基本介紹
- 中文名：電磁阻尼
- 外文名：electromagnetic damping
- 源於：電磁感應
- 領域：物理
- 特點：增加系統穩定性
定義,驗證電磁阻尼操作,驗證方法一,驗證方法二,
定義
在磁場中轉動的線圈，會產生感應電動勢。若線圈的外電路閉合，則線上圈中會產生感應電流。磁場對感應電流將產生安培力，形成與原來轉動方向相反的力偶矩，對線圈的轉動起阻尼作用。下列兩種方法，分別演示短路線接上後，對靈敏電流計和電動機的電磁阻尼效果。
電磁阻尼現象廣泛套用於需要穩定摩擦力以及制動力的場合，例如電度表、電磁製動機械，甚至磁懸浮列車等。
為了簡單可靠地增加系統的穩定性、抑制轉子的共振峰值．提出了一種新型的被動式電磁阻尼器．它的結構類似於電磁軸承．但無需閉環控制，採用直流電工作。通過分析發現，電磁阻尼器線圈內由於轉子渦動時變化的磁場而產生的波動電流與轉子位移間的相位差是產生阻尼的原因，推導了波動電流、阻尼係數的計算公式。實驗結果顯示該阻尼器提供的阻尼能夠有效地抑制共振振幅。
驗證電磁阻尼操作
驗證方法一
目的：演示靈敏電流計的短路保護。
器材：靈敏電流計，導線等。
(1)將靈敏電流計搖動後，使指針有較大的擺動幅度。停止搖動後，可觀察指一針要擺動多次，經一定時間才能停止下來。
(2)再次搖動靈敏電流計，使其有較大的擺幅。立即在兩個接線柱上接上一根導線(短路線)，可發現指針擺幅迅速減小，比不連短路線時擺動的時間短得多。這是由於與指針相連的線圈在磁場中擺動時產生了感應電流，線圈受到安培力形成的阻力矩的作用，使指針擺幅迅速衰減。這樣能起到阻尼保護的作用。
(3)再搖動已連上短路線的靈敏電流計，可見指針擺動幅度很小，且迅速停下。理由同操作(2)。
說明
(1)通常JD409或JD409-1型靈敏電流計的阻尼時間小於4S，因為此種靈敏電流計的動圈鋁框是閉合的，已有一定的阻尼作用。所以本演示中最好採用老式的靈敏電流計(內部動圈鋁框是不閉合的)，演示短路阻尼效果更好。
(2)實驗說明靈敏電流計不用時，應在兩接線柱上加上短路線，以達到阻尼保護的作用。防止在搬動或運輸過程中，電流計受到振動，指針振幅過大而被撞彎或軸尖脫落等情況。
驗證方法二
目的：演示電動機的短路制動方法。
器材：玩具電機，單刀雙位開關，乾電池，導線等。
(1)將玩具電動機、兩節乾電池、單刀雙位開關用導線連線如圖。
(2)將單刀雙位開關扳到a，電動機即高速轉動。切斷電源，可見電動機斷電後，仍能較長時間保持轉動。記下從切斷電源到完全停轉的時間。
