巨磁电阻与磁电阻实验报告（含）

PAGEPAGE1巨磁电阻与磁电阻实验报告（含5篇）第一篇：巨磁电阻与磁电阻实验报告巨磁电阻与磁电阻实验学号：姓名：班级：日期：【摘要】本实验使用了由基本电路原理配合巨磁电阻原件制作的一套巨磁电阻实验仪，通过改变巨磁电阻处的磁场测量了巨磁电阻的磁阻特性曲线、磁电转换特性曲线，并在体验了其在测量电流、测量转速、磁读写等方面的应用。最后获得了巨磁电阻词组特性曲线、GMR模拟传感器的磁电转换曲线、GMR开关传感器的磁电转换特性曲线、巨磁电阻测量电流的数据、齿轮旋转过程中巨磁电阻梯度传感器输出电压曲线、磁信号读出情况，自旋阀磁电阻两个不同角度的磁阻特性曲线。发现巨磁电阻的磁阻随磁场变大而减小，且与方向无关，但是其存在磁滞现象。而自旋阀磁电阻则在磁场由一个方向磁饱和变化到另一个方向磁饱和的过程中磁电阻不断减小或增加，这与磁电阻和磁场的角度有关，且在0磁场附近变化特别明显。【关键词】巨磁电阻、自旋阀磁电阻、磁阻特性曲线、磁电转换特性一、实验背景20XX年12月10日，法国物理学家阿尔贝·费尔（AlbertFert）和德国物理学家彼得·格伦贝格（PeterCrünberg）分别获得了一枚印着蓝白红标志的20XX年诺贝尔物理奖章，他们各自独立发现的巨磁阻效应（giantmagnetoresistance,GMR）[1，2]。早在一百多年前，人们对铁磁金属的输运特性受磁场影响的现象，就做过相当仔细的观测。莫特的双电流理论，把电子自旋引入对磁电阻的解释，而巨磁电阻恰恰是基于对具有自旋的电子在磁介质中的散射机制的巧妙利用。目前巨磁电阻传感器已应用于测量位移、角度等传感器、数控机床、汽车测速、非接触开关、旋转编码器等很多领域，与光电等传感器相比，它具有功耗小，可靠性高，体积小，能工作于恶劣的工作条件等优点。利用巨磁电阻效应在不同的磁化状态具有不同电阻值的特点，可以制成随机存储器（MRAM），其优点是在无电源的情况下可继续保留信息。巨磁电阻效应在高技术领域应用的另一个重要方面是微弱磁场探测器。巨磁电阻薄膜材料的广泛应用，也是纳米材料的第一项实际应用，它使得人们对磁性尤其是纳米尺寸的磁性薄膜介质之输运特性的研究有了突飞猛进的发展，由此带来计算机存储技术的革命性变化，从而深刻地改变了整个世界。本实验的目的是通过纳米结构层状薄膜的巨磁电阻效应及不同结构的GMR传感器特性测量和自旋阀磁电阻测量，了解磁性薄膜材料和自旋电子学的有关知识，并由磁电阻和巨磁电阻的历史发展中解决问题的思想方法，认识诺贝尔物理奖项目巨磁电阻的原理、技术和对科学技术发展的重要贡献。体会实验的设计与实施，理解其原理和方法，体验科学发现的精髓与快乐，促进学生逐步形成系统的物理思想，期望由此启发学生对物理科学和高新技术的浓厚兴趣。二、实验原理磁电阻MR（magneto-resistance的缩写符号）效应是指物质在磁场的作用下电阻发生变化的物理现象。磁电阻效应按磁电阻值的大小和产生机理的不同可分为：正常磁电阻效应(OrdinaryMR:OMR)、各向异性磁电阻效应(AnisotropicMR:AMR)、巨磁电阻效应(giantMR:GMR)和庞磁电阻效应(ColossalMR:CMR)等。GMR作为自旋电子学的开端具有深远的科学意义。自旋电子学的研究和发展，引发了电子技术与信息技术的一场新的革命。传统的电子学是以电子的电荷移动为基础的，不考虑电子自旋。巨磁电阻效应表明，电子自旋对于电流的影响非常强烈，电子的电荷与自旋两者都可能载运信息。利用巨磁电阻效应制成的多种传感器，已广泛应用于各种测量和控制领域。本实验通过纳米结构层状薄膜的巨磁电阻效应及不同结构的GMR传感器特性测量和自旋阀磁电阻测量，了解磁性薄膜材料和自旋电子学的有关知识，并由磁电阻和巨磁电阻的历史发展，及关键人物解决问题的思想方法，认识诺贝尔物理奖项目巨磁电阻的原理、技术，和对科学技术发展的重要贡献。本实验使用了巨磁电阻实验仪、基本特性测量组件、GMR传感器、电流测量组件、角位移组件、磁卡读写组件等实验装置。其中巨磁电阻实验仪包括稳压电源、恒流源、电压表、电流表。基本特性组件由GMR模拟传感器，螺线管线圈及比较电路，输入输出插孔组成，用以对GMR的磁阻特性和磁电转换特性进行测量。在这个实验中使用螺线管线圈提供变化磁场，GMR传感器置于螺线管的中央。而在将GMR构成传感器时，为了消除温度变化等环境因素对输出的影响，一般采用桥式结构。但是对于电桥结构，如果4个GMR电阻对磁场的响应完全同步，就不会有信号输出。