Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Има редица явления в електричеството, които специалистите трябва да знаят. Въпреки че не цялата информация може да бъде полезна в ежедневната практика, но понякога помага да се разбере причината за даден проблем. Вихровите течения са причина за образуването на някои технологични трикове в производството на електрически машини и дори са станали основа за принципа на действие на някои изобретения. Да видим какво са вихровите течения на Фуко и как те възникват.

Кратко определение

Вихровите токове са токове, които текат в проводници под въздействието на променливо магнитно поле върху тях. Полето не трябва да се променя, тялото може да се движи в магнитно поле, все пак в него ще тече ток.

Невъзможно е да се намери истинската траектория на движението на теченията, за да се отчете за тях, токът тече там, където намира пътя с най-малко съпротивление. Вихровите токове винаги текат в затворен контур. Основните условия за възникването му - наличието на обект в променливо магнитно поле или движението му спрямо полето.

История на откриването

През 1824 г. ученият Д.Ф. Arago проведе експеримент. Постави меден диск на една ос, постави върху него магнитна игла. Когато магнитната игла се завъртя, дискът започна да се движи. Така за първи път се наблюдава феноменът на вихровите токове. Дискът започна да се върти поради факта, че поради потока на течения се появи магнитно поле, което взаимодейства със стрелката. Той се нарича, докато феноменът на Араго.

Няколко години по-късно М. Фарадей, който открива закона за електромагнитната индукция, обяснява този феномен по следния начин: движещо се магнитно поле индуцира ток в диска (както в затворен контур) и взаимодейства със стреловото поле.

Защо е второто име Фуко Токи? Тъй като физик Фуко изследва подробно феномена на вихрови токове. По време на изследванията си той направи голямо откритие. Тя се състои в това, че телата под въздействието на вихрови токове се нагряват. С изчислената теория, сега ще разкажем къде се прилагат токовете на Фуко и какво причинява проблемите.

Видеото по-долу предоставя по-подробно определение на това явление:

Увреждане с вихров ток

Ако се замислите за изграждането на мрежов трансформатор с честота 50 Hz, вероятно сте забелязали, че ядрото му е съставено от тънки листове, въпреки че може да изглежда, че е по-лесно да се направи солидна конструкция.

Факт е, че така се борят с вихрови токове. Фуко установява нагряването на телата, в които текат. Тъй като работата на трансформатора се основава на принципите на взаимодействие на променливи магнитни полета, вихровите токове са неизбежни.

Всяко нагряване на тела е отделянето на енергия под формата на топлина. В такъв случай ще настъпи загуба на сърцевина. Защо е опасно? При електрическите инсталации силната топлина води до разрушаване на изолацията на намотката и отказ на машината. Вихровите токове зависят от магнитните свойства на ядрото.

Как да намалим загубите

Загубите на енергия в магнитната верига не са полезни, как да се справим с тях? За да се намали размерът им, ядрото се сглобява от тънки пластини от електрическа стомана - това са особени превантивни мерки за намаляване на паразитните течения. Тези загуби се описват с формула, която може да се използва за изчисляване на:

Както знаете: колкото по-малко е напречното сечение на проводника, толкова по-голямо е неговото съпротивление, и колкото по-голямо е неговото съпротивление, толкова по-малко ток. Плочите се изолират една от друга по скала или слой лак. Сърцевините на големите трансформатори се изтеглят заедно чрез изолиран щифт. Това намалява загубата на сърцевината, т.е. това са основните начини за намаляване на токовете на Фуко.

Какви са последиците от влиянието на това явление? Магнитното поле, произтичащо от потока Фуко токове отслабва полето, поради което те възникват. Тоест, вихровите токове намаляват мощността на електромагнитите. Същото се отнася и за проектирането на части от електродвигатели и генератор: ротор и статор.

Практическо приложение

Сега за полезните приложения на токовете на Фуко. Голям принос за металургията има изобретението на индукционни стоманоплавилни пещи. Те са подредени по такъв начин, че разтопената маса от метал се поставя вътре в намотката, през която протича високочестотен ток. Неговото магнитно поле индуцира големи токове вътре в метала, докато се разтопи напълно.

Бележка на автора! Разработването на индукционни пещи значително подобри екологичното производство на метали и промени концепцията за методите на топене. Работя в металургичен завод, където преди десет години стартирахме нов високотехнологичен магазин с такива съоръжения и няколко години след овладяването на новото оборудване, класическата мартенова пещ беше затворена. Това показва производителността на такъв метод за нагряване на метали. Използват се също вихрови токове за повърхностно закаляване на метала.

Визуално приложение на практика:

В допълнение към металургията, те се използват в производството на вакуумни устройства. Проблемът е пълното отстраняване на газовете преди запечатването на колбата. Използвайки токовете на Фуко, електродите на лампата се нагряват до високи температури, като по този начин се дезактивира газът.

В ежедневието можете да намерите кухненски индукционни печки, на които се приготвя храна, благодарение на използването на това явление. Както виждате, вихровите течения имат своите плюсове и минуси.

Токовете на Фуко