Вихревые токи

ВИХРЕВЫЕ ТОКИ  

Вихревые токиЗаменим кольцо, расположенное над катушкой с сердечником (рис. 3-16), металлическим диском. На рис. 3-19 изображен такой диск и след полюса электромагнита, расположенного под диском, но не показанного на рисунке. При всяком изменении тока в катушке электромагнита будет изменяться магнитный поток, пронизывающий диск, и в нем аналогично току в кольце будет индуктироваться кольцевой или, как его обычно называют, вихревой токи. Направление вихревого тока определяется так же, как и направление тока в кольце.

На рис. 3-20 изображен такой же диск и след полюса постоянного магнита, расположенного под диском, но не показанного на рисунке. При вращении диска участки его, расположенные над полюсом магнита, будут, пересекать магнитные линии магнита, вследствие чего в диске будет наводиться э. д. с. и под влиянием ее возникнет вихревой ток (рис. 3-20). Направление э. д. c. наведенной на участке диска, расположенном над полюсом, и направление совпадающего с ней вихревого тока на том же участке определяются по правилу правой руки.

Рис. 3-19. Вихревые токи в диске, вызванные изменением магнитного потока

Рис. 3-20. Вихревые токи и диске при неизменном магнитном потоке и вращении диска.

Вихревые токи и диске при неизменном магнитном потоке и вращении диска

При всяком изменении магнитного потока, пронизывающего проводящее тело или часть его, какую-либо деталь электрической машины аппарата или прибора, в ней наводится э. д. с, под влиянием которой возникают вихревые токи (рис. 3-21, а и 3-22, а). Вихревые токи, являясь частным случаем наведенных токов, подчиняются общим правилам и законам для токов.

В частности, вихревые токи вызывают нагревание материала, в котором они проходят, и появление магнитных потоков, которые по закону Ленца противодействуют причине, их вызывающей.

Само собой разумеется, что нагревание, вызываемое вихревыми токами, происходит за счет преобразования электрической энергии в тепловую. Таким образом, прохождение вихревых токов связано с затратой энергии, которую принято называть потерей от вихревых токов.

Вихревые токи в стальном сердечнике Вихревые токи в якоре электрической машины

Рис. 3-21. Вихревые токи в стальном сердечнике.

Рис. 3-22Вихревые токи в якоре электрической машины.

В одних случаях вихревые токи применяются в различных устройствах — нагревательных, тормозных (рис. 3-20) или для создания вращающих моментов (рис. 3-19) и приведения в действие приборов автоматики или измерительной техники; в других случаях, более многочисленных, появление их нежелательно, так как вследствие потерь на вихревые токи снижаются коэффициенты полезного действия машин и механизмов и, кроме того, они оказывают размагничивающие действия. В таких случаях стремятся уменьшить их, что достигается применением сердечников, выполненных из отдельных тонких (0,1—0,5 мм)у изолированных друг от друга листов стали (рис. 3-21, б и 3-22, б) и применением сортов стали, обладающих большим удельным электрическим сопротивлением, — стали с содержанием 0,5—4% кремния. Мощность потерь в стали от вихревых токов выражается обычно в ваттах на килограмм. Она зависит от сорта стали, максимальной индукции (Вм), числа циклов изменения магнитной индукции в секунду (f), толщины листов стали.

Статья на тему Вихревые токи