Большая Советская Энциклопедия.

Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Вихревые токи

Вихревые токи (далее В) токи Фуко, замкнутые электрические токи в массивном проводнике, которые возникают при изменении пронизывающего его потока. В являются индукционными токами (см. Индукция электромагнитная) и образуются в проводящем теле либо вследствие изменения во времени поля, в котором находится тело (рис. 1), либо вследствие движения тела в поле, приводящего к изменению потока через тело или какую-либо его часть (рис. 2). Величина В тем больше, чем быстрее меняется поток.

  В отличие от электрического тока в проводах, текущего по точно определенным путям, В замыкаются непосредственно в проводящей массе, образуя вихреобразные контуры. Эти контуры тока взаимодействуют с породившим их потоком. Согласно Ленца правилу, поле В направлено так, чтобы противодействовать изменению потока, индуцирующего эти В

  В приводят к неравномерному распределению потока по сечению магнитопровода. Это объясняется тем, что в центре сечения намагничивающая сила В, направленная навстречу основному потоку, является наибольшей, так как эта часть сечения охватывается наибольшим числом контуров В Такое "вытеснение" потока из середины сечения выражено тем резче, чем выше частота переменного тока и чем больше магнитная проницаемость ферромагнетика. При высоких частотах поток проходит лишь в тонком поверхностном слое сердечника. Это вызывает уменьшение кажущейся (средней по сечению) проницаемости. Явление вытеснения из ферромагнетика потока, изменяющегося с большой частотой, аналогично электрическому скин-эффекту и называемому скин-эффектом.

  В соответствии с Джоуля — Ленца законом В нагревают проводники, в которых они возникли. Поэтому В приводят к потерям энергии (потери на В) в (в сердечниках трансформаторов и катушек переменного тока, в цепях машин).

  Для уменьшения потерь энергии на В (и вредного нагрева и уменьшения эффекта "вытеснения" потока из ферромагнетиков машин и аппаратов переменного тока делают не из сплошного куска ферромагнетика (электротехнической стали), а из отдельных пластин, изолированных друг от друга (например, специальным лаком). Такое деление на пластины, расположенные перпендикулярно направлению В, ограничивает возможные контуры путей В (рис. 3), что сильно уменьшает величину этих токов. При очень высоких частотах применение ферромагнетиков для нецелесообразно; в этих случаях их делают из магнитодиэлектриков, в которых В практически не возникают из-за очень большого сопротивления этих материалов.

  При движении проводящего тела в поле индуцированные В обусловливают заметное механическое взаимодействие тела с полем. На этом принципе основано, например, торможение подвижной системы в счетчиках электрической энергии, в которых диск вращается в поле постоянного (рис. 2). В машинах переменного тока с вращающимся полем сплошной металлический ротор увлекается полем из-за возникающих в нем В Взаимодействие В с переменным полем лежит в основе различных типов насосов для перекачки расплавленного металла.

  К той же группе механических эффектов, вызванных В, относится выталкивание неферромагнитных металлических тел из поля катушки переменного тока.

  В возникают и в самом проводнике, по которому течет переменный ток, что приводит к неравномерному распределению тока по сечению проводника. В моменты увеличения тока в проводнике индукционные В направлены у поверхности проводника по первичному электрическому току, а у оси проводника — навстречу току (рис. 4). В результате внутри проводника ток уменьшится, а у поверхности увеличится. Токи высокой частоты практически текут в тонком слое у поверхности проводника, внутри же проводника тока нет. Это явление называется электрическим скин-эффектом. Чтобы уменьшить потери энергии на В, провода большого сечения для переменного тока делают из отдельных жил, изолированных друг от друга.

  В применяются для плавки и поверхностной закалки металлов, а их силовое действие используется в успокоителях колебаний подвижных частей приборов и аппаратов, в индукционных тормозах (в которых массивный металлический диск вращается в поле электромагнитов) и т.п.

  Лит.: Нейман Л. Р., Калантаров П. Л., Теоретические основы электротехники, 5 изд., М., 1959.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 24.08.2019 23:37:15

22:49 Российский губернатор пожалел о невозможности казнить убийцу ветерана
22:40 Боксер Ковалев победил нокаутом и защитил титул чемпиона мира
21:35 Дубль Салаха помог «Ливерпулю» победить «Арсенал» и стать лидером АПЛ
21:32 Россиянина задержали в Берлине по подозрению в убийстве грузина
20:49 Порошенко обратился к Зеленскому словами из Библии
20:38 Фетисов предрек проблемы в НХЛ для попавшегося на кокаине Кузнецова
19:53 Кремль объяснил отставку российского посла в Лондоне
19:44 Стало известно о первом совершенном в космосе преступлении
19:00 Три дня уничтожения севшего в поле A321 уместили в минуту видео