Вихревые токи II

Рассмотрим металлический сердечник внутри катушки с переменным током (рис. 1, а), При отмеченном на рис. 1, а) направлении тока магнитный поток в сердечнике направлен вдоль оси сердечника вверх.

Вихревые токи

Металлический сердечник можно мысленно разделить на ряд замкнутых на себя слоев, ось которых совпадает с осью сердечника. Каждый такой слой представляет собой замкнутый виток, в котором переменным потоком индуктируется э.д.с. и ток, направленные в плоскостях, перпендикулярных к оси магнитного потока.




Рассматривая совокупность таких замкнутых контуров, можно представить себе в теле сердечника вихревые токи, замыкающиеся вокруг оси магнитного потока.

Направление вихревых токов определяется правилом Ленца.

При увеличении магнитного потока вихревые токи направлены по часовой стрелке, если смотреть на сердечник сверху.

Вихревые токи в соответствии с законом Ленца — Джоуля сопровождаются выделением тепла в сердечнике. Это явление используется на практике для нагревания металлов (плавления стали, нагрева под закалку и других целей).

В сердечниках электрических машин, трансформаторов и электрических аппаратов тоже возникают вихревые токи. Но здесь они нежелательны, потому что увеличивают общие потери энергии в устройствах и вызывают дополнительный их нагрев.

В целях уменьшения потерь энергии сердечники устройств переменного тока собираются из листовой электротехнической стали (толщина 0,35 мм), листы которой изолируются друг от друга специальным лаком.

Вихревые токи

Уменьшение вихревых токов таким способом достигается благодаря тому, что контуры, по которым в сплошном сердечнике замыкаются вихревые токи, оказываются разрезанными на части, изолированные друг от друга (рис. 1, б). Кроме того, ослабление вихревых токов достигается увеличением удельного электрического сопротивления материала сердечников. Для этой цели в электротехническую сталь вводится присадка кремния до 4%.