故将处在电桥对角位置的两个电阻R3、R4覆盖一层高导磁率的材料如坡莫合金，以屏蔽外磁场对它们的影响，而R1、R2阻值随外磁场改变。分析表明，输出电压：UOUT=UINΔR/（2R-ΔR）。屏蔽层同时设计为磁通聚集器，它的高导磁率将磁力线聚集在R1、R2电阻所在的空间,进一步提高了R1、R2的磁灵敏度。同时巨磁电阻被光刻成微米宽度迂回状的电阻条，以增大其电阻至kΩ数量级，使其在较小工作电流下得到合适的电压输出。电流测量组件将导线置于GMR模拟传感器近旁，用GMR传感器测量导线通过不同大小电流时导线周围的磁场变化，就可确定电流大小。角位移测量组件用巨磁阻梯度传感器作传感元件，铁磁性齿轮转动时，齿牙干扰了梯度传感器上偏置磁场的分布，使梯度传感器输出发生变化，每转过一齿，就输出类似正弦波一个周期的波形。磁读写组件用于演示磁记录与读出的原理。磁卡做记录介质，磁卡通过写磁头时可写入数据，通过读磁头时将写入的数据读出来。写磁头是绕线的磁芯，线圈中通过电流时产生磁场，在磁性记录材料上记录信息。巨磁阻读磁头利用磁记录材料上不同磁场时电阻的变化读出信息。最后采用四端接线法接自旋阀磁电阻，放置于线圈中央，调整其与线圈轴线的夹角可以测量自旋阀磁电阻在不同外磁场方向时的的磁阻特性曲线。三、实验仪器设备实验仪器包括GMR传感器、巨磁电阻实验仪稳压电源、恒流源、螺线管、电压表、电流表、基本特性测量组件、电流测量组件、角位移组件、磁卡读写组件。巨磁电阻实验仪包括稳压电源、恒流源、电压表、电流表。稳压电源提供测量所需要的电压，恒流源为螺线管供电提供测量所需的磁场，电压表和电流表分别用于测量GMR的电压或电流。在将GMR构成传感器时，为了消除温度变化等环境因素对输出的影响，一般采用桥式结构，图10是某型号传感器的结构。10H/m图GMR模拟传感器结构图对于电桥结构，如果4个GMR电阻对磁场的响应完全同步，就不会有信号输出。图10中，将处在电桥对角位置的两个电阻R3，R4覆盖一层高导磁率的材料如坡莫合金，以屏蔽外磁场对它们的影响，而R1，R2阻值随外磁场改变。设无外磁场时4个GMR电阻的阻值均为R，R1，R2在外磁场作用下电阻减小ΔR，简单分析表明，输出电压：UOUT=UINΔR（/2R-ΔR）（6）屏蔽层同时设计为磁通聚集器，它的高导磁率将磁力线聚集在R1，R2电阻所在的空间,进一步提高了R1，R2的磁灵敏度。从图10的几何结构还可见，巨磁电阻被光刻成微米宽度迂回状的电阻条，以增大其电阻至kΩ数量级，使其在较小工作电流下得到合适的电压输出。测量所用磁场可以用电磁铁，也可以用螺线管。本实验用螺线管线圈提供变化磁场。GMR传感器置于螺线管的中央。由理论分析可知，无限长直螺线管内部轴线上任一点的磁感应强度为：B=μ0nI（7）7式中n为线圈密度，I为流经线圈的电流强度，0为真空中的磁导率。采用国际单位制时，由上式计算出的磁感应强度单位为特斯拉（1特斯拉＝10000高斯）。基本特性组件由GMR模拟传感器，螺线管线圈及比较电路，输入输出插孔组成。用以对GMR的磁阻特性和磁电转换特性进行测量。测量时GMR传感器置于螺线管的中央。四、实验目的1.GMR效应的原理2.GMR模拟传感器的磁电转换特性曲线3.GMR的磁阻特性曲线4.MR传感器测量电流5.MR梯度传感器测量齿轮的角位移，了解GMR转速（速度）传感器的原理五、实验内容、步骤1.GMR效应的原理；根据磁阻变化设计表格，测量GMR的磁阻特性曲线；观察曲线特点，理解磁阻曲线所反映的物理原理。2.测量GMR模拟传感器和GMR数字开关传感器的磁电转换特性曲线；比较两种磁电转换曲线的异同，了解GMR做不同传感器应用时技术处理和电路结构特点，体会物理原理到技术应用的实验设计思想。3.GMR模拟传感器测量电流，分析偏置磁场对传感器应用的影响及原因。4.GMR梯度传感器测量齿轮的角位移，了解GMR转速（速度）传感器的结构和原理。5.实验了解磁记录与读出的原理。6.自旋阀的磁电阻曲线，与多层膜磁电阻曲线比较，分析其异同及原因。