電磁感應(yīng)（英語(yǔ)：Electromagneticinduction），是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。此電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感生電動(dòng)勢(shì)，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動(dòng)勢(shì)會(huì)驅(qū)使電子流動(dòng)，形成感應(yīng)電流（感生電流）。

邁克爾·法拉第是一般被認(rèn)定為于1831年發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)現(xiàn)象的人，雖然FrancescoZantedeschi在1829年的工作可能對(duì)此有所預(yù)見(jiàn)。法拉第發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生在閉合回路上的電動(dòng)勢(shì)和通過(guò)任何該路徑所包圍的曲面的磁通量的變化率成正比，這意味著，當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體所包圍的曲面的磁通量變化時(shí)，電流會(huì)在任何閉合導(dǎo)體內(nèi)流動(dòng)。這適用于當(dāng)磁場(chǎng)本身變化時(shí)或者導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)于磁場(chǎng)時(shí)。電磁感應(yīng)是發(fā)電機(jī)、感應(yīng)馬達(dá)、變壓器和大部分其他電力設(shè)備的操作的基礎(chǔ)。

定律

其中是單位為伏特的電動(dòng)勢(shì)，ΦB是單位為韋伯的磁通量。當(dāng)趨近于零時(shí)，此式表示瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，否則表示一段時(shí)間的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

對(duì)于除了特殊情況外，一般來(lái)說(shuō)，繞著同一區(qū)域有N匝回路的線圈，電磁感應(yīng)的法拉第電磁感應(yīng)定律表明

其中是單位為伏特的電動(dòng)勢(shì)，N是線圈匝數(shù)，ΦB是單位為韋伯的穿過(guò)一個(gè)回路的磁通量。

進(jìn)一步的，楞次定律給出了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向如下：

電路上所誘導(dǎo)出的電動(dòng)勢(shì)的方向，總是使得它所驅(qū)動(dòng)的電流，會(huì)阻礙原先產(chǎn)生它（即電動(dòng)勢(shì)）的磁通量之變化。

所以楞次定律決定了上面方程中的負(fù)號(hào)。

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

導(dǎo)體以垂直于磁感線的方向在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，在同時(shí)垂直于磁場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)方向的兩端產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是由于導(dǎo)體中載流子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到垂直于磁場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)方向的洛侖茲力的作用，在導(dǎo)體內(nèi)移動(dòng)的結(jié)果。當(dāng)洛侖茲力和導(dǎo)體內(nèi)電勢(shì)差產(chǎn)生的電場(chǎng)力平衡時(shí)，導(dǎo)體兩端電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定。此時(shí)：

是導(dǎo)體兩端電動(dòng)勢(shì)，是磁感應(yīng)強(qiáng)度，是產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的兩端的距離，是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度。

導(dǎo)體棒接入一個(gè)回路時(shí)，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)也可以認(rèn)為是由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，使得回路面積改變而使磁通量變化，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。

感生電動(dòng)勢(shì)

由于導(dǎo)體置于變化的電場(chǎng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為感生電動(dòng)勢(shì)。變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)，導(dǎo)體中載流子在其中運(yùn)動(dòng)一周降低的電動(dòng)勢(shì)就是感生電動(dòng)勢(shì)，滿(mǎn)足：

感應(yīng)加熱可以針對(duì)一些物件在特定的部分加熱，可以應(yīng)用在表面硬化、熔化、硬焊、軟釬焊，以及加熱物件來(lái)和其他物件配合。鐵和鋼因?yàn)槠滂F磁性的特性，對(duì)感應(yīng)加熱有最佳的反應(yīng)，不過(guò)任何金屬都會(huì)因?yàn)楦袘?yīng)加熱產(chǎn)生渦電流，而磁性材料則會(huì)產(chǎn)生磁滯現(xiàn)象。感應(yīng)加熱已被用來(lái)加熱液態(tài)的導(dǎo)體（例如熔融的金屬）及等離子的導(dǎo)體（例如感應(yīng)等離子技術(shù)）。感應(yīng)加熱也可以用來(lái)加熱石墨坩堝（其中放置其他材料），廣泛的在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中加熱硅或是其他半導(dǎo)體材料。電網(wǎng)頻率(50/60Hz)感應(yīng)加熱因?yàn)椴恍枰~外的逆變器產(chǎn)生其他頻率的交流電，常用在許多低成本的工業(yè)應(yīng)用中。

感應(yīng)電爐

感應(yīng)電爐用感應(yīng)的方式來(lái)熔化金屬。在熔化后，高頻的磁場(chǎng)也可以攪動(dòng)金屬，若是制作合金時(shí)可以確保加入的金屬和原金屬充份混合。大部分的感應(yīng)電爐包括一個(gè)水冷的銅環(huán)，外層包著一層耐熱材料。感應(yīng)電爐比反射爐及高爐要環(huán)保，在熔化金屬時(shí)，已經(jīng)取代這二種生產(chǎn)方式，成為現(xiàn)代工廠常用的清潔生產(chǎn)方式。可加熱金屬的量從一公斤到數(shù)百公噸不等。在運(yùn)行時(shí)，感應(yīng)電爐多半會(huì)有高頻率的嗡嗡聲，依其工作頻率而變?？梢蕴幚淼慕饘侔ㄨF及鋼、銅、鋁及貴金屬。因?yàn)楦袘?yīng)電爐是清潔的非接觸制程，可以用在真空或是在惰性氣體的環(huán)境中。有些特殊的鋼或是合金在空氣中加熱會(huì)氧化，這類(lèi)合金或鋼就可以用真空電爐來(lái)生產(chǎn)。

