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摘要：缓冲器对电梯的正常运行有着极为重要的作用，因此，对其的优化不能疏忽。本文主要针对浮环实验对优化电梯缓冲器的作用展开了探讨，通过结合具体的实验实例，对实验的进行作了详细的阐述，并浮环实验的实际应用，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：浮环实验；电梯；缓冲器
一、引言
缓冲器是电梯安全系统的最后一个环节，在电梯出现故障或事故蹲底时起到缓冲的作用，从而缓解电梯或电梯里的人免受直接的撞击。因此，缓冲器对于电梯的稳定运行有着至关重要的作用。而浮环实验的研究，会对我们在优化缓冲器的过程中带来一定的帮助，需要进行科学认真的探讨。基于此，本文通过结合具体的实验，对电梯缓冲器的优化作了系统阐述，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
二、浮环基础实验
1.实验原理
电磁感应：闭合导体放入电场中，随着穿过导体的磁通量的变化，线圈中会出现相应的电流。
法拉第电磁感应定律：通过线圈的磁通量变化地越快，线圈中产生的感应电动势ε越高，即。对于导体回路为多匝线圈，可定义全磁通：
其中为通过线圈第i匝的磁通量。如果这N匝线圈中穿过各个线圈的磁通量相同，则有。
楞次定律：闭合导体产生的感应电流会产生磁场，这磁场的方向总是与引起感应电流的磁通量的变化的方向相反。
安培定律：通电导线在变化的磁场中会受到力的作用，满足F=IBL。
麦克斯韦涡旋电场理论：磁场随时间变化，会在周围产生电场，其环流值并不为零，其值等于感应电动势，即
2.实验器材
一对完全一样的闭合的铝环（a环）、钻有多个窟窿的闭合的铝环（b环）、不闭合的铝环（c环）、闭合的塑料环（d环）、一个比a环大一圈的铝环（e环），一个带有一个小灯泡的线圈、橡皮泥、直尺。
3.实验过程
实验1：将1个闭合的铝环（a环）、钻有多个窟窿的铝环（b环）、不闭合的铝环（c环）和闭合塑料环（d环）依次套在电磁浮环演示仪的铁棒上，打开电源开关，并观察浮环运动情况。
现象：a环和b环都会向上跳起，c环和d环保持原状。
实验2：首先把1个a环放入电磁感应浮环演示仪的铁棒上，打开电源开关，会看到a环跳起，等a环稳定悬浮在半空中时，再把大铝环（e环）慢慢地套入演示仪的软铁棒中，使e环与稳定的a环处在同一平面（近似），然后拿着e环轻轻地向上或向下移动，并仔细观察实验中铝环的变化。
现象：a环总是随着e环向上或向下运动。
实验3：首先在电磁浮环演示仪的铁棒上慢慢地放进1个a环，打开电源开关后，可以看到a环向上移动，等a环近似静止在铁棒上时，再轻轻把另一个a环套入演示仪的铁棒上，逐渐靠近悬浮在铁棒上的a环，观察铝环的运动情况。
现象：当两环的距离越来越近的时候，原来的a环会猛然向上跳动，而后两环就会叠和。
实验4：把连接着一个小灯泡的线圈放入电磁感应浮环演示仪中，打开电源开关，观察小灯泡的情况。
现象：小灯泡发光。
实验5：分别将a环与b环放入电磁感应浮环演示仪中，（a环是闭合的铝环，b环是钻有多个窟窿的铝环），打开电源开关，两个小铝环都向上跳起，a环到达的最大高度为，b环到达的最大高度为，比较、的大小。
现象：h1>h2。
4.实验分析
