对制作无电磁辐射电热毯的思考

金照恩

摘 要： 当人们躺在舒适的电热毯上享受着电流的热效应带来温暖的同时，也遭受着看不见、无感觉的电磁波对人体的辐射.如何让电热毯给人们带来方便的同时又能减少它产生的电磁辐射呢？如果采用先对折然后再环绕的办法，将带给我们一款能够方便取暖而又无电磁辐射的电热毯.

关键词： 热效应；磁效应；电磁波；辐射

自从电进入了我们的生活，人们发现通电的物体会发热，即电流具有热效应，像我们生活中的电炉子、电热毯等应用的就是这一特性，电在发热的同时给人们带来了很大的方便.

1 电流的热效应与磁效应

顾名思义就是当一段导体有电流通过后，导线会发热，焦耳研究了电流产生的热量的多少与电流的大小、电阻的大小和通电时间的长短有关，让人们清楚地认识到决定热效应大小的因素.要想得到更多的热量加大电流是一种方便的手段.电热毯就是依据电流的热效应制成的.

在1820年，丹麦的物理学家奥斯特在一次实验中发现，通电直导线周围的小磁针会发生偏转，改变电流的方向，小磁针的偏转方向同时也发生了变化.加大电流的大小，发现小磁针被“吸”的力度更大.后经过深入的研究、人们发现通电的直导线不仅具有热效应、同时也具有磁效应.

2 电磁波

通电导线周围存在着磁场，人们利用这一发现、制造出了电磁起重机，这大大地减轻了手工操作，提高了工作效率.

如将一导线绕成如图1所示螺线管，给它通上电流后通电螺线管周围的磁场会更强，外部磁场的方向是从N极出发再到S极.

生活中的电热毯线是由一段电阻率较高的合金线绕成的，如图1所示.生活中使用的是频率为50Hz的交流电，即电流在1秒钟内电流的方向将改变100次，通电电热毯中的电流的大小和方向每时每刻都在发生变化.这样它周围磁场的大小和方向也在不停的变化，根据麦克斯韦理论，变化的磁场产生变化的电流，变化的电流又产生变化的磁场——这样就形成了电磁波.

3 无电磁辐射电热毯

人们躺在舒适的电热毯上享受着电流的热效应带来温暖的同时，也遭受着看不见、无感觉的电磁波对人体的辐射.这种辐射虽然一时不能致人以伤害，但经常使用电热毯的人，日积月累，久而久之可能会伤害人们的健康.

那么，如何让电给人们带来方便的同时又能减少它产生的电磁辐射呢？我们来做一个小实验.如图2所示，当螺线管中通过由b到a的电流后，外部的小磁针就静止在如图2的位置，表明左端为螺线管的N极，右端为螺线管的S极，磁场外部的方向是从N极出发回到S极，内部是由S极到N极.

让我们再做一个实验.

如图3将一段直导线先对折后，再绕成如图3所示的螺线管，给它通上电流，拿一个小磁针进行检验，奇迹发生了.无论是将小磁针放在螺线管的哪一个部位小磁针的偏转方向都不会改变.这说明螺线管周围的磁场消失了，当改变电流的方向，小磁针的偏转方向并不发生改变，说明小磁针周围没有磁场出现.

为S极，右端为N极，外部磁场方向是从N极出发回到S极.内部磁场方向是从S极回到N极，而对折后的另一根导线产生的磁场如图5所示.两者外部和内部的磁场方向正好相反，由于两者产生的磁场方向相反、磁场强度相同，正好磁场相互抵消，即没有了变化的磁场，也就没有了变化的电场，电磁波的危害就这样解决了.

根据上述原理，我们的电热毯如果也采用先对折然后再环绕的办法制成，带给我们的将是一款能够方便取暖而又无电磁辐射的电热毯.

参考文献：

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