六、实验数据及处理分析原始数据记录：1、GMR模拟传感器的磁电转换特性测量根据实验数据由公式B=μ0nI算得的磁感应强度，由R=U/I算得的电阻励磁电流I1(mA)磁感应强度B输出电压U（mV）励磁电流I1(mA)磁感应强度B输出电压U（mV）30.159289235-100-30143361235-90-27127432233-80-24.12742347021.111503228-70-21.11152306018.095574210-60-18.095621415.079645180-50-15.07961854012.063716144.8-40-12.0637150309.047787107-30-9.0477911220XX.03185869.1-20XX.0318673.9103.01592933.5-10-3.0159337.861.80955720XX-6-1.8095624.730.90477912.3-3-0.9047815.410.3015936.5-1-0.301599.700.0000003.6005.6-1-0.3015930.610.3015933.2-3-0.9047792.430.9047791.3-6-1.8095573.961.8095572.2-10-3.01592915.1103.01592911.3-20XX.03185863.120XX.03185862.5-30-9.047787104.9309.047787101.9-40-12.063716140.74012.06372138.1-50-15.079645176.55015.07964173.8-60-18.0955742106018.0955720XX70-21.1115032287021.1115227-80-24.1274322338024.12743233-90-27.1433612359027.14336235-100-30.15928923610030.15929235以B为横坐标，输出电压U为纵坐标，作图得：误差分析：（1）在实验操作中，用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差，其范围在正负0.2mA以***-40-20XX20XX0磁场减少时B-U磁场增大时B-U磁感应强度B与输出电压U的关系曲线输出电压U（mV）磁感应强度B(G)内，反应在图像上就是最低处的输出都在y轴上，实际上应当是分别分布在y轴左右两侧的；（2）用恒流源调节励磁电流时，为保证调到需要调到的励磁电流的精确度，会有很小幅度的回调，可能因磁滞现象造成影响；（3）使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失；2、GMR的磁阻特性曲线的测量根据实验数据由公式B=μ0nI算得的磁感应强度，由R=U/I算得的电阻，如下表所示：（磁阻两端电压U=4V），如下表所示：（磁阻两端电压U=4V）励磁电流I1(mA)磁感应强度B输出电压U（mV）励磁电流I1(mA)磁感应强度B输出电压U（mV）30.159289235-100-30143361235-90-27127432233-80-24.12742347021.111503228-70-21.11152306018.095574210-60-18.09562145015.079645180-50-15.07961854012.063716144.8-40-12.0637150309.047787107-30-9.0477911220XX.03185869.1-20XX.0318673.9103.01592933.5-10-3.0159337.861.80955720XX-6-1.8095624.730.90477912.3-3-0.9047815.410.3015936.5-1-0.301599.700.0000003.6005.6-1-0.3015930.610.3015933.2-3-0.9047792.430.9047791.3-6-1.8095573.961.8095572.2-10-3.01592915.1103.01592911.3-20XX.03185863.120XX.03185862.5-30-9.047787104.9309.047787101.9-40-12.063716140.74012.06372138.1-50-15.079645176.55015.07964173.8-60-18.0955742106018.0955720XX70-21.1115032287021.1115227-80-24.1274322338024.12743233-90-27.1433612359027.14336235-100-30.15928923610030.15929235作图如下：误差分析：（1）在实验操作中，用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差，其范围在正负0.2mA以内，反应在图像上就是最高处的输出都在y轴上，实际上应当是分别分