实验1分析：因为a环和b环是闭合的铝环（铝质材料为导体），当打开电源开关时，螺线圈通电，通电螺线管一刹那会在周围空间产生相应的感应磁场，导致通过铝环的磁通量值瞬时增大，根据电磁感应定律以及楞次定律，铝环将会产生相应的感应电流来激发相对于通电螺线圈激发磁场相反的磁场来“抵抗”穿过铝环磁通量值的增加，根据安培定律可以判断出铝环受到的是向上的安培力作用（铝环所受安培力与铝环自身重力方向相反并远大于重力），所以在通电后铝环会向上跳。对于c环，虽然也是铝环，但c环不是封闭的，形不成闭合导体回路，所以无法产生感应电流，因此不會受到任何方向的安培力，且c环受到重力的作用仍静止不动在原地。d环是塑料环不是导体，不可导电，即无法产生感应电流，所以不受到安培力，仍静止在原地。
实验2分析：当e环放入演示仪的软铁棒并移动时，e环由于电磁感应在自身形成闭合环路并产生感应电流，这感应电流又激发了磁场，在e环越来越靠近a环时，感应电流激发出来的磁场又会对a环产生影响。由楞次定律和安培定律可知，当e环在演示仪上上下运动时，由感应电流产生的磁场又会影响a环的磁通量。很显然，当e环向a环移动时，穿过a环的磁通量会增加，a环会沿e环移动的同方向移动，当e环远离a环时，同理，穿过a环的磁通量会减小，所以a环会追着e环移动，总之a环会随着e环一起向上（或向下）运动。
实验3分析：通电螺线圈的电流是交变电流，因而会产生变化的磁场，放入电磁感应浮环演示仪后会产生涡旋电场，把两个a环都放入时，它们都会产生涡旋电场，从而会产生感应电流，其方向相同。根据安培定律可知，电流方向相同的两根导线会产生吸引力，同理两个小铝环会产生引力，在两个铝环距离很近的时候，两铝环之间会产生远大于自身重力的吸引力，所以会看到原来的a环向上跳，两个铝环最终会叠在一起。
实验4分析：根据麦克斯韦的涡旋电场理论，通电螺线管的线圈接交流电，通电螺线管在周围空间会产生磁场，而这磁场又会感应出电场，当连接着小灯泡的线圈放入这一磁场时（穿过线圈的磁通量矢量和不可为0），线圈就会产生感应电流，所以小灯泡发光。实验5分析：解释1：根据麦克斯韦的涡旋电场理论，电磁感应浮环演示仪通电后，通电螺线管会产生磁场，而这种磁场是变化的并会产生相应的电场。因为b环钻有许多小孔阻碍了涡旋电流的形成，而a环没有小孔，所以可以形成许多涡旋电流，所以a环的涡旋电流远远多于b环，再根据安培定律可以得知，a环受到的安培斥力比b环的斥力要大，因此a环跳的高度比b环要大，即h1>h2。 解释2：由法拉第电磁感应定律可知，。产生的电动势由穿过环路的磁通量决定，由于b环钻有许多小孔，而a环没有小孔，这样穿过a环的净磁通量A比穿过b环的净磁通量B大得多，所以当电流变化时，引起的磁场变化有dΨA>dΨB（交流电的变化频率不变），即dtA=dtB，故。
再根据安培定律就可以得出a环受到的安培斥力比b环受到的安培斥力大，因此a环跳的最大高度大于b环，即h1>h2。
三、引伸实验
1.实验过程
将两个闭合的铝环（a环）都在环身粘一圈橡皮泥（只在环的下表面粘上），使橡皮泥突出铝环一定的高度，橡皮泥质量大约为铝环的2倍，两块橡皮泥一样重，并使橡皮泥粘在环上的位置也相同。测量橡皮泥的高度。
（1）在电磁演示仪开关还未打开时，拿一个粘好的铝环从电磁演示仪的铁棒顶端轻轻放下（有橡皮泥的一面朝下），观察铝环运动状态，并待落到底部后小心拿起铝环测量橡皮泥的高度。
