薛海凤

两个线圈彼此间没有直接接触,却能实现能量或信号的传递,你相信吗?这种神奇的传递方式挺像神奇的心电感应,心电感应超能力能将某些讯息通过普通感官之外的途径传到遥远地方另一人的心中,或是人体释放能量远程操控外界事物等。互感现象能实现类似这种神奇的非接触传递。

互感,字面意思,互相感应,当一线圈中的电流发生变化时,在邻近的另一线圈中产生感应电动势(电动势是电源开路时电压,家中各种遥控器里用的7号干电池上面标注的1.5V即指其电动势为1.5伏)的现象。互感现象是种常见的电磁感应现象,不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,也发生于任何两个相互靠近的电路之间。互感现象在电子技术中应用很广,通过互感线圈可以把能量或信号由一个线圈很方便传递到另外一个线圈。变压器、互感器、电焊机、钳形电流表等就是利用互感原理工作的。

我们生活在电的世界里,电的用处说不完,若停电一天,都会感觉很不方便。但是,电时如何由发电厂送入千家万户的?这其中变压器的功劳功不可没。变压器是变换交流电压、电流等的器件,由铁芯和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的叫初级线圈,其余绕组叫次级线圈。变压器利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或信号。当初级线圈中通有交流电流时,铁芯中产生交变磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。

变压器种类很多,有升压变压器、降压变压器、电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、脉冲变压器等。生活中,街头巷尾及小区里都能看到变压器身影,这是输电系统中的降压变压器。很多电器里也有变压器。收音机里有中频变压器,做选频、级间耦合用。日常生活中各种家用电器使用的电压不同,就得用电源变压器,把220V交流市电变换成低压交流电,再通过二极管整流,电容器滤波,形成直流电供电器工作,像手机、电脑充电器里面的变压器。电视机显像管需要上万伏的电压来工作,是由“行输出变压器”供给的。彩色电视机中有脉冲变压器等。

电焊机利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料,使被接触物相结合。普通电焊机的工作原理与变压器相似,是个大功率的降压变压器,次级线圈的两端是被焊接工件和焊条。引燃电弧,电弧的高温产生热源将工件的缝隙和焊条熔合。有电弧焊、等离子弧焊、超声波焊、电子束焊和激光焊等。电焊是一种经济、技术先进的材料连接加工方法。用电焊几乎可实现任何两种金属材料,及某些金属材料与非金属材料之间的焊接,能充分发挥各种材料的特点,具有气密性好、可实现超薄超细材料间焊接等特点。如今电焊已广泛用于机械、电子、建筑、船舶、航天、能源等部门中。

天空中高压电网密布,这是发电厂为将电保质量(电能损耗小)送入全球各个角落而实施高压远距离送电,电压可达500千伏甚至750千伏,如此高电压如何实现测量、保护设备及自动控制设备的要求?互感器就派上用途了。互感器由连接到电力传输系统一次和二次之间的一个或多个电流或电压传感器组成,属于特殊变压器中的一种,可将高电压或大电流按比例变换成低电压或小电流,与继电保护和自动装置配合,可对电网各种故障构成保护和自动控制,还可用来隔开高电压系统,以保证人身和设备的安全。有电流互感器、电压互感器、光电互感器等。光电互感器是智能电网必备设备,我国的光电互感器产品具有世界水平。

互感也有害处,如有线电话常常由于两路电话间的互感引起串音。在无线电技术中,若线圈位置安放不当,线圈间会因互感相互干扰,影响设备的正常工作。解决办法是常把相邻的两个线圈互相垂直放置或将几个线圈加大距离。在高频电路中,常用软磁材料制成屏蔽罩。

可拆变压器、闭合铝环、6伏小灯泡、闭合小线圈。

把线圈套入竖直放置的铁芯中,再套放入闭合铝环,原线圈匝数调整为1600匝,接通交流220伏电源,发现铝环瞬间跳起来,蹦得很高。如果用手掌在铁芯上端挡一下,闭合开关,重新演示实验,发现铝环可以悬浮在空中。

把小线圈接入6 伏小灯泡套入竖直放置的铁芯中,当原线圈没有接通电源时,小灯泡是不会亮的。原线圈匝数调整为1600 匝,接通交流220 伏电源,发现小线圈中的灯泡瞬间亮起来,沿着竖直铁芯往下移亮度变亮,往上移亮度变暗。