布在y轴左右两侧的；（2）用恒流源调节励磁电流时，为保证调到需要调到的励磁电流的精确度，会有很小幅度的回调，可能因磁滞现象造成影响；（3）使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失；3、GMR开关（数字）传感器的磁电转换特性曲线测量实验数据及由公式B=μ0nI算得的磁感应强度如下表所示，高电平：1V，低电平：-1V减小磁场增大磁场开关动作励磁电流/mA电压/V磁感应强度/G开关动作励磁电流/mA电压/V磁感应强度/G关30.21.8824.0关29.51.8824.5开-30.50.0941-5.0开-32.20.0941-4.5作图如下：***-40-20XX20XX0磁场减少时B-U磁场增大时B-U磁感应强度B与输出电压U的关系曲线输出电压U（mV）磁感应强度B(G)误差分析：（1）在实验操作中，用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差，其范围在正负0.2mA以内；（2）用恒流源调节励磁电流时，为保证调到需要调到的励磁电流的精确度，会有很小幅度的回调，可能因磁滞现象造成影响；（3）使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失；、用用GMR传感器测量电流低磁偏置25mV：励磁电流I(mA)输出电压U（mV）励磁电流I(mA)输出电压U（mV）30027.2-30023.020XX26.5-20XX23.710025.8-10024.3025.1025.0-10024.410025.8-20XX23.720XX26.5-30023.030027.1作图如下：00.20XX0.60.811.21.41.61.82-20XX-15.0-10.0-5.00.05.010.015.0磁场减小时巨磁阻磁场增大时巨磁阻磁感应强度B(G)输出电压U（V）开关特性曲线适当磁偏置151mV：励磁电流I(mA)输出电压U（mV）励磁电流I(mA)输出电压U（mV）300154.0-300148.520XX153.2-20XX149.5100152.3-100150.50151.30151.4-100150.4100152.4-20XX149.520XX153.3-300148.6300154.2作图如下：误差分析：（1）操作中，设置低磁偏置和适当磁偏置时，由于输出电压对偏置磁铁的位置变动很灵敏，故初始磁偏置时的输出电压距离要求会有误差；（2）在实验操作中，用恒流源调节励磁电流时距离要调到的值总会有部分偏差，其范围在正负0.2mA以内；（3）用恒流源调节励磁电流时，为保证调到需要调到的励磁电流的精确度，会有很小幅度的回调，可能22.523.023.524.024.525.025.526.026.527.027.5-400-20XX020XX400低磁偏置减少电流低磁偏置增大电流低磁偏置25mV待测励磁电流与输出电压关系曲线148.0149.0150.0151.0152.0153.0154.0155.0-400-20XX020XX400低磁偏置减少电流低磁偏置增大电流适当磁偏置151mV待测励磁电流与输出电压关系曲线因磁滞现象造成影响；（4）使用Excel表格处理数据的过程中可能会有精度损失；（5）测量适当磁偏置时，减小励磁电流时的初始电流300mA对应的输出电压偏离直线较多，可能由于操作原因，比如偏置磁铁的不稳定或触碰等。、GMR梯度传感器的特性及应用起始角度/度139136133130127124121118转动角度/度036912151821输出电压/mV821857870873936962959881起始角度/度1151121091061031009794转动角度/度2427303336394245输出电压/mV828852869866943946987897作图如下误差分析：（1）转动齿轮时，由于每次转动的幅度很小，由于操作原因会有转动的角度误差存在；（2）转动齿轮后读数时，会有因读数造成的角度误差存在；6、通过实验了解磁记录与读出的原理实验数据如下表所示：十进制数92二进制数01011100磁卡区域号01234567读出电平（V）2.91.9162.91.9161.9161.9162.92.9******10000918273645转动角度/度输出电压/mV误差分析：设置的二进制数据写入时，磁卡区域可能未严格对齐；RGMR传感器在有关领域的应用实例：基于GMR传感器阵列的生物检测：GMR传感器比电子传感器更灵敏、可重复性强，具有更宽的工作温度、工作电压和抗机械冲击、震动的优异性能，而且GMR传感器的工作点也不会随时间推移而发生偏移。