电磁阻尼摆实验现象及原理?
2021-05-12
由金属板做成摆锤的单摆,当摆动过程中摆锤在磁铁两磁极间往复通过时,对摆锤面的某一局部范围而言,磁通量发生变化,因而产生感应电动势,进而产生感应电流,这就是涡电流。
按楞次定律,涡电流的磁场与原磁场的作用,阻碍摆锤的运动,因此,金属摆总是受到一个阻尼力的作用,就像在某种粘滞介质中摆动一样,很快地停止下来,这种阻尼起源于电磁感应,故称电磁阻尼。
若是开口摆锤,涡电流减小,阻尼作用也减小。操作说明:
1、没有磁场时,让阻尼摆作自由摆动,可观察到阻尼摆经过相当长的时间才停止下来。
2、当阻尼摆在两磁极间前后摆动时,阻尼摆会迅速停止下来,说明了两极间有很强的磁阻尼。
3、将带有间隙的类似梳子的非阻尼摆代替阻尼摆作上述实验,不论有没有在两磁极,其摆动都要经过较长的时间才停止下来。
电磁阻尼现象源于电磁感应原理。宏观现象即为:当闭合导体与磁铁发生相对运动时,两者之间会产生电磁阻力,阻碍相对运动。
这一现象可以用楞次定律解释:闭合导体与磁体发生切割磁感线的运动时,由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化,闭合导体会产生感生电流,这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。
其阻力大小正比于磁体的磁感应强度、相对运动速度等物理量。
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