（2）先打开电磁演示仪电源开关，同上，拿另一个粘好的铝环从电磁演示仪的铁棒顶端轻轻放下（有橡皮泥的一面朝下），观察铝环运动状态，并待落到底部后小心拿起测量橡皮泥的高度。
现象：橡皮泥的初始高度是1cm，实验中铝环快速落下，橡皮泥高度约为0.8cm；实验中铝环以较慢速度下降，橡皮泥高度约为0.9cm。
2.实验分析
实验分析：电磁演示仪打开后，在周围空间产生了感应磁场，铝环受到磁场的影响产生了感应电流，因此受到了向上的安培力，下降会比没有磁场时慢，而且根据橡皮泥的形变，可以看出有磁场的情况下，会减轻与底座的撞击。
四、浮环实验的应用
近几年内，电梯事故频频发生，让人心有恐惧。虽然大家对电梯安全知识和各种注意事项了解的越来越多，但电梯惨剧还是不可避免。
本文利用浮环实验原理对缓冲器在高处的缓冲作用进行了一些补充和改造。在电梯最底部安装一个大型电磁铁（通电螺线管），电梯的轿厢本身可以看作一个大大的铝环（轿身的顶与底需各留一个绝缘圈，使轿厢成为一个真正的大铝环，如果轿身都是导体，那么磁通量会为0）。当出現意外，电梯突然坠落时。打开电源开关（电源的开关可用遥控式开关，安在电梯乘客触手可及的地方，方便紧急情况使用），电磁铁接通交变电流后，会在周围空间产生磁场，穿过电梯轿身（铝环）的磁通量会急速上升，轿身就会受到磁场的作用产生感应电流来抵抗磁通量的增加，因此会受到向上的安培力的作用，从而在高处便可以减缓轿身的降落速度。这样再配合液压缓冲器在离地面近距离的缓冲，乘客便可以安全降落的地面。
五、结语
综上所述，缓冲器的正常运作对电梯有着关键的作用，因此，在优化缓冲器的过程中，我们需要有高度的重视。而我们可以通过借助浮环实验的原理，对电梯缓冲器的优化进行更为有效的作业，以为缓解电梯出现的危险带来帮助。
参考文献
[1]黄志坚.电梯聚氨酯缓冲器检验的案例分析[J].广东科技.2013（14）.
[2]金琪安.对电梯非线性缓冲器试验数据的疑问与初步分析[J].中国电梯.2012（01）.
关键词：浮环实验；电梯；缓冲器
一、引言
缓冲器是电梯安全系统的最后一个环节，在电梯出现故障或事故蹲底时起到缓冲的作用，从而缓解电梯或电梯里的人免受直接的撞击。因此，缓冲器对于电梯的稳定运行有着至关重要的作用。而浮环实验的研究，会对我们在优化缓冲器的过程中带来一定的帮助，需要进行科学认真的探讨。基于此，本文通过结合具体的实验，对电梯缓冲器的优化作了系统阐述，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
二、浮环基础实验
1.实验原理
电磁感应：闭合导体放入电场中，随着穿过导体的磁通量的变化，线圈中会出现相应的电流。
法拉第电磁感应定律：通过线圈的磁通量变化地越快，线圈中产生的感应电动势ε越高，即。对于导体回路为多匝线圈，可定义全磁通：
其中为通过线圈第i匝的磁通量。如果这N匝线圈中穿过各个线圈的磁通量相同，则有。
楞次定律：闭合导体产生的感应电流会产生磁场，这磁场的方向总是与引起感应电流的磁通量的变化的方向相反。
安培定律：通电导线在变化的磁场中会受到力的作用，满足F=IBL。
麦克斯韦涡旋电场理论：磁场随时间变化，会在周围产生电场，其环流值并不为零，其值等于感应电动势，即
2.实验器材
一对完全一样的闭合的铝环（a环）、钻有多个窟窿的闭合的铝环（b环）、不闭合的铝环（c环）、闭合的塑料环（d环）、一个比a环大一圈的铝环（e环），一个带有一个小灯泡的线圈、橡皮泥、直尺。
