images_6.jpgУ електричних апаратах, приладах і машинах металеві деталі іноді рухаються в магнітному полі або нерухомі металеві деталі перетинаються силовими лініями змінного по величині магнітного поля. У цих металевих деталях індукується ЕРС самоіндукції.

Під дією цих е. р. с. в масі металевої деталі протікають вихрові струми (струми Фуко), які замикаються в масі, утворюючи вихрові контури струмів. Вихрові струми породжують свої власні магнітні потоки, які, по правилу Лєнца протидіють магнітному потоку котушки і послаблюють його. Крім того, вони викликають нагрів сердечника, що є даремною витратою енергії.

Нехай маємо сердечник з металевого матеріалу. Помістимо на цей сердечник котушку, по якій пропустимо змінний струм. Навколо котушки з`явиться змінний магнітний струм, перетинаючий сердечник. При цьому в сердечнику почне наводитися індукована ЕРС, яка, у свою чергу, викликає в сердечнику струми, звані вихровими. Ці вихрові струми нагрівають сердечник. Оскільки електричний опір сердечника невеликий, то індуковані струми, що наводяться в сердечниках, можуть виявлятися достатньо великими, а нагрів сердечника - значним.

1271872555_2.jpg

Виникнення струмів Фуко (вихрових струмів)

Вперше вихрові струми були виявлені французьким ученим Д.Ф. Араго (1786 - 1853) в 1824 р. в мідному диску, розташованому на осі під магнітною стрілкою, що обертається. За рахунок вихрових струмів диск приходив в обертання. Це явище, назване явищем Араго, було пояснене декілька років опісля M. Фарадєєм з позицій відкритого ним закону електромагнітної індукції.

Вихрові струми були детально досліджені французьким фізиком Фуко (1819—1868) і названі його ім'ям. Він назвав явище нагрівання металевих тіл, що обертаються в магнітному полі, вихровими струмами.

Способи зменшення струмів Фуко

Потужність, що витрачається на нагрів сердечника вихровими струмами, марно знижує ККД технічних пристроїв електромагнітного типу.
Щоб зменшити потужність вихрових струмів, збільшують електричний опір магнітопровода, для цього сердечники набирають з окремих тонких (0,1- 0,5 мм) пластин, ізольованих один від одного за допомогою спеціального лаку або окалини. У матеріал сердечника вводять спеціальні добавки, що також збільшують його електричний опір.

1271872569_3.jpg

магнітопровід трансформатора

Сердечники деяких котушок (бобін) набирають з шматків залізного відпаленого дроту. Смужки заліза розташовують паралельно лініям магнітного потоку. Вихрові ж струми, що протікають в плоскості, перпендикулярній напряму магнітного потоку, обмежуються ізолюючими прокладками. Для магнітопроводів приладів і пристроїв, що працюють на високій частоті, застосовують магнітодіелектрики.Щоб знизити вихрові струми в проводах, останні виготовляють у вигляді джгута з окремих жил, ізольованих одна від одної.

1271872560_4.jpg

Ліцендрат - це система переплетених мідних проводів, в якій кожна жила ізольована від сусідніх. Ліцендрат призначений для використання на високочастотних струмах для запобігання виникненню паразитних струмів і струмів Фуко.

Застосування струмів Фуко

Корисне застосування вихрові струми знайшли в пристрої магнітного гальма диска електричного лічильника. Обертаючись, диск перетинає магнітні силові лінії постійного магніта. У плоскості диска виникають вихрові струми, які, у свою чергу, створюють свої магнітні потоки у вигляді трубочок навколо вихрового струму. Взаємодіючи з основним полем магніта, ці потоки гальмують диск.

У ряді випадків, застосовуючи вихрові струми, можна використовувати технологічні операції, які неможливо застосувати без струмів високої частоти. Наприклад, при виготовленні вакуумних приладів і пристроїв з балону необхідно ретельно відкачати повітря і інші гази. Проте в металевій арматурі, що знаходиться всередині балона, є залишки газу, які можна видалити тільки після заварювання балона. Для повного дегазування арматури вакуумний прилад поміщають в поле високочастотного генератора, в результаті дії вихрових струмів арматура нагрівається до сотень градусів, залишки газу при цьому нейтралізуються.

Вихрові струми знаходять корисне застосування також при індукційній плавці металів і поверхневій й закалці струмами високої частоти..

Voltstroy - интернет магазин электротехники