Вихревые токи

Вихревые токи

Возьмем катушку с выступающим сердечником из мягкого ферромагнетика и положим на его конец металлический предмет. Если катушку включить в сеть переменного тока, то предмет быстро и сильно нагревается.




Заменим предмет алюминиевым кольцом надетым на сердечник (рис. 1), и снова включим катушку в сеть. Если кольцо держать, то оно сильно нагревается, а если не держать, то при включении катушки в сеть оно соскакивает с сердечника. Описанные явления объясняются тем, что переменное магнитное поле вокруг сердечника создает электрическое поле, поэтому в теле и в кольце возникают сильные индукционные токи, так как сопротивление тела и кольца очень маленькое. Эти токи и нагревают их. Соскакивает кольцо потому, что индукционный ток в кольце направлен противоположно току в катушке, а такие токи отталкиваются друг от друга.

Вихревые токи

Рисунок 1

Индукционные токи, которые возникают в сплошных металлических телах, находящихся в переменном магнитном поле, и замыкаются внутри этих тел, называют вихревыми токами или токами Фуко (в честь французского ученого Ж. Фуко, который их исследовал).

Якорь электродвигателя и сердечник трансформатора по условиям своей работы находятся в переменном магнитном поле, поэтому в них должны циркулировать вихревые токи. Энергия, затраченная на создание вихревых токов, превращается во внутреннюю энергию якоря и сердечника, т. е. идет на их нагревание (кроме потерь энергии на нагревание вихревыми токами, в них возникают еще и потери, обусловленные гистерезисом). Для ослабления вредного действия вихревых токов тела, которые должны находиться в переменном магнитном поле, делают из отдельных листов, изолированных друг от друга (рис. 2).

Вихревые токи

Рисунок 2

Заметим, что ферриты имеют очень большое удельное сопротивление, поэтому вихревые токи в них практически не возникают, и это значительно уменьшает потери энергии в них. Поскольку потери энергии, вызванные гистерезисом, в ферритах тоже очень малы, их применение заметно повышает к. п. д. приборов, например трансформаторов.

Если вихревой ток вызывается движением тела в магнитном поле, то согласно закону Ленца этот ток должен тормозить движение тела.

Тормозящее действие вихревых токов можно проиллюстрировать с помощью следующего опыта.

Если медную пластинку Р (рис. 3) заставить колебаться при выключенном токе в электромагните М, а затем при включенной токе в нем, то будет видно, что во втором случае колебания прекращаются почти мгновенно. Внешне кажется, что в этом случае пластинка как бы вязнет в густой жидкости. Тормозящее действие вихревых токов используется в измерительных приборах для успокоения колебаний стрелки измерительного механизма.

Вихревые токи

Рисунок 3

В современной технике нагревание вихревыми токами используется для закалки деталей и для изготовления сплавов в индукционных печах.

1. Gоддержание синусоидальной формы кривой напряжения
2. Колебания напряжения
3. Противоаварийная система управления
4. Несимметрия нагрузок
5. Cимметрия напряжения
6. Вихревые токи
7. Вихревые токи II
8. Монтаж комплектных трансформаторных подстанций
9. Доливка масла в трансформатор
10. Установка трансформатора на фундамент
11. Погрузка, транспортировка и выгрузка трансформаторов
12. Сборка и установка трансформаторов
13. Испытание и наладка трансформатора
14. Подготовка к пробному включению трансформатора
15. Включение трансформатора/a>
16.
Ревизия силового трансформатора
17. Последовательность работ при ревизии трансформаторов
18. Сушка трансформаторного масла
19. Монтаж магистральных шинопроводов
20. Монтаж закрытых шинопроводов