3.实验过程
实验1：将1个闭合的铝环（a环）、钻有多个窟窿的铝环（b环）、不闭合的铝环（c环）和闭合塑料环（d环）依次套在电磁浮环演示仪的铁棒上，打开电源开关，并观察浮环运动情况。
现象：a环和b环都会向上跳起，c环和d环保持原状。
实验2：首先把1个a环放入电磁感应浮环演示仪的铁棒上，打开电源开关，会看到a环跳起，等a环稳定悬浮在半空中时，再把大铝环（e环）慢慢地套入演示仪的软铁棒中，使e环与稳定的a环处在同一平面（近似），然后拿着e环轻轻地向上或向下移动，并仔细观察实验中铝环的变化。
现象：a环总是随着e环向上或向下运动。
实验3：首先在电磁浮环演示仪的铁棒上慢慢地放进1个a环，打开电源开关后，可以看到a环向上移动，等a环近似静止在铁棒上时，再轻轻把另一个a环套入演示仪的铁棒上，逐渐靠近悬浮在铁棒上的a环，观察铝环的运动情况。
现象：当两环的距离越来越近的时候，原来的a环会猛然向上跳动，而后两环就会叠和。
实验4：把连接着一个小灯泡的线圈放入电磁感应浮环演示仪中，打开电源开关，观察小灯泡的情况。
现象：小灯泡发光。
实验5：分别将a环与b环放入电磁感应浮环演示仪中，（a环是闭合的铝环，b环是钻有多个窟窿的铝环），打开电源开关，两个小铝环都向上跳起，a环到达的最大高度为，b环到达的最大高度为，比较、的大小。
现象：h1>h2。
4.实验分析
实验1分析：因为a环和b环是闭合的铝环（铝质材料为导体），当打开电源开关时，螺线圈通电，通电螺线管一刹那会在周围空间产生相应的感应磁场，导致通过铝环的磁通量值瞬时增大，根据电磁感应定律以及楞次定律，铝环将会产生相应的感应电流来激发相对于通电螺线圈激发磁场相反的磁场来“抵抗”穿过铝环磁通量值的增加，根据安培定律可以判断出铝环受到的是向上的安培力作用（铝环所受安培力与铝环自身重力方向相反并远大于重力），所以在通电后铝环会向上跳。对于c环，虽然也是铝环，但c环不是封闭的，形不成闭合导体回路，所以无法产生感应电流，因此不會受到任何方向的安培力，且c环受到重力的作用仍静止不动在原地。d环是塑料环不是导体，不可导电，即无法产生感应电流，所以不受到安培力，仍静止在原地。
实验2分析：当e环放入演示仪的软铁棒并移动时，e环由于电磁感应在自身形成闭合环路并产生感应电流，这感应电流又激发了磁场，在e环越来越靠近a环时，感应电流激发出来的磁场又会对a环产生影响。由楞次定律和安培定律可知，当e环在演示仪上上下运动时，由感应电流产生的磁场又会影响a环的磁通量。很显然，当e环向a环移动时，穿过a环的磁通量会增加，a环会沿e环移动的同方向移动，当e环远离a环时，同理，穿过a环的磁通量会减小，所以a环会追着e环移动，总之a环会随着e环一起向上（或向下）运动。
实验3分析：通电螺线圈的电流是交变电流，因而会产生变化的磁场，放入电磁感应浮环演示仪后会产生涡旋电场，把两个a环都放入时，它们都会产生涡旋电场，从而会产生感应电流，其方向相同。根据安培定律可知，电流方向相同的两根导线会产生吸引力，同理两个小铝环会产生引力，在两个铝环距离很近的时候，两铝环之间会产生远大于自身重力的吸引力，所以会看到原来的a环向上跳，两个铝环最终会叠在一起。
