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第11章 生活中的电磁学现象

(1)电磁屏蔽电磁屏蔽是指利用导电材料或铁磁材料制成的部件对大容量汽轮发电机定子铁心端部进行屏蔽,以降低由定子绕组端部漏磁在结构件中引起的附加损耗与局部发热的措施。

在通信方面屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

(2)电磁起重机利用电磁原理搬运钢铁物品的机器。电磁起重机的主要部分是磁铁。接通电流,电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住,吊运到指定的地方。切断电流,磁性消失,钢铁物品就放下来了。电磁起重机使用十分方便,但必须有电流才可以使用,可以应用在废钢铁回收部门和炼钢车间等。

利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫做电磁起重机。电磁起重机能产生强大的磁场力,几十吨重的铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁料,不装箱不打包也不用捆扎,就能很方便地收集和搬运,不但操作省力,而且工作简化了。

装在木箱中的钢铁材料和机器可以同样搬运。起重机工作时,只要电磁铁线圈里电流不停,被吸起的重物就不会落下,看不见的磁力比坚固的链条更可靠。如果因某种原因断了电,就会造成事故,因而有的电磁起重机上装有钢爪,待运送的重物提起后,坚固的钢爪就自动落下来紧紧地扣住它们。

起重机不能搬运灼热的铁块,因为高温的钢铁不能磁化。大的电磁起重机,一下子能提起近百吨重物,图中的电磁铁直径约1.5米,可提起16吨的物体。

(3)电磁继电器

一般由电磁铁,衔铁,弹簧片,触点等组成的,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。

当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

(4)电磁辐射

电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。

人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380至780纳米之间,称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。

电磁波:从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是能够释出能量的物体,都会释出电磁波。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,人们也看不见无处不在的电磁波。

电磁波谱是无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,伦琴射线(X射线),伽玛射线。

应用:

◆无线电波用于通信等

◆微波用于微波炉

◆红外线用于遥控、热成像仪、红外制导导弹等

◆可见光是所有生物用来观察事物的基础

◆紫外线用于医用消毒,验证假钞,测量距离,工程上的探伤等

◆X射线用于CT照相

◆伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等。

◆无线电波。无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。

(5)生活中的静电现象:

当你的手指触及门把、水龙头、椅背等金属器物时会有电击感;还有穿着化纤衣服在地毯上行走,也时有针刺般的触电感;化纤厂工人在纺织化纤时,手触纺线也有触电感,这些都是生活中常见的静电现象。

两种不同的物体相互摩擦可以起电,甚至干燥的空气与衣物摩擦也会起电。摩擦起的电在能导电的物体上可迅速流动传失,而在不导电的绝缘体如化纤、毛织物等物体上就静止不动形成静电,并聚集起来,当达到一定的电压时就产生放电现象,发出响声和火花。总之,空气干燥、水分子少与导电性能差是产生静电的条件。

静电有很多的危害,如静电可对自动仪器和电子元件产生干扰;在化工、纺织部门因化纤放电产生的火花,可将易燃气体(乙炔等)、易燃液蒸气(汽油蒸气等)引爆,造成火灾;在天上,飞机与空气、水气、灰尘等摩擦而带电,可严重干拢飞机的无线电通讯而使飞机迷航;在制药厂,静电吸附尘埃而使药品不纯,影响质量;在无菌无尘的生化实验室和医院,静电吸附尘埃也有不良影响;在印刷厂,由于静电可使纸张相互粘合在一起,难以分开,造成印刷困难;在看电视时,荧光屏面的静电吸附灰尘与油污而形成一层尘膜,使电视图像的清晰度和亮度大为降低;在煤矿,静电会引发瓦斯爆炸,可导致严重的人身伤亡和矿井报废事故。据测试,静电对人体也有一定程度的危害。当静电电压达到2000伏时,手指就有感觉了;超过3000伏时就有火花出现,手指并有针刺似的痛感;超过7000伏时,人就有电击感。在日常生活中,产生的静电压有时可高达数万伏,但是由于摩擦起电的时间极短,所产生的电流量也很小,因而一般不会对人体造成生命危险。

可是在医疗手术台上,静电火花能引起麻醉剂的爆炸,从而伤害医护人员和病人,必须予以注意。还有,静电吸附的大量尘埃中含有多种病毒、细菌与有害物质,对人体健康有危害,严重的静电现象可使人体皮肤起斑发炎,还可使人心情烦躁、头晕、胸闷、鼻咽不适,甚至可引发气管炎、哮喘和心律失常等。

静电对人们有很多的危害,但是也有不少的益处,如人们已利用静电技术应用在除尘、印花、喷涂、植绒、分选、淡化海水、喷洒农药、人工降雨、低温冷冻、宇宙飞船加料等工农业生产与生活方面。

消除静电危害最简易的方法就是把静电引入地下,如用导线使设备接地;在飞机翼尖与尾部安装放电刷,飞机起落架上使用接地轮胎与接地线等;油罐车尾部拴一条接地铁链;在化

工生产、贮存、运输部门,严禁使用化纤织品,工作人员严禁穿用化纤工作服等;在日常生活中,也可采用一些简易措施来消除静电,如内衣、被里、床单、被罩等要使用棉织品为好,尽量不用化纤品;在家居室内可经常洒水、喷雾加湿等来消除静电。

静电令人身体不适,还会引起头痛、失眠和烦躁不安等症状甚至导致皮疹和心律失常,对神经衰弱者和精神病人危害就更大。

如何消除危害人们健康的静电,下面方法简单易行,不妨一试:

室内空气湿度低于30%时,有利于磨擦产生静电,若将湿度提高到45%,静电就难产生了。因此,低湿天气出现时,不妨在家里洒些水,不便弄湿地板的地方,放置一两盆清水,同样可以达到增加室内空气湿度的目的。

CRT工作,荧屏周围会产生静电微粒,这些微粒又大量吸附空中的漂尘,这些带电漂尘对人体及皮肤有不良影响。在此,CRT不能摆放在卧室。看完之后要洗脸、洗手。

对老人、小孩、静电敏感者、查不出病因的心脏病人、神经衰弱和精神病患者等建议在冬季穿纯棉内衣、内裤,以减少静电对人的不良影响。

勤洗澡、勤换衣服,能有效消除人体表面积聚的静电荷。

当头发无法梳理服贴时,将梳子子浸在水中,等静电消除之后,便可随意梳理了。

赤足有利于体表积聚的静电释放。因此,休闲时,不要放过赤足的一切机会。