GMR传感器的制备成本和检测成本低，对样本的需求量很小。由GMR传感器组成的阵列，还可以结合现有的IC工艺，提高整体设备的集成度，进行多目标的检测。同时，对比传统的荧光检测法，磁性标记没有很强的环境噪声，标记本身不会逐渐消退，也不需要昂贵的光学扫描设备以及专业的操作人员。测量原理：GMR阵列传感器生物检测的基本模式用GMR阵列传感器进行生物检测，是以磁性颗粒为标记物，采用直接标记法或两步标记法，在施加一定方向的外加磁场的情况下，用磁敏传感器对磁性标记产生的寄生磁场进行检测，从而实现对生物目标定性定量分析。测量方法：以DNA检测为例，第一步将已知序列的DNA探针链结合在包埋了自旋阀传感器的芯片表面，加入用生物素标记的DNA目标链溶液，进行充分杂交；第二步，加入被抗生物素包裹的磁性颗粒，形成生物素一抗生物素共价键，从而选择性地捕获磁性标记。标记反应完成后，用外加梯度磁场将未参与标记的多余磁性颗粒分离，再施加激励磁场将磁标记(磁性颗粒)磁化，磁化的磁标记产生的寄生磁场引起传感器阻值的变化，从而导致反映生物反应的信号输出。第二篇：漏磁检测实验报告漏磁检测实验报告姓名：王焕友学号：U20XX12465班级：机械（中英）1001班一、实验目的1.通过实验了解漏磁探伤的基本原理；2.掌握漏磁探伤仪器的功能和使用方法。3.了解漏磁检测仪的使用规范。二、基本原理及优缺点分析1、基本原理：将被测铁磁材料磁化后，若材料内部材质连续、均匀，材料中的磁感应线会被约束在材料中，磁通平行于材料表面，被检材料表面几乎没有磁场；如果被磁化材料有缺陷，其磁导率很小、磁阻很大，使磁路中的磁通发生畸变，其感应线会发生变化，部分磁通直接通过缺陷或从材料内部绕过缺陷，还有部分磁通会泄露到材料表面的空间中，从而在材料表面缺陷处形成漏磁场。利用磁感应传感器（如霍尔传感器）获取漏磁场信号，然后送入计算机进行信号处理，对漏磁场磁通密度分量进行分析能进一步了解相应缺陷特征比如宽度、深度。2、漏磁检测是用磁传感器检测缺陷，相对于渗透、磁粉等方法，有以下几个优点：1）容易实现自动化。由传感器接收信号，软件判断有无缺陷，适合于组成自动检测系统。2）有较高的可靠性。从传感器到计算机处理，降低了人为因素影响引起的误差，具有较高的检测可靠性。3）可以实现缺陷的初步量化。这个量化不仅可实现缺陷的有无判断，还可以对缺陷的危害程度进行初步评估。4）对于壁厚30mm以内的管道能同时检测内外壁缺陷。5）因其易于自动化，可获得很高的检测效率且无污染。3、漏磁检测技术也不是万能的，有其局限性：1）只适用于铁磁材料。因为漏磁检测的第一步就是磁化，非铁磁材料的磁导率接近1，缺陷周围的磁场不会因为磁导率不同出现分布变化，不会产生漏磁场。2）严格上说，漏磁检测不能检测铁磁材料内部的缺陷。若缺陷粒表面距离很大，缺陷周围的磁场畸变主要出现在缺陷周围，而工件表面可能不会出现漏磁场。3）漏磁检测不适用于检测表面有涂层或覆盖层的试件。4）漏磁检测不适用于形状复杂的试件。磁漏检测采用传感器采集漏磁通信号，试件形状稍复杂就不利于检测。5）磁漏检测不适合检测开裂很窄的裂纹，尤其是闭合性裂纹。三、实验装置1、2、3、4、磁化器试块磁敏传感器探头四、实验过程首先对被检铁磁性材料进行磁化然后测量其漏磁场信号通过分析判断,给出检测结果;最后根据实际情况选择退磁与否。漏磁检测只限于检测铁磁性材料,主要是铁磁性材料的表面及近表面的检测。该方法具有探头结构简单、易于实现自动化、无污染、检测灵敏度高、不需要耦合剂、检测时一般不需要对表面进行清洗处理、可以实现缺陷的初步量化等特点。五、实验结果无缺陷时有缺陷时六、实验心得通过这次试验，我对漏磁检测的方法又有了更深的了解，同时也认识到无损检测的重要性。第三篇：电与磁六年级《电与磁》教学设计（一）教学目标1、科学概念：电流可以产生磁性。2、过程与方法：做通电直导线和通电线圈使指南针偏转的实验，能够通过分析建立概念。3、情感态度价值观：体验科学史上发现电产生磁的过程，意识到留意观察、善于思考品质的重要。（二）教学重点、难点1、教学重点：如何使通电导线使指南针发生偏转的现象更明显实验讨论和设计（短路；用通电线圈代替通电直导线）。2、教学难点：通电直导线使小磁针发生偏转实验的提出、操作、观察和解释。（三）教学准备小组准备：电池、小灯泡、灯座、导线、指南针、线圈等。老师准备：老师除了一套学生用的器材外，增加条形磁铁一块，铁钉一枚、课件等。