在物质内沿闭合回路流动的感应电流。
涡流(Eddy Current,又称为傅科电流)现象,在1851年被法国物理学家莱昂·傅科所发现。是由于一个移动的磁场与金属导体相交,或是由移动的金属导体与磁场垂直交会所产生。简而言之,就是电磁感应效应所造成。这个动作产生了一个在导体内循环的电流。
磁场变化越快,感应电动势就越大,涡流就越强;涡流能使导体发热。在磁场发生变化的装置中,往往把导体分成一组相互绝缘的薄片或一束细条,以降低涡流强度,从而减少能量的损耗;但在需要产生高温时,又可以利用涡流取得热量,如高频电炉原理。
当线圈中的电流随时间变化时,由于电磁感应,附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。
如果用图表示这样的感应电流,看起来就像水中的旋涡,所以我们把它叫做涡电流引。
涡流可以应用在无损检测与监看多种金属制品的结构,如飞机机身与零件的表面及近表面的检测等。
在划桨的时候,带起水面的局部漩涡,也是一种类似涡流的情形。
如图所示,在一根导体外面绕上线圈,并让线圈通入交变电流,那么线圈就产生交变磁场。由于线圈中间的导体在圆周方向是可以等效成一圈圈的闭合电路,闭合电路中的磁通量在不断发生改变,所以在导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流,电流的方向沿导体的圆周方向转圈,就像一圈圈的漩涡,所以这种在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象。
导体的外周长越长,交变磁场的频率越高,涡流就越大。
导体内部的涡流也会产生热量,如果导体的电阻率小,则涡流很强,产生的热量就很大。
涡电流
根据麦克斯韦电磁场理论,当如图所示的磁场变化时,导体中的自由电子就会在此电场力的作用下定向移动从而产生感应电流,这种感应电流是像旋涡一样的闭合的曲线,我们把它叫涡电流。
涡流
变压器在工作时,除了在原、副线圈产生感应电动势外,变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。 一般来说,只要空间有变化的磁通量,其中的导体就会产生感应电流,我们把这种感应电流叫做涡流。
如图线圈接入220V交变电源,块状铁芯插入线圈中,让一名学生感知铁芯的变化。
现象:几分钟后学生感到铁芯变热。
解释:原来把块状的金属放在变化的磁场中或让它在磁场中运动时,金属块内将产生感应电流,这种电流在金属块内自成闭合电路,很像水的漩涡,因此叫做涡电流,简称涡流。
(1)金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻率小,则涡流很强,产生的热量也很多。
(2)涡流是整块导体发生的电磁感应现象,同样遵守电磁感应定律。由于整块金属的电阻通常很小,故涡流常常很大。
(3)涡流是整块导体发生的电磁感应现象,同样遵守电磁感应定律!
涡流的危害
导体在产生涡流的过程中,涡流也会产生热量这样的话会造成很多的能源浪费,还可能烧坏电器!(例如在电动机和变压器里面)
铁芯的作用: 变压器、电机的铁芯都不是整块金属,而是由许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成的,以减少涡流和电能的损耗,同时避免破坏绝缘层。
减少涡流的途径
(1)增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。
(2)用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
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