强度等级的115.5%，而构件最小强度值为25.5mpa，达到设计强度等级的101.8%；设计强度等级为c20构件的推定最大强度值为36.1mpa，达到设计强度等级的180.3%，而构件最小强度值为23.6mpa，达到设计强度等级的140.6%，满足设计要求。
③7#住宅楼抽检结果：抽检构件中混凝土强度均达到或超过设计强度等级，其中设计强度等级为c25构件的推定最大强度值为41.1mpa，达到设计强度等级的164.4%，而构件最小强度值为32.7mpa，达到设计强度等级的130.9%；设计强度等级为c20构件的推定最大强度值为35.2mpa，达到设计强度等级的176.2%，而构件最小强度值为20.0mpa，达到设计强度等级的100%，满足设计要求。
④8#住宅楼抽检结果：抽检构件中混凝土强度均达到或超过设计强度等级，其中设计强度等级为c25构件的推定最大强度值为35.8mpa，达到设计强度等级的143.4%，而构件最小强度值为25.0mpa，达到设计强度等级的100.1%；设计强度等级为c20构件的推定最大强度值为32.3mpa，达到设计强度等级的161.7%，而构件最小强度值为21.0mpa，达到设计强度等级的105.0%，满足设计要求。
另外，图2表明，尽管抽检混凝土构件推定强度满足或基本满足设计要求，但强度分布范围较大，数据较离散，呈多峰型(1#楼为单峰)，表明混凝土的均匀性较差，其施工质量并不稳定。相对而言，所测建筑物混凝土的整体均匀性和施工质量由优到劣的顺序为：1#楼8#楼6#楼7#楼。
4.2钢筋位置及保护层厚度检测
通过抽样检测，构件内钢筋分布基本均匀，保护层厚度为20～48mm。实测典型记录见图3。
图3混凝土构件钢筋扫描图
5结语
无损检测技术具有非破损、简便、快速、便于大面积测试等优点，已在工业与民用建筑、水利、电力等工程建设项目的混凝土质量检测和评价中得到广泛应用，取得了良好的应用效果，并在工程实践中不断总结、完善和提高。
超声回弹综合法利用声速和回弹这两个物理量来推定混凝土强度，较为全面客观地反映了影响混凝土强度的各种因素，提高了无损法检测混凝土强度的精度。这是因为声速主要反映材料的密实度，而密实度与材料强度有关，同时，由于它穿过材料，因而也反映了材料内部结构的均匀性、连续性等各项质量指标。回弹值则反映了材料的表面硬度，而硬度也与强度有关，因此能确切地反映混凝土表面(深3cm左右)的状态。可见，超声回弹的综合应用，能较确切地反映构件混凝土强度，对保证新建工程质量，以及对已建工程的安全性评价等方面提供科学依据。其中声波法还可用于混凝土内部缺陷的检测。
而电磁感应法——钢筋扫描仪的发射功率有限，测试深度(即保护层厚度)范围取决于待测钢筋的直径，并与相邻钢筋的距离以及周围其它电磁干扰有关，故一般情况下钢筋扫描仪实际测试深度(即保护层厚度)不大于15cm，此探测深度对一般建筑物的混凝土构件检测已满足要求。当探测较深部的钢筋或金属物时可采用电磁辐射法——地质雷达来测定，此技术还可用于混凝土内部缺陷的检测。
参考文献
1.国家建筑工程质量监督检验中心主编.混凝土无损检测技术[m].北京：中国建材工业出版社，1996.
电磁感应的优点范文第8篇
【关键词】充电器；电磁感应；智能
Intelligent wireless charger
Luo Tao
（Dept.of Information Engineering，Guangdong Vocational College of Mechanical & Electrical Technology，Guangzhou 510515，Guangdong，China）
Abstract：Due to the different types of electronic products need to use a different charger，the charging is also looking for a suitable jack and straighten out the wiring，the author uses the principle of electromagnetic induction，and design of intelligent wireless charger.The wireless charger with automatic inductive charging and fully charged，intelligent power-off function，not only applicable to a variety of different charging voltage and capacity of electronic products，and simultaneously charging multiple different electronic products.The charge using intelligent Wireless design ideas，with easy to use，is suitable for a wide range of advantages，a higher application value.
