微波炉、电磁灶与探雷器 探雷器
时间：2019-02-02 03:16:41 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
苏教版普通高中课程标准实验教科书通用技术必修1的第162页和第164页两处提及微波炉；苏炳如主编的普通高中课程标准实验教科书物理3-2的第三章第２节涡流现象与电磁灶中详细介绍了电磁灶和安全检查报警器；人教版普通高中课程标准实验教科书物理3-2的第四章第７节涡流，教材中讲述涡流的应用时，讲到了涡流在真空冶炼炉、变压器铁芯和探雷器、安检门中的应用。学生在学习这部分知识时知识迁移存在障碍，产生如下疑问：1、微波炉与电磁灶加热原理是否相同？2、真空冶炼炉使炉内的金属熔化、电磁灶使灶上的铁制器具发热，探雷器能使铁壳地雷发热吗？带着这样的疑问笔者查阅资料寻找答案以期与同行交流。
1 微波炉
1945年，测试雷达的美国工程师珀西.斯潘塞感觉有点饿，从口袋掏出几块巧克力---融化了。身边没有热源为什么融化呢？细心的他从玉米地掰了些玉米种子放在雷达旁，第二天玉米变成爆米花，于是发现微波有“热效应”。
微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具。微波是指波长为0.01～1米的无线电波,其对应的频率为30000兆赫到300兆赫…为了不干扰雷达和其他通信系统，微波炉的工作频率多选用915兆赫或2450兆赫，微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逃出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成，微波炉的心脏是磁控管，这个叫磁控管的电子管是个微波发生器。
微波加热的原理简单说来是：当微波辐射到食品上时，食品中总是含有一定量的水分，而水是由极性分子（分子的正负电荷中心，即使在外电场不存在时也是不重合的）组成的，这种极性分子的取向将随微波场而变动。由于食品中水的极性分子的这种运动，以及相邻分子间的相互作用，产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此，食品的温度也就上升了。用微波加热的食品，因其内部也同时被加热，放整个物体受热均匀，升温速度也快。
微波炉由电源，磁控管，控制电路和烹调腔等部分组成，如图所示。电源向磁控管提供大约4000伏高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。在烹调腔的进口处附近，有一个可旋转的搅拌器，因为搅拌器是风扇状的金属，旋转起来以后对微波具有各个方向的反射，所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内。微波炉的功率范围一般为500～1000瓦。
2 电磁灶
电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁感线通过金属器皿(导磁又导电的铁质材料)底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。故：电磁灶煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁灶本身发热传导给锅具，热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍，器具升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁灶较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。
3 探雷器
探雷器其实只是“金属探测器”的一种用途。探雷器的核心是高频振荡器，在电子线路与探头环内，线圈中的电流振荡形成固定频率交变磁场，当有金属接近时，利用金属导磁的原理，改变了线圈的感抗，从而改变了振荡频率发出报警信号，对非金属不起作用。
金属探测器除了用于探测有金属外壳或金属部件的地雷之外，还可以用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管和电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体。
高频振荡器探测金属的原理
调节高频振荡器的增益电位器，恰好使振荡器处于临界振荡状态，也就是说刚好使振荡器起振。当探测线圈L靠近金属物体时，由于电磁感应现像，会在金属导体中产生涡电流，使振荡回路中的能量损耗增大，正反馈减弱，处于临界态的振荡器振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振。如果能检测出这种变化，并转换成声音信号，根据声音有无，就可以判定探测线圈下面是否有金属物体了。
金属探测器有较高的灵敏度，用它探测大块金属时，探测环距金属物体20cm时扬声器就会发出声音，小到曲别针，甚至一枚大头针都能检测到，只是探测环线圈必须紧靠细小金属物体。金属探测器利用振荡线圈的电磁感应来探测金属物体，可以透过非金属物体，比如纸张、木材、塑料、砖石、土壤、甚至水层，探测到被遮盖的的金属物体，比如在装修房屋时，可以用它探测到墙内的电线或钢筋，以免造成施工危险和安全隐患；又如安检用的金属探测器就是根据这个原理制成的。
综上所述，电磁灶与微波炉加热原理不同；电磁灶、探雷器都是利用涡流原理制成的，但探雷器探雷消耗的能量不足以使地雷发热，不会引爆地雷。