实验4分析：根据麦克斯韦的涡旋电场理论，通电螺线管的线圈接交流电，通电螺线管在周围空间会产生磁场，而这磁场又会感应出电场，当连接着小灯泡的线圈放入这一磁场时（穿过线圈的磁通量矢量和不可为0），线圈就会产生感应电流，所以小灯泡发光。实验5分析：解释1：根据麦克斯韦的涡旋电场理论，电磁感应浮环演示仪通电后，通电螺线管会产生磁场，而这种磁场是变化的并会产生相应的电场。因为b环钻有许多小孔阻碍了涡旋电流的形成，而a环没有小孔，所以可以形成许多涡旋电流，所以a环的涡旋电流远远多于b环，再根据安培定律可以得知，a环受到的安培斥力比b环的斥力要大，因此a环跳的高度比b环要大，即h1>h2。 解释2：由法拉第电磁感应定律可知，。产生的电动势由穿过环路的磁通量决定，由于b环钻有许多小孔，而a环没有小孔，这样穿过a环的净磁通量A比穿过b环的净磁通量B大得多，所以当电流变化时，引起的磁场变化有dΨA>dΨB（交流电的变化频率不变），即dtA=dtB，故。
再根据安培定律就可以得出a环受到的安培斥力比b环受到的安培斥力大，因此a环跳的最大高度大于b环，即h1>h2。
三、引伸实验
1.实验过程
将两个闭合的铝环（a环）都在环身粘一圈橡皮泥（只在环的下表面粘上），使橡皮泥突出铝环一定的高度，橡皮泥质量大约为铝环的2倍，两块橡皮泥一样重，并使橡皮泥粘在环上的位置也相同。测量橡皮泥的高度。
（1）在电磁演示仪开关还未打开时，拿一个粘好的铝环从电磁演示仪的铁棒顶端轻轻放下（有橡皮泥的一面朝下），观察铝环运动状态，并待落到底部后小心拿起铝环测量橡皮泥的高度。
（2）先打开电磁演示仪电源开关，同上，拿另一个粘好的铝环从电磁演示仪的铁棒顶端轻轻放下（有橡皮泥的一面朝下），观察铝环运动状态，并待落到底部后小心拿起测量橡皮泥的高度。
现象：橡皮泥的初始高度是1cm，实验中铝环快速落下，橡皮泥高度约为0.8cm；实验中铝环以较慢速度下降，橡皮泥高度约为0.9cm。
2.实验分析
实验分析：电磁演示仪打开后，在周围空间产生了感应磁场，铝环受到磁场的影响产生了感应电流，因此受到了向上的安培力，下降会比没有磁场时慢，而且根据橡皮泥的形变，可以看出有磁场的情况下，会减轻与底座的撞击。
四、浮环实验的应用
近几年内，电梯事故频频发生，让人心有恐惧。虽然大家对电梯安全知识和各种注意事项了解的越来越多，但电梯惨剧还是不可避免。
本文利用浮环实验原理对缓冲器在高处的缓冲作用进行了一些补充和改造。在电梯最底部安装一个大型电磁铁（通电螺线管），电梯的轿厢本身可以看作一个大大的铝环（轿身的顶与底需各留一个绝缘圈，使轿厢成为一个真正的大铝环，如果轿身都是导体，那么磁通量会为0）。当出現意外，电梯突然坠落时。打开电源开关（电源的开关可用遥控式开关，安在电梯乘客触手可及的地方，方便紧急情况使用），电磁铁接通交变电流后，会在周围空间产生磁场，穿过电梯轿身（铝环）的磁通量会急速上升，轿身就会受到磁场的作用产生感应电流来抵抗磁通量的增加，因此会受到向上的安培力的作用，从而在高处便可以减缓轿身的降落速度。这样再配合液压缓冲器在离地面近距离的缓冲，乘客便可以安全降落的地面。
五、结语
综上所述，缓冲器的正常运作对电梯有着关键的作用，因此，在优化缓冲器的过程中，我们需要有高度的重视。而我们可以通过借助浮环实验的原理，对电梯缓冲器的优化进行更为有效的作业，以为缓解电梯出现的危险带来帮助。
参考文献
[1]黄志坚.电梯聚氨酯缓冲器检验的案例分析[J].广东科技.2013（14）.
[2]金琪安.对电梯非线性缓冲器试验数据的疑问与初步分析[J].中国电梯.2012（01）.