Key words：Charger；Electromagnetic induction；Intelligent
1.系统概述
1.1 当前充电模式情况
在电子科技技术高速发展的今天，全球范围内的手机用户数量已经达到了33亿，再加上MP3、MP4等其他周边电子产品，平均不到2人就拥有一个需要充电的便携式电子产品。目前普遍使用的都是数据线插接式充电，这种充电方式数据线接口用久了通常会有接触不良等现象，而且单个充电器适应面不广，因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器，充电时还要寻找合适的插口和理顺接线，真可谓费时费力；各种便携式电子产品的充电是一件令人头痛的麻烦事。为了改良上面的现象，研发智能无线充电器是很有必要的。
1.2 作品简介及优点
智能无线充电器利用电磁感应原理，是非接触充电系统，不再通过导线（充电线）传输电能，而是无线传输方式充电。没有充电所用的物理接口，与一般充
电器相比，避免了插线或拔电池的麻烦，具有一般充电器的工作原理；作品采用一（充电器）对多（感应负载）充电、智能充电的设计思想；无线充电器对负载充电时，指示灯将由绿灯转换为七彩灯，手机也正确显示充电状态并智能完成充过程（实验产品为手机）。本充电器可以同时对多个负载充电，可以自动感应是否有负载充电，达到自动充电，充满电后10秒自动断电，达到智能化；从而大大方便了用户。
智能无线充电器使用十分方便、一个充电器就可以满足一个家庭的需要，具有较高的推广应用价值、成本低廉（与一般充电器价格相差不多）等优点，现在世界上许多大公司（如Sony，Intel，apple，飞利普等）也正在火热研究中；智能无线充电必将是取代物理直插的发展方向，将肯定受到人们的欢迎和重视。
基于以上思路，充分运用所学电子技术知识，经过老师悉心指导。设计、制作智能无线充电器，它具有如下优点：
（1）成本低廉
电路由脉冲产生部分、功率放大部分，滤波部分、比较部分及发射和接收部分组成，每部分只是几个小元件组成，制作简单。
（2）一对多充电
一台充电器可以对多个负载充，一个家庭购买一台充电器就可以满足全家人使用，随着负载的增加，工作效率也会增高，因此可以节约用电同时亦可减少不必要的开销。
（3）方便性
与一般充电器相比，减少了插拔的麻烦，同时亦避免了接口不适用，接触不良等现象，老年人也能很方便地使用。
（4）智能化
只要把感应负载往充电器上面放，就可以自动感应充电，通过信息反馈，当感应负载满电后，自动断电，实现充电过程智能化。
2.工作原理概述
2.1 系统模块
无线充电器利用电磁感应原理。通过NE555D芯片产生一个36.7K的脉冲频率（因为经过调试在36.7K频率时，效率达到最高），IRFP460功率放大，使发射线圈产生磁场，当接收线圈靠近时，产生感应电流，经过全波整流和稳压，得到负载（手机）所需要的充电电压和电流。发射线圈的电流会随着感应负载的增加而增大，通过运放把0.33欧的负载电压23倍放大，再经过1N4148整流滤波得到电压U1与基准源Uo比较。充电时，U1大于Uo七彩灯闪亮，表示正在充电；空负载或充满电时，U1小于Uo，绿灯亮，若10秒钟后没有感应负载，自动断电；按一下复位键则充电器重新启动。
具体电路分析如下：
2.1.1 NE555D脉冲发生器模块
如图1，根据T=（R1+Rp）C1，f=1/T，调节RP使NE555D输出一个36.7KHZ的脉冲频率。
2.1.2 功率放大及无线发射模块
主要把NE555D产生的一个36.7KHZ的脉冲功率放大，经发射线圈发射出去。当脉冲为高电平时，Q12栅极为高电平，Q12导通，此时Q8饱和，Uceq电压只有0.67V，经D10-4148后Q1栅极电压为0，Q1截止。当脉冲为低电平时，Q8、Q12同时截止，电流直接由R16 D10 Q1，Q1导通。整个过程中Q1与Q12均以一开一关的形式工作。电路如图2：
2.1.3 感应线圈模块
如图3，当感应线圈靠近发射线圈时，就会产生感应电流，经过全波整流后，根据不同的电子产品的充电电压，可选择不同的稳压二极管稳压，再经三极管Q100放大电流后供给不同电子产品充电。
2.1.4 充电检测模块
