1、內(nèi)容

展項(xiàng)主要由展臺(tái)、支架、磁鐵、不同材料的單擺構(gòu)成。臺(tái)面上設(shè)置有三組由永磁體構(gòu)成的磁場(chǎng)，在每組磁場(chǎng)中懸掛有由不同材料組成的單擺，分別為鋁擺、線圈擺和塑料擺，兩兩一組。觀眾參與互動(dòng)的時(shí)候，可用手分別撥動(dòng)各組的單擺，從相同的高度釋放，觀察各組單擺各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。觀眾會(huì)發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)鋁擺時(shí)，鋁擺會(huì)很快停止擺動(dòng)；擺動(dòng)塑料擺時(shí)，塑料擺會(huì)自由擺動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間；而擺動(dòng)線圈擺時(shí)，線圈擺動(dòng)會(huì)越來(lái)越慢，這就是磁阻尼現(xiàn)象。不同材料的單擺在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不同，受到的磁場(chǎng)阻力就不同，從而導(dǎo)致不同材料單擺的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不相同。

2、原理

電磁阻尼現(xiàn)象源于電磁感應(yīng)原理。宏觀現(xiàn)象即為：當(dāng)閉合導(dǎo)體與磁鐵發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者之間會(huì)產(chǎn)生電磁阻力，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這一現(xiàn)象可以用楞次定律解釋：閉合導(dǎo)體與磁體發(fā)生切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于閉合導(dǎo)體所穿透的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感生電流，這一電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)阻礙兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。其阻力大小正比于磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度等物理量。    

電磁阻尼現(xiàn)象廣泛應(yīng)用于需要穩(wěn)定摩擦力以及制動(dòng)力的場(chǎng)合，例如電度表、電磁制動(dòng)機(jī)械，甚至磁懸浮列車(chē)等。為了簡(jiǎn)單可靠地增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抑制轉(zhuǎn)子的共振峰值，提出了一種新型的被動(dòng)式電磁阻尼器．它的結(jié)構(gòu)類似于電磁軸承，但無(wú)需閉環(huán)控制，采用直流電工作。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，電磁阻尼器線圈內(nèi)由于轉(zhuǎn)子渦動(dòng)時(shí)變化的磁場(chǎng)而產(chǎn)生的波動(dòng)電流與轉(zhuǎn)子位移間的相位差是產(chǎn)生阻尼的原因，推導(dǎo)了波動(dòng)電流、阻尼系數(shù)的計(jì)算公式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該阻尼器提供的阻尼能夠有效地抑制共振振幅。

依靠電磁阻尼原理將傳統(tǒng)的ABS剎車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，以適應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)的剎車(chē)制動(dòng)。并在一些細(xì)節(jié)上對(duì)傳統(tǒng)的ABS進(jìn)行了優(yōu)化。

3、目的

展項(xiàng)主要展示了不同材料和相同材料的不同結(jié)構(gòu)在磁場(chǎng)中的擺動(dòng)情況，通過(guò)將他們進(jìn)行比較認(rèn)識(shí)了解磁場(chǎng)對(duì)金屬材料產(chǎn)生阻尼的現(xiàn)象。