電磁感應現象與應用

曲夏楠

摘 要：邁克爾·法拉第發現了磁與電之間的轉化關系，磁通量通過閉合電路后會發生變化，閉合電路會產生感應電流，我們稱之為電磁感應現象。電磁感應的發現是電磁學領域最偉大的發現之一。電磁感應也與我們的日常生活與生產有著密切的關系，它的出現大大便利了我們的生活。本文通過論述電磁感應現象與電磁感應在生活中的應用，加深人們對電磁感應現象的認識，也說明電磁感應理論只有應用于實踐，才能最大地發揮其價值。

關鍵詞：電磁感應現象；生活；應用

一、電磁感應

電磁感應（Electromagnetic induction）又叫做電磁感應現象，指的是閉合電路中的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中會產生電流的這種現象，其中所產生的電流我們稱之為感應電流。

電磁感應的產生條件：第一是閉合電路；第二是通過閉合電路的磁通量產生變化。兩個條件是缺一不可的。

1831年，邁克爾.法拉第發現了電磁感應現象，它解釋了磁與電之間的聯系與轉化關系，同時為人類利用電能奠定了基礎。電磁感應的發現是電磁學領域最重要的成就之一。

二、電磁感應在生活中的應用

自從發現電磁感應現象之后，電磁感應逐漸影響著人們的日常生活與生產。通過仔細觀察，我們會發現，電磁感應現象在生活中的應用是非常廣泛的，主要有發電機、電磁爐、動圈式話筒、磁帶錄音機和變壓器等。

（一）發電機

電磁感應現象最重要的一個應用就是發電機。發電機通常是由定子、轉子、端蓋及軸承等部件組成，其基本原理是定子和轉子是由軸承及端蓋而連接組裝，轉子在定子中旋轉從而做切割磁力線的運動，在這個過程中產生了感應電勢，由接線端子引出接在回路中，于是產生電流。

第一，汽輪發電機。在火力發電廠和核電站中，汽輪發電機的應用較廣泛。它利用高溫高壓的氣體，比如水蒸氣使汽輪機轉動，然后帶動轉子轉動來發電。

第二，水輪發電機。水輪發電機主要是用于水電站中。水流推動水輪機轉動，從而使電動機發電，所以水流的能量決定著電動機發電的多少，就像三峽大壩，在水電站建立攔河大壩，可以提高水位，增加水的能量，這樣更有利于發電。

第三，風力發電機。風力發電機是將風能轉化為電能的機械，我們也可以叫做風車。由風力帶動風車葉片運動，再利用風速機提升旋轉的速度，來帶動發電機發電。

（二）電磁爐

電磁爐已經是生活中常見的廚房電器。我們利用電磁爐可以加熱食物，它的出現加快了我們飲食烹調的效率，也對我們的飲食方式產生一定程度的影響。電磁爐是利用電磁感應的原理對食物進行加熱，具體來說就是電磁爐的爐面是耐熱性的陶瓷板，頻率較低的交流電由整流電路變為直流電，在通過控制電流直流電轉化成高速變化的電流，高速變化的電流通過陶瓷板下方的線圈時產生磁場。磁場內的磁感線穿過金屬器具底部時，產生感應電流，也就是小渦流，于是金屬器具本身開始發熱，器具里面的東西被加熱。

電磁爐具有很大的優勢：第一，熱效高，節能。電磁爐在工作的時候，金屬器具本身自行發熱，之后器具內的東西被加熱，向外散熱的部分較少。第二，無明火烹飪，安全。與煤氣灶不同，電磁爐使用無明火，爐面本身不發熱，爐內的高溫部件溫度也不高于250℃，不用擔心灼傷。另外爐面是耐熱性的陶瓷板，若鍋的接觸面小也不會產生熱，而且鍋從電磁爐拿下后，電磁爐也會自動切斷電源，十分安全。第三，清潔環保。電磁爐是利用磁場感應，因此在使用時不會釋放任何帶有氣味的物質，也達到了保護室內環境的目地。

（三）動圈式話筒

動圈式話筒是利用電磁感應制成的。為了能讓觀眾更清楚地聽到演員們的聲音，劇場常常要用動圈式話筒來擴大音量。動圈式話筒主要包括金屬膜片和線圈、磁鐵及外殼。當聲源對著話筒發出聲音時，其中的金屬膜片由于聲波而震動，線圈隨之震動，此時的音圈在永久磁場里做切割磁感線運動，這時感應電流產生，也就是我們所說的電信號，電信號經過擴音器放大后傳給揚聲器，放大后的聲音被發出。

（四）磁帶錄音機

磁帶錄音機主要包括機內話筒、磁帶、磁頭、放大電路、傳動機構和揚聲器等部分，作用是聲音的記錄和重放。錄音的時候，聲音通過話筒轉變為音頻電信號，經過錄音放大器后的放大音頻電流，進入錄音磁頭的線圈內，在磁頭的縫隙處產生磁場。磁力線是隨著音頻電流的變化而變化，因此被磁化的聲音被記錄下來。

放音的時候，磁帶按錄音時的相同速度緊貼著放音磁頭移動，變化的磁場讓放音磁頭線圈內產生感應電流，再經過放音放大器，揚聲器將聲音還原。

抹音，我們也稱作消磁，就是把記錄在磁帶上原有聲音的剩磁消除掉。

（五）變壓器

變壓器的運作原理是利用電磁感應來改變交流電壓的裝置，也是法拉第定律所預測的電動勢。交流電的大小與方向在不斷地變化，鐵芯中便產生變化的磁場。在磁場作用范圍內的第二條電線感受到磁場的變化，于是磁通量發生轉變，因此第二個線圈中會產生電動勢。

生活中，我們為了減少輸電線路上的電熱損失會利用變壓器將較低電壓升到較高電壓來進行高壓輸電。到了用戶端，我們又會利用變壓器將電壓降到可以支撐家庭用電的范圍，為我們服務。

三、總結

電磁感應現象的發現，可以說是電磁學領域最重要的發現之一，也標志著一場重大的工業和科技革命的到來，它深入揭示了磁與電間的相互聯系與轉化關系。電磁感應也廣泛應用于我們的日常生活和生產中，體現在電子技術、電氣化和電磁測量等方面。

我們只有加深對電磁感應現象理論的研究，并將其實踐作用于日常生活和生產中，才能最大地發揮電磁感應的作用，推動我國科學和技術的不斷發展與進步。

參考文獻：

[1]牛宇昂，電磁感應現象在生活中的應用[J].中華少年，2017 （3）.

[2]洪安生，電磁感應和電路[N].福建日報，2003.