薛海鳳
兩個線圈彼此間沒有直接接觸,卻能實現(xiàn)能量或信號的傳遞,你相信嗎?這種神奇的傳遞方式挺像神奇的心電感應,心電感應超能力能將某些訊息通過普通感官之外的途徑傳到遙遠地方另一人的心中,或是人體釋放能量遠程操控外界事物等。互感現(xiàn)象能實現(xiàn)類似這種神奇的非接觸傳遞。
互感,字面意思,互相感應,當一線圈中的電流發(fā)生變化時,在鄰近的另一線圈中產(chǎn)生感應電動勢(電動勢是電源開路時電壓,家中各種遙控器里用的7號干電池上面標注的1.5V即指其電動勢為1.5伏)的現(xiàn)象。互感現(xiàn)象是種常見的電磁感應現(xiàn)象,不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間,也發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。互感現(xiàn)象在電子技術(shù)中應用很廣,通過互感線圈可以把能量或信號由一個線圈很方便傳遞到另外一個線圈。變壓器、互感器、電焊機、鉗形電流表等就是利用互感原理工作的。
我們生活在電的世界里,電的用處說不完,若停電一天,都會感覺很不方便。但是,電時如何由發(fā)電廠送入千家萬戶的?這其中變壓器的功勞功不可沒。變壓器是變換交流電壓、電流等的器件,由鐵芯和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的叫初級線圈,其余繞組叫次級線圈。變壓器利用電磁感應原理,從一個電路向另一個電路傳遞電能或信號。當初級線圈中通有交流電流時,鐵芯中產(chǎn)生交變磁通,使次級線圈中感應出電壓(或電流)。
變壓器種類很多,有升壓變壓器、降壓變壓器、電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、脈沖變壓器等。生活中,街頭巷尾及小區(qū)里都能看到變壓器身影,這是輸電系統(tǒng)中的降壓變壓器。很多電器里也有變壓器。收音機里有中頻變壓器,做選頻、級間耦合用。日常生活中各種家用電器使用的電壓不同,就得用電源變壓器,把220V交流市電變換成低壓交流電,再通過二極管整流,電容器濾波,形成直流電供電器工作,像手機、電腦充電器里面的變壓器。電視機顯像管需要上萬伏的電壓來工作,是由“行輸出變壓器”供給的。彩色電視機中有脈沖變壓器等。
電焊機利用正負兩極在瞬間短路時產(chǎn)生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料,使被接觸物相結(jié)合。普通電焊機的工作原理與變壓器相似,是個大功率的降壓變壓器,次級線圈的兩端是被焊接工件和焊條。引燃電弧,電弧的高溫產(chǎn)生熱源將工件的縫隙和焊條熔合。有電弧焊、等離子弧焊、超聲波焊、電子束焊和激光焊等。電焊是一種經(jīng)濟、技術(shù)先進的材料連接加工方法。用電焊幾乎可實現(xiàn)任何兩種金屬材料,及某些金屬材料與非金屬材料之間的焊接,能充分發(fā)揮各種材料的特點,具有氣密性好、可實現(xiàn)超薄超細材料間焊接等特點。如今電焊已廣泛用于機械、電子、建筑、船舶、航天、能源等部門中。
天空中高壓電網(wǎng)密布,這是發(fā)電廠為將電保質(zhì)量(電能損耗小)送入全球各個角落而實施高壓遠距離送電,電壓可達500千伏甚至750千伏,如此高電壓如何實現(xiàn)測量、保護設備及自動控制設備的要求?互感器就派上用途了。互感器由連接到電力傳輸系統(tǒng)一次和二次之間的一個或多個電流或電壓傳感器組成,屬于特殊變壓器中的一種,可將高電壓或大電流按比例變換成低電壓或小電流,與繼電保護和自動裝置配合,可對電網(wǎng)各種故障構(gòu)成保護和自動控制,還可用來隔開高電壓系統(tǒng),以保證人身和設備的安全。有電流互感器、電壓互感器、光電互感器等。光電互感器是智能電網(wǎng)必備設備,我國的光電互感器產(chǎn)品具有世界水平。
互感也有害處,如有線電話常常由于兩路電話間的互感引起串音。在無線電技術(shù)中,若線圈位置安放不當,線圈間會因互感相互干擾,影響設備的正常工作。解決辦法是常把相鄰的兩個線圈互相垂直放置或?qū)讉€線圈加大距離。在高頻電路中,常用軟磁材料制成屏蔽罩。
可拆變壓器、閉合鋁環(huán)、6伏小燈泡、閉合小線圈。

把線圈套入豎直放置的鐵芯中,再套放入閉合鋁環(huán),原線圈匝數(shù)調(diào)整為1600匝,接通交流220伏電源,發(fā)現(xiàn)鋁環(huán)瞬間跳起來,蹦得很高。如果用手掌在鐵芯上端擋一下,閉合開關(guān),重新演示實驗,發(fā)現(xiàn)鋁環(huán)可以懸浮在空中。

把小線圈接入6 伏小燈泡套入豎直放置的鐵芯中,當原線圈沒有接通電源時,小燈泡是不會亮的。原線圈匝數(shù)調(diào)整為1600 匝,接通交流220 伏電源,發(fā)現(xiàn)小線圈中的燈泡瞬間亮起來,沿著豎直鐵芯往下移亮度變亮,往上移亮度變暗。
