如圖1所示,當(dāng)與閉合線(xiàn)圈鉸鏈的磁通發(fā)生變化時(shí),將在閉合線(xiàn)圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而形成感應(yīng)電流。
圖1、渦流圖解一
如圖2所示,繞有線(xiàn)圈的鐵芯的截面,可以等效為無(wú)數(shù)個(gè)閉合的環(huán)形線(xiàn)圈的組合,當(dāng)線(xiàn)圈中通過(guò)交變電流時(shí),在這些閉合的環(huán)形線(xiàn)圈中同樣會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這些感應(yīng)電流就像水中的一個(gè)個(gè)漩渦一樣,因此,人們稱(chēng)其為渦流。
圖2、渦流圖解二
可見(jiàn),實(shí)際上渦流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種表現(xiàn)形式。渦流在1851年被法國(guó)物理學(xué)家萊昂.傅科所發(fā)現(xiàn),因此,也稱(chēng)傅科電流。
1、圖2中的多個(gè)閉合線(xiàn)圈中,越靠近外圍的線(xiàn)圈,其包含的磁力線(xiàn)越多,根據(jù)電磁感應(yīng)定理,其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大,渦流效果越明顯。也就說(shuō),導(dǎo)體的截面積越大,渦流效果越顯著;
2、電流的頻率越高,磁通變化率越大,E=Ndφ/dt,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大,渦流效果越顯著;
3、導(dǎo)體的電阻率越小,感應(yīng)電流越大,渦流效果越顯著。
渦流會(huì)產(chǎn)生熱量,在變壓器及電機(jī)的鐵芯中,這種現(xiàn)象是我們不希望的,因此,需要加以抑制,根據(jù)渦流的第一個(gè)特點(diǎn),鐵芯采用許多薄的硅鋼片疊合而成,渦流的閉合回路大大減小,渦流顯著減小。根據(jù)渦流的第三個(gè)特點(diǎn),增大鐵心材料的電阻率,也可以抑制渦流,常用的鐵心材料是硅鋼。
根據(jù)第二個(gè)特點(diǎn),同一臺(tái)變壓器,電流相同時(shí),頻率越高,渦流越顯著,渦流損耗也越大。
圖3、疊片狀硅鋼片抑制渦流
渦流會(huì)造成很多影響,比如趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng):
趨膚效應(yīng)原理及對(duì)電纜載流量的影響>>>
鄰近效應(yīng)原理及對(duì)電纜載流量的影響>>>
世間萬(wàn)物,有利必有弊,有弊必有利。
利用導(dǎo)體中渦流的熱效應(yīng),可以制作各種感應(yīng)加熱設(shè)備。如:真空冶煉爐、電磁爐。電磁灶的臺(tái)面下安裝有線(xiàn)圈,當(dāng)線(xiàn)圈通過(guò)高頻交流電時(shí),在臺(tái)面與金屬鍋底之間產(chǎn)生強(qiáng)大的交變的磁場(chǎng),交變磁場(chǎng)穿過(guò)鍋底,在鍋底形成強(qiáng)渦流,產(chǎn)生大量的熱量。
圖4、渦流效應(yīng)用于制作電磁爐
利用導(dǎo)體的渦流效應(yīng)可以制作金屬探測(cè)器,金屬探測(cè)器的通過(guò)高頻交變電流,在金屬物中感應(yīng)出渦流,渦流又產(chǎn)生磁場(chǎng),影響原來(lái)的磁場(chǎng),探測(cè)器檢測(cè)到磁場(chǎng)的變化,得知金屬的存在。
圖5、渦流效應(yīng)用于制作金屬探測(cè)器
下一篇:功率計(jì)