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电磁感应加热器

楞次定律的表达方式

传感器在日常生活中的应用OO

高斯定理适用于范围

电磁感应加热器

1、摘要：随着当代科学技术的发展，极大地促进了工业经济的快速发展。在工业经济中，流动介质的传输广泛涉及化工、能源、食品、医药、塑料橡胶制品、建筑型材、印刷等行业，传输中确保流动介质的恒定、恒量、恒温等相关技术在不断进步。本文以油井管线为讨论方向：拟采取中频电磁感应加热方式，使原油传输过程中的热量损失给予足量的补充，以保证其温度维持在一个合理的工艺温度范围内。

2、目前陆地油田对井口管线的加热方式多为电加热或加热炉加热。电加热常见的有电伴热带和电热棒两种，此两种均属于电阻式热传导加热方式，热损失大且寿命较短。加热炉加热的热源多为燃气、燃油或燃煤，对地域资源依赖较大，且热效率低，维修更换频繁。而本文讨论的中频电磁感应加热也系电加热的一种，但其具有加热快、热能损耗少、热效率高、寿命长、可控性好及易于实现自动化等特点，在食品加工、纺织、印染、冶金、轻工、机械、表面热处理、OO及锅炉等行业已应用广泛，但在油田井口管线加热方面尚未得到广泛应用。

3、技术应用方案：利用电磁感应原理，通过工件中涡流的焦耳效应将工件加热，进而与工件中的流体实现热交换。具体做法是将感应线圈缠绕于工件表面，感应线圈两端与中频电流发生器连接,并在进油口、出油口及管壁内设置温度传感器，辅以智能温控计和PID技术实现测温及调温。

4、中频电流发生器的主电路为AC-DC-AC变频结构，由整流电路、滤波电路和逆变电路组成。三相工频交流电压经过三相全控整流桥整流成电压可调的脉动直流电压，再通过滤波电容将脉动的直流电压滤波变成光滑平稳的直流电压送到单相逆变桥，最后通过逆变桥将直流电压变成单相频率可调的中频交流电压，供给电磁感应线圈。

楞次定律的表达方式

1、楞次定律解决的是感应电流的方向问题,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍引起感应电流的磁场.楞次定律关系到两个磁场,即感应电流的磁场（新产生的磁场）和引起感应电流的磁场（原有的磁场）.这两个磁场的關系不是“同向”或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系.因此,不能认为感应电流的磁场方向和引起感应电流的磁场方向相反.“阻碍”的具体表现为：当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的增加；当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的减少；当回路中的磁通量不变时,则没有“变化”需要阻碍,所以没有感应电流的磁场,也就没有感应电流.楞次定律涉及的物理量和物理规律较多,只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向、安培定则（右手螺旋定则）进行正确的判定和使用.才能得到正确的感应电流的方向.

2、应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是：（1）确定原磁场的方向；（2）判断穿过闭合回路磁通量的变化情况；（3）根据楞次定律判断感应电流的磁场方向.可理解为“增反减同”；（4）根据安培定则判断感应电流的磁场方向.

3、解析：在导线框越过直导线的过程中,直导线左边的导线框部分的磁通量穿出,而有边的导线框部分的磁通量穿入,如图2所示.当直导线左边的导线框面积大于右边面积时,合磁通量是向外的且逐渐减小,为阻碍向外方向磁通量的减小,感应电流的方向为“a→b→c→d→a；当直导线左边的导线框面积小于有边面积时,合磁通量是向内的且逐渐增加,为阻碍向内方向磁通量的增大,感应电流的方向仍为a→b→c→d→a.所以当导线框由左向右匀速通过直导线时.导线框中的感应电流方向为a→b→c→d→a.

4、一般判断机械效果宜用楞次定律的第二种表述形式.应用楞次定律的第二种表述形式判断机械效果的步骤是：先找出引起感应电流的原因（如磁通量变化、相对运动等）,再来确定阻碍方式（如阻碍磁通量变化.阻碍相对运动等）.

传感器在日常生活中的应用OO

1、实验是物理的基础。要做实验就离不开测量。传统的物理实验是将各种物理量（如温度、时间、力、加速度等）转化为长度进行度量。传感器则是将各种物理量转换成OO号，人们对OO号作出进一步的分析和处理。传感器进入中学物理实验室，成为信息技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新突破口。过去实验测量工具器材是水银温度计、打点器、天平，现在则是用力的传感器、温度传感器、电磁传感器来探测物理量，显示物理实验数据，运用计算机强大的计算功能探索物理规律。学生在这样的环境OO验“做科学”的探究过程，来实现科学素质的培养。

2、借助数字化实验室提供的先进技术手段突破传统实验手段的OO，大幅度改进原来做不出、做不好的实验，变“不可见”为“可见”，由“抓不住”到“抓得住”，将“不好做的”转变为“好做的”。

3、超重、失重是生活中的常见现象，电梯升降、神舟号在太空中遨游时OO员的失重现象等，学生们都能一一列举出来。然而如何从物理学的规律出发来认识超重、失重的原因，却是一个教学难点。原因是学生看不到超重、失重过程中压力的变化。超重、失重现象发生在物体变速运动的过程中，按照传统实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化；而且在课堂中演示超重、失重所经历的时间又很短暂，学生根本看不清弹簧测力计示数，更谈不上记录数据，提供给学生作为分析的依据。而引入力的传感器，便解决了这个问题。

4、在学习牛顿第二运动定律时，利用传统实验器材，学生只能通过物体的运动速度、位移间接地计算出物体加速度的大小，而且也只能研究匀加速运动物体的加速度。利用力的传感器和位移传感器设计实验，直接测量出了物体运动过程受到的外力和加速度的数值，并利用计算机绘制出了力和加速度一一对应关系的图线，提高了实验的直观性和课堂教学效率。并且，由于传感器实验不受物体运动情况的OO，学生还可以研究做非匀加速运动物体的加速度，使学生很容易理解牛顿第二运动定律的瞬时性，很快突破了难点。

高斯定理适用于范围

1、摘要：为了解决库伦电荷定律中平方反比问题，素有数学王子之称的德国数学家高斯创造性的提出了高斯定理，由此拉开了近代“场物理学”寻求库伦电、磁、万有引力三大定律统一的序幕！

2、高斯定理从本质上讲是一个关于照度描述的几何学定理，但他与法拉第力线及其密度空间分布结合起来去解释库伦电荷力定律，从而将场物理学引领到用几何化描述场的统一数学范式时代。

3、高斯定理在物理学中应用有二种描述形式：（1）电荷高斯定理（球面密度），（2）磁荷高斯定理（平面密度），但这二种应用形式与物理意义既有共性，也有差别。随着高斯定理在电磁学的成功应用，后人将万有引力定律也纳入到高斯定理应用领域。

4、高斯定理是受法拉第电荷力线思想影响，用法拉第电荷力线空间分布思维去解决库伦定理中的平方反比规律问题，因此，他接受电荷电场球体分布观念，后用荷的球体曲面密度去描述电荷电场；随后，由于磁体磁场分布不呈球形分布状态，无法套用电场高斯定理，于是，高斯又给出了磁场高斯定理；因此，电磁学中高斯定理有电场高斯定理和磁场高斯定理之分，具体描述如下：