（四）教学过程与设计意图【教学过程】A、复习引入“电”——复习引入“磁”——中间加一个“和”字，变成“电和磁”，引出课题。B、提出要研究问题：“电”和“磁”之间有联系吗？C、探究电能否产生磁D、介绍奥斯特发现电磁现象的过程E、运用：用线圈和指南针检测电池中是否还有电【具体环节设计与意图】（一）复习实验导入1、电能使小灯泡发光的实验（1）教师出示小灯泡，向学生提问：“有什么办法能使小灯泡发光？”请一名学生说办法，并上讲台演示。（2）教师引导学生分析：“是什么使小灯泡亮起来的？”引导学生说出“电”。教师板书：“电”。【本环节设计意图：复习电能小灯泡发光的实验，引出“电”。】2、磁能使指南针发生偏转实验（1）教师出示指南针，提问：“在不碰到指南针的情况下，谁有办法使指南针的指针发生偏转？”引导学生说出“用磁铁”。然后老师请学生上台演示。（2）思考：“磁铁为什么能使指南针发生偏转？”学生通过分析得知其原因所在，复习磁铁的同极相斥，异极相吸的性质。我们通过复习知道了电能使小灯泡发光，磁铁具有磁性，能使小磁针发生偏转，那么电和磁之间有什么联系，今天我们来学习。（二）提出问题，小组实验1、提出研究问题：“电”和“磁”之间有联系吗？（1）学生大胆猜测，并说明自己说理由。师指导，用实验验证猜想。（2）讨论探究方法。这个实验怎么做呢？引导学生讨论。【本环节设计意图：提出研究的问题，明确怎样才能说电和磁之间有联系】2、小组实验一：连接简单电路。用电池、小灯泡、灯座、导线等器材连成一个一个简单电路，要求：开关闭合，小灯泡发光。师指导，最快连好的展示并加分。3、小组实验二：探究电与磁的关系（重点）实验并思考：在桌上放一个指南针，指针停止摆动后，指南针指向什么方向？把电路中的导线拉直靠在指南针的上方，与指针指的方向一致。闭合开关，指南针有什么变化？断开开关，指南针有什么变化？重复几次，观察现象。学生实验。（做通电导线和指南针的实验）师指导，最快连好的展示并加分。生交流实验。得出指南针发生偏转的原因是导线通了电的缘故，引导学生得出电和磁之间有联系。【本环节设计意图：探究电能否产生磁。让学生通过实验发现通电导线能使指南针发生偏转，试着去解释产生这种现象的原因所在。】4、小组实验三：电路短路与小磁针偏转。提出如何使指南针偏转的现象更明显。刚才我们有的小组看到了指南针发生了偏转，有的小组说看到一点点，那有没有什么办法使这一实验现象更明显一点？引导学生找出得到大的电流的方法，引出“短路”。提示：电路短路，电流很强，电池会很快发热。所以只能接通一下，马上断开，时间不能长。（1）生用短路的方法做通电直导线和指南针的实验。（2）交流实验的发现。（三）深入思考，探究实验。5、探究通电线圈和指南针的偏转关系（1）从通电直导线引导学生转入通电线圈的角度思考。讨论给线圈通上电流，线圈会产生磁性吗？线圈怎样放置，指针偏转的角度最大？（2）小组实验四：通电线圈和指南针的实验。师指导，最快连好的展示并加分。生交流实验【本环节设计意图：本环节是教学的重点，目的是让学生通过短路和用通电线圈的方法都能使指南针发生比较明显的偏转，进一步证明电能否产生磁。】6、简介科学家奥斯特发现电磁现象的过程（1）我们今天通过实验发现了电能产生磁，电和磁之间是有联系的，你们知道电磁现象最早是哪位科学家发现的吗？（2）老师介绍奥斯特发现电磁现象的过程。引导学生感受留心观察，善于思考的重要性。【本环节设计意图：本环节通过介绍让学生了解奥斯特，感受留心观察、善于思考的重要，落实情感目标。】（三）拓展应用7、电流检测器。用线圈和指南针检测电池（1）老师出示废电池，引导学生讨论什么是“废电池”？学生可能会说废电池就是用它去点亮小灯泡，结果小灯泡不能发光。老师追问：小灯泡不能发光，电池里就一点电都没有了吗？（2）讨论检测废电池的方法。用什么方法来检测？用线圈和指南针来检测。第四篇：磁与健康磁与健康在21世纪初世界卫生组织提出一个口号：要均衡营养，保持人体稳态，激发自我康复能力，是21世纪初一场康复革命！在这种新的观念下要求全球的医院、医务工作人员和每一位公民都要做到3个转变：1、从偏重治疗转向积极的预防和保健。现在的医院实际上是疾病医院，就是你有病到医院，那么你没病呢？保健是别的部门的事，那么以后要求医院要向康复医院发展；2、由偏重药物治疗转向非药物治疗。因为是药三分毒，随着慢性病药量的加大，服用时间的延长，对脏器的损害也越来越大。因此全世界都意识到这个问题，都要向非药物治疗这个方向发展，什么叫非药物治疗呢？包括食疗、物理疗法、生物疗法。