感應(yīng)電焊

感應(yīng)電焊是和感應(yīng)電爐類(lèi)似，但規(guī)模較小的加工方法。若塑膠中加入了鐵磁性的顆粒（材料中磁滯的特性在感應(yīng)時(shí)生熱）或金屬顆粒，也可以用感應(yīng)電焊來(lái)焊接。

管件的縫隙也可以用此方式焊接。在縫隙附近引入的電流加熱材料，最后產(chǎn)生可以焊接的高溫。此時(shí)縫隙兩側(cè)的材料會(huì)受力互相接近，焊接縫隙。電流也可以用電刷傳導(dǎo)到管件中，但結(jié)果是一樣的，縫隙附件的材料加熱而焊接。

電磁爐

在電磁爐中，感應(yīng)線圈加熱鍋具中鐵制底部，銅、鋁或其他非鐵材料的鍋具則不能配合電磁爐使用。電磁爐加熱時(shí)，鍋具底部的熱會(huì)由熱傳導(dǎo)方式傳導(dǎo)到食物中。電磁爐的好處有效率、安全性及速度。電磁爐有固定式的，也有移動(dòng)式的。

感應(yīng)硬焊

感應(yīng)硬焊一般會(huì)用在高產(chǎn)量的生產(chǎn)制程中，可以產(chǎn)生一致性的結(jié)果，而且有高度可重復(fù)性。

感應(yīng)密封

感應(yīng)密封用在食品及制藥業(yè)中，在瓶子或罐子的開(kāi)口處放了一片鋁箔，用感應(yīng)的方式加熱，使其和容器密合。這就形成一個(gè)防止更改內(nèi)容物的密封，因?yàn)楦膬?nèi)容物需要破壞鋁箔。

加熱配合

感應(yīng)加熱也可以用在組裝時(shí)，將某一零件加熱，以便和其他零件組合。軸承一般是用此方式，以電網(wǎng)頻率(50/60Hz)加熱，感應(yīng)時(shí)有一個(gè)材料為疊層鋼的變壓器型芯穿過(guò)軸承中心。

熱處理

感應(yīng)加熱常用在金屬件的熱處理，最見(jiàn)的應(yīng)用是鋼件的感應(yīng)硬化，為了結(jié)合金屬件所做的硬焊及軟釬焊，以及鋼件中要軟化部位的退火。

感應(yīng)加熱可以產(chǎn)生高的功率密度，可以在短的接觸時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求的溫度，可以調(diào)整磁場(chǎng)來(lái)精準(zhǔn)調(diào)整要加熱的部分，減少熱變形及損壞。

上述的熱處理可以用來(lái)作局部硬化，產(chǎn)生有不同性質(zhì)的零件。常見(jiàn)的硬化應(yīng)用是產(chǎn)生一塊局部硬化耐蝕的區(qū)域，但又可以保持其他部分的韌性?？梢哉{(diào)整感應(yīng)頻率、功率密度及接觸時(shí)間來(lái)調(diào)整感應(yīng)硬化的深度。

此制程在靈活性上有受限，因此在一些應(yīng)用中需要制作特別的電感器，一般都很貴，而且需要在小的銅線電感中產(chǎn)生大的電流密度，需要特殊的工程技術(shù)及copper-fitting。

塑膠加工

感應(yīng)加熱用在塑膠的射出機(jī)中，感應(yīng)加熱提高射出及擠出制程的能源效率。熱直接在機(jī)器內(nèi)部產(chǎn)生，減少暖機(jī)時(shí)間以及能量消耗。感應(yīng)線圈可以放在隔熱層的外部，因此可以在較低溫下工作，延長(zhǎng)壽命。工作頻率一般由30kHz到5kHz之間，若機(jī)器越薄，工作頻率越低。感應(yīng)加熱也可以用在模具中，提供更平均的模具溫度，產(chǎn)品的品質(zhì)也可以提高。 [1]

感應(yīng)加熱用的電源一般是低電壓大電流的交流電。要加熱的工件放在由交流電驅(qū)動(dòng)的電磁線圈中，一般會(huì)配合電容器，設(shè)置為L(zhǎng)C電路以產(chǎn)生虛功率，交流磁場(chǎng)產(chǎn)生了工件中的渦電流。

磁性材料因?yàn)槠浯艤F(xiàn)象，會(huì)加強(qiáng)其加熱的效果。高相對(duì)磁導(dǎo)率（100–500）的材料也比較容易加熱，磁滯發(fā)生在居里溫度以下，此時(shí)材料仍維持原有的磁性質(zhì)。工件在低于居里溫度時(shí)的高磁導(dǎo)率相當(dāng)?shù)挠杏?。溫度差、比熱及質(zhì)量都會(huì)影響工件的加熱。

感應(yīng)加熱的能量轉(zhuǎn)換會(huì)受到線圈及工件之間距離的影響。能量的損耗包括有工作到夾具之間的熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流及熱輻射。

感應(yīng)線圈一般是用銅管制成，而且是用水冷冷卻，直徑、形式及繞線圈數(shù)影響效率及磁場(chǎng)造型。 [2]

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