杜 妍，杨玉华

（1.天津大学电气与自动化工程学院，天津300000；2.华北电力大学数理系，河北保定071003）

1 引言

电磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的机电一体化技术。随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展和转子动力学的进展，磁悬浮技术得到了长足的发展［1]。电磁悬浮技术在各个领域的应用越来越广泛，并已成为进行相关高科技研究的重要手段。电磁学实验是用实验的方法去研究电磁学理论的规律。目前关于电磁感应浮力实验的演示及实验现象的分析信息量相对较少，而电磁感应原理已广泛应用于诸多科研领域。因此，对电磁感应浮力实验演示及实验现象的分析是十分必要的。自行设计加工制成了交流电电磁感应浮力演示装置，对实验原理及现象进行了探讨，研究成果可用于教学展示、科研等方面参考。

2 电磁感应浮力实验原理分析

2.1 实验装置简介

演示实验装置主要由一个铜线圈和一块铝板构成。实验过程概述如下：在铜线圈l内通入交变电流i，下方放置铝板，则铝板处将有磁场产生。此磁场会激发出电场和涡流。涡流将进一步产生反作用于线圈的磁场，使线圈受到一个电磁感应浮力，最终克服重力产生悬浮效果。实验装置模型如图1所示。

2.2 交变电流产生磁场

根据毕奥－沙伐定律，有：

式中：idl为元电流，R为线电流回路到作用点之间的距离。

i-Bz几何关系如图2所示，可以推出B点所受电磁磁感应强度B的大小：