3、由依赖医院依赖医生转向有自己把握健康的主动权。其中第二个转变中的食疗，大家比较清楚，今天我就给大家聊一聊物理疗法——磁疗！磁疗是利用磁场的物理性能进行诊断和治疗的一种方法。因其选择治疗点以经络穴位为基础，故有磁学疗法或经络磁疗法之称。1978年初，我国磁疗科研工作会议将其统一为磁场疗法。大家都知道我们生活的地球本身就是一个大磁场，分南北两极。其实在我国早就有磁的运用，只不过受当时科技水平的限制，不能解释吧了。象我们国家的风水宝地之说，大家见过风水大师怎么找风水宝地吗？也许现实中没见过，但在电视中总见过吧！风水大师找宝地要靠罗盘，而罗盘的实质就是指南针。当某地的磁场高于地球平均磁场时，就会引起罗盘指针的偏转，然后绕着这一地区找到罗盘指针都偏向同一地区的地方，这个范围就是风水宝地，住在这里的人必然身体健康，长寿，子孙也聪明，因此风水宝地的实质就是地磁场较强的地方。地球的平均磁场强度是0.3—0.5GS，而巴马的磁场强度达到0.5—0.7GS，是一些地区的2——3倍。经过磁生物学家和医学家研究后一致认为，磁是防治疾病的佳品，磁场效应有益健康，归纳起来有如下六大功效：一、促进血液循环，改善微循环人体中有大、中、小毛细血管和微血管，它们分布全身，人体需要的氧气和营养物质靠它们传递供给，人体组织的代谢废物也靠它们带走排出。俗话说万病之源血液循环。血液循环的好坏直接关系着我们的健康与否，而微循环障碍又是很多种疾病的病理基础。但在磁场的作用下，血流状态发生变化，血流加速，可以缓解小血管的痉挛。小血管状态的改善自然会带来微循环的改善，从而增强了我们人体器官的供血供氧的能力。对因血液循环、微循环障碍引起的脑血栓、脑出血、冠心病、心梗、股骨头坏死、痔疮，还有严重影响我们男同志生活的前列腺肥大等一系列疾病都有所改善。二、镇静、安神现代社会随着电灯的发明，人类睡觉的时间越来越少，但得的病却越来越多，减少睡眠时间就是缩短生命。现在很多中老年朋友晚上睡不着觉，整晚在那烙大饼，来回翻身，在煎熬难耐中等待着黎明的到来。还有一些人，睡不着就吃安定，被动睡眠，结果第二天头浑浑沉沉的，严重影响了日常生活，我想在座的其中就有这种人。失眠一般是由情绪紊乱或其他身体不良反应引起的，实质上是大脑生物磁场产生了紊乱，就象杂乱的铁硝放在磁场中就变的井然有序一样。磁疗可以积极地调整神经系统的功能，纠正植物神经系统功能紊乱，降低肌肉的紧张度，缓解肌肉痉挛和紧张的情绪，改善睡眠状态，加快睡眠速度，具有明显的镇静安神作用。三、消炎、消肿、镇痛很多人一到岁数，胳膊就抬不起来了，俗称“50肩”，医学上叫肩周炎，严重的时候连吃饭拿筷子都成问题。还有困绕我们中老年男性的前列腺炎，得了这种病，尿急、尿频、尿不尽，有人一晚上起夜8次，一晚上时间都上厕所了，严重的影响了睡眠，你说身体能好吗？据统计在我国男性中，40岁时有40%患前列腺炎，50岁时有50%患前列腺炎，也就是说每增加10岁就增加10%的患病几率，并且其中有30%会发展成前列腺癌。有些人药吃了不少，可就是不见好，但是磁疗就可以比较好的改善前列腺炎的一些症状。早在明朝时期，我国的大医药学家李时针就说过：磁疗具有散风寒、强骨气、通关节和消肿痛的效果！因此对中耳炎、鼻炎、咽炎、气管炎、肩周炎、痛风性关节炎、风湿性、类风湿性关节炎，以及头痛，腰酸背痛，腿抽筋，静脉曲张都有很好的改善效果！四、排毒、解毒现在威胁我们中老年人健康的一个隐藏杀手就是便秘，原先认为三天不排便才算便秘，现在认为两天不排便就算便秘，更有甚着一周才排一次，你说要命不要命？如果长时间不排便，大便中的毒素会被肠道二次吸收，所以经常便秘的人易患直肠癌、结肠癌、乳腺癌，而且便秘时排便用力或憋气，也是心脑血管意外事件的重要诱因。临床上猝死于厕所的病例时有所见。平时要养成定时排便的习惯。从中医的理论来讲，早上5——7点是大肠经最活跃的时候，因此每天早上起床后先喝杯温开水，然后开始排便。年轻人3——5分钟，上岁数的5——7分钟结束战斗。再通过磁疗把由于食品污染、空气污染、装修辐射污染进入人体内的毒素排出体外，同时调节胃肠功能，对习惯性便秘，胃肠神经功能紊乱有很好的改善作用。五、提高免疫力世界上有四大健康杀手，而我国有第五大健康杀手，就是肝炎。为什么只有我国有肝炎，因为我们吃饭时不分餐，都拿筷子在那捅，来了亲戚朋友也参加捅，更有甚者先在自己嘴里过滤一下再去给别人夹菜，你说要命不要命？上海医学院做了个实验，一家五口人，一个人有肝炎其他四个人的转胺酶都高。你知道谁带病毒呀，所以要想不得肝炎一是分餐一是提高免疫力。