3.用正弦变化的磁场来产生交流电 例3.高频焊接是一种常用的焊接方法.其焊接原理如图所示.将半径为10cm的待焊接的圆形金属工件放在导线做成的1000匝线圈中.然后在线圈中通以高频的交变电流.线圈产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场.磁场的磁感应强度B的变化率为T/s.焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的99倍.工件非焊接部分每单位长度上的电阻为 .焊缝的缝宽非常小(设).求: (1)求焊接过程中焊接处产生的热功率 (2)求从t=0到t=的时间内流过待焊工件的电量 解析:本题是利用正弦变化的交变磁场来产生交流电.其瞬时值应有: (1) (1)设焊缝处的电阻为R1.非焊接部分的电阻为R2.则有: (2) R1=99R2=0.198Ω (3) V E=100V (4) (5) 联立上面的式子得:P=49500W .即焊缝处的热功率为49500瓦特. (2)求电量可仿照例2的方法进行等效.当t=0时电动势的瞬时值为零.相当于线框处于中性面.磁通量为最大,当t=时电动势的瞬时值为最大.相当于线框转到与磁感应线垂直.磁通量为零.用平均电流求电量 V= (1) (2) (3) (4) 联立以上方程得: 总而言之.交流电的应用其实不难.关键在于当我们推导出瞬时值的表达式时.我们能结合其表达式向我们熟悉的模型上靠.从而实现等效代换.使问题简化. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(12分)地下埋有一根与地表平行的直线电缆,电缆中通有变化的电流,如果电缆的走向与纸面垂直.现要在地面上探测电缆的深度及电缆中电流的大小,我们利用试探小线圈(平面圆环)串联一只交流电压表来测量.

(1)假设某时刻电缆中的电流方向垂直纸面向里,请在图甲中画出电流产生的磁场的磁感应线.(要求用作图工具作图,至少画出3条磁感应线,其中有一条恰与地面相交)

(2)保持试探小线圈平面与纸面垂直,且沿垂直于电缆线方向由PQ缓缓移动,观察电压表指针偏转角的变化.当试探线圈的轴线(与线圈平面垂直)竖直时,线圈移到某一位置A,电压表的示数恰好为0;当试探线圈的轴线与竖直方向成θ角时,线圈移到某一位置C,电压表的示数又恰好为0.在图中准确标出A点和C点的位置,若A点和C点相距L,求出电缆的深度h

(3)已知直线电流产生磁场的磁感应强度可表示为Bk,式中i为导线中电流,d为考察点到直线电流的距离,k是一已知常数.设试探线圈的匝数为n,圆环半径为r(rd,可认为试探线圈处的磁场为匀强磁场),当试探线圈位于电缆正上方,且其轴线与PQ平行时,测得线圈的感应电动势有效值为U,已知电缆中的电流为正弦交变电流,其表达式为iImsin ωt,式中ω已知,试求电缆中电流的最大值Im

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