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渦流效應(yīng)_渦流

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  • 發(fā)布時間:2013/11/2 15:06:07
  • 作者:AnyWay中國

渦流原理

  如圖1所示,當(dāng)與閉合線圈鉸鏈的磁通發(fā)生變化時,將在閉合線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢而形成感應(yīng)電流。

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圖1、渦流圖解一

  如圖2所示,繞有線圈的鐵芯的截面,可以等效為無數(shù)個閉合的環(huán)形線圈的組合,當(dāng)線圈中通過交變電流時,在這些閉合的環(huán)形線圈中同樣會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這些感應(yīng)電流就像水中的一個個漩渦一樣,因此,人們稱其為渦流。

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圖2、渦流圖解二

  可見,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年被法國物理學(xué)家萊昂.傅科所發(fā)現(xiàn),因此,也稱傅科電流。 

渦流特點(diǎn)

  1、圖2中的多個閉合線圈中,越靠近外圍的線圈,其包含的磁力線越多,根據(jù)電磁感應(yīng)定理,其感應(yīng)電動勢也越大,渦流效果越明顯。也就說,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)電動勢也越大,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。

渦流抑制

  渦流會產(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)第二個特點(diǎn),同一臺變壓器,電流相同時,頻率越高,渦流越顯著,渦流損耗也越大。

疊片狀硅鋼片抑制渦流

圖3、疊片狀硅鋼片抑制渦流

渦流利用

  渦流會造成很多影響,比如趨膚效應(yīng)鄰近效應(yīng):

  趨膚效應(yīng)原理及對電纜載流量的影響>>>

  鄰近效應(yīng)原理及對電纜載流量的影響>>>

  世間萬物,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。電磁灶的臺面下安裝有線圈,當(dāng)線圈通過高頻交流電時,在臺面與金屬鍋底之間產(chǎn)生強(qiáng)大的交變的磁場,交變磁場穿過鍋底,在鍋底形成強(qiáng)渦流,產(chǎn)生大量的熱量。

渦流,電磁爐

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)可以制作金屬探測器,金屬探測器的通過高頻交變電流,在金屬物中感應(yīng)出渦流,渦流又產(chǎn)生磁場,影響原來的磁場,探測器檢測到磁場的變化,得知金屬的存在。

渦流,金屬探測器

圖5、渦流效應(yīng)用于制作金屬探測器


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