还有03年那场非典，得非典的都是免疫力低的，谁敢保证非典不会再来一次？现在居于人类死亡原因第二位的是癌症，可以说全世界谈癌色变。癌症的成因在于我们体内免疫监视机制的缺失，这和免疫力下降息息相关，而免疫力下降的主要原因是体质酸性化，前面我已经讲了我们人类的正常PH值是7.35—7.45之间，当低于7.0后，每下降0.1个单位，免疫机能就下降25%，而磁可以把占人体体重70%的水，由大分子团变成小分子团的碱性水，提高体液的PH值，改善人体的体质，增加吞噬细胞的数量和活力，从而提高人体的免疫机能，这就是为什么巴马的百岁老人没有癌症的原因。六、调节血压、血脂、内分泌我们的血压为什么会升高，因为血管腔变细了。我想很多人有过这样的经验，当我们用塑料水管冲地，只要把水管头捏扁里面的水压就会增大，这同我们血压升高的原理是一样的。我们人体的血管变细是因为血管里面沉积了脂肪，造成血管腔狭窄。（画图，并用板擦把脂肪一点一点的擦掉）我们都知道磁力线有穿透、切割、冲刷三种力。它首先会把脂肪分子的长链切割成短链，再通过加速血液循环的冲刷力慢慢地把这些短链脂肪分子清理出你的血管。这样及调节了血压又调节了血脂。血压、血脂调节正常了，增强各器官的供血供氧能力，你说你的内分泌能不正常吗？所以对因内分泌失调引起的糖尿病、更年期综合症有很好的改善效果。当前危害人类健康的首要疾病就是心脑血管疾病，它占了人类死亡原因的50%以上，北京每死3个人其中有两个就是因为心脑血管疾病去世的。但不论是脑血栓、脑出血还是冠心病、心梗都是一个共同的病理基础，那就是动脉硬化！没有动脉硬化就不会有心脑血管疾病。所以要防心脑血管疾病首先要防止动脉硬化。动脉硬化起源于少年，植根于青年，发展于中年，得病于老年。原先认为动脉一旦硬化就不能再软化，但是随着科学的进步，发现动脉硬化可以从无到有也可以从有到轻，甚至到无。而磁疗就有这种神奇的功效，这也是为什么巴马的百岁老人没有心血管疾病的原因。另外很多心血管病患者是在晚上凌晨一点到凌晨五点去世的，国外把这段时间称为“魔鬼时间”，因为我们晚上睡觉时血流的很慢，血液会相应的变稠一些，那么我们血液里的一些代谢垃圾就有可能在我们血管的某处发生堵塞而威胁我们的生命。而磁有促进血液循环的作用，并且带有负电荷，我们血液里的血小板也是带负电荷，根据同性相斥的原理，可以防止血液的凝聚，你想想当你的血管变的正常，血液循环加快，血小板又不凝聚会发生心脑血管疾病吗？肯定是不会发生的！正是因为磁有这么多的功效，而凌晨一点到凌晨五点是心脑血管疾病的高发期，所以才把磁疗运用到陪伴我们人生三分之一时间的床垫上。目前市场上绝大部分床垫是用铁氧磁和钕铁硼磁，铁氧磁的磁场强度是500—800GS，穿透力只有2—3厘米，只能作用在我们的皮肤表面，不能对我们的脏腑起作用，为了提高穿透力，加强对身体的功效，又采用钕铁硼磁，虽然穿透力提高了一些，达到了6厘米但还是不能作用到我们人体的深处，而磁场强度却高达1300—1600GS，远远高于1979年美国能源部规定的人体受磁8小时不能超过100GS的国际标准，时间长了不但不会对身体有好处，反而会带来危害。这就象大家都知道我们的生命离不开水一样，我们每天平均要喝水1.8升左右，但是如果一次就让你喝18升，你说我们的身体能受的了吗？另外利用铁氧磁和钕铁硼磁作成的床垫都要通电，只要一通电就会有电磁辐射，而电磁辐射对我们身体是有害的，这也是那些床垫没有保健准字证书的原因。因此大家在选用磁疗用具是一定要把安全因素考虑进去！祝大家健康、幸福！第五篇：制动电阻制动电阻制动电阻的作用在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。当同步转速小于转子转速时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。因此，对于负载处于发电制动状态中必须采取必需的措施处理这部分再生能量。处理再生能量的方法：能耗制动和回馈制动.能耗制动的工作方式能耗制动采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动。这是一种处理再生能量的最直接的办法，它是将再生能量通过专门的能耗制动电路消耗在电阻上，转化为热能，因此又被称为“电阻制动”，它包括制动单元和制动电阻二部分。制动单元制动单元的功能是当直流回路的电压Ud超过规定的限值制动电阻时（如660V或710V），接通耗能电路，使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能