当有感应负载时，R20（0.33欧）电阻上的电压会增大，经运放U2A放大A=1+R5/R6=23倍后，电压变化明显，再经过1N4148整流滤波，得电压U1与基准源U。比较，此时U1＞U。，运放输出Ui为高电平，七彩灯闪烁；当感应负载充满电（或没有感应到负载），此时U1＜U。，运放输出Ui为低电平，绿灯亮。
2.1.5 智能断电模块
（1）当开关S2断开时，整充电器处于智能充电过程。
充电器启动时，继电器K1闭合，同时K2为断开状态。当有感应负载时，七彩灯闪烁，Ui为高电平，此时Q5饱和，电压Uceq为0.67V，低于Q2+Q4的导通电压之和（1.34V），Q2与Q4构成达林顿，同时截止，继器K1吸合；当感应负载充满电（或无感应负载）时，绿灯亮，即Ui为低电平，此时Q3截止，电容C5与R9构成RC充电电路，当电容充电电压到达Q2与Q4的导通电压时，Q2导通，使Q4饱和，此时继电器工作电压只有0.67V，继电器断开，整个电路处于完全断电状态。断电后，继电器K2闭合，此时C5与R13构成RC放电电路，给C5快速放电。当按一下轻触复位开关时，充电器重新启动。
当感应负载充满电（或无感应负载）时，电容C5充电，其电压为Ut
由公式Ut=12*（1-e-t/R9C5）得：t=-R9C5ln（1-Ut/12）
其中C5=100UF，R9=1MΩ，Ut=1.34V，
经计算得断电时间：t=10S
实现了10秒自动断电。在绿灯亮的10秒内只要有感应负载，则Ui为高电平，Q3饱和，电容C5放电。整个充电过程实现智能化断电。
（2）当S2闭合时，整个充电电路处于手动断电过程。
2.1.6 流程图
具体工作流程如图7所示：
图7 工作流程图 图8 作品实物图
2.2 系统实现
系统实物图如图8、图9、图10所示。
3.主要技术指标
该作品主要技术指标如表1所示：
表1 主要技术指标
脉冲频率（kHz） 4.96 10 18 27 32 36.7 42 49 100 1000
供电电压
（V） 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
空载电流
（mA） 850 510 310 270 230 180 180 180 180 180
供电电流（mA） 900 590 420 310 310 310 240 210 190 180
感应电压（V） 18 12 7.4 4.8 4.6 5.2 2.4 3.8 0.66 0.016
4.元件清单
本系统所采用的主要元件清单如表2所示：
表2 主要元件清单
元件 数目 单价 元件 数目 单价
NE555D芯片 1 0.35 2200u电容 2 0.4
NE5532P芯片 1 0.5 IRFP460管 2 2.5
100u电容 1 0.1 10K滑动变阻器 2 0.1
470u电容 3 0.1 小继电器 2 1.5
TIP42C 1 0.6 电阻 25 0.01
陶瓷电容 9 0.01 开关 2 0.1
9014 4 0.1 4148二极管 2 0.03
14001二极管 5 0.03 稳压二极管 2 0.03
LED二极管 3 0.06 变压器 1 5
经统计得：
元器件总价格 $=17.18（元）。
5.作品扩展
通过研究，我们发现无线电磁感应充电的应用领域十分广泛，除了应用于最基本的手机、MP3、MP4、笔记本电脑，数码相机等便携设备充电外，还可以应用在医疗、工业领域中，特别对于那些完全密封式的设备有着更重要的意义；如果把发射线圈装进鼠标垫里面，便可实现鼠标无线供电。其实除了感应充电以外，还可以通过改变脉冲频率实现驱蚊赶鼠等功能。
6.结束语
本设计把目前电子类课程所学的专业知识真正应用到实践中，由于作品架构设计合理，电路功能实现较好，性能优良、稳定，较好地达到了预期设计要求的各项指标。
附：仪器设备清单
函数信号发生器
数字万用表
模拟万用表
失真度测量仪
数字示波器
稳压电源
超高频毫伏表
参考文献
[1]徐守时.信号与系统[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2003.
[2]张桂芬.电子技术基础[M].北京:人民邮电出版社,2005.
[3]赵树杰,赵建勋.信号检测与估计理论[M].北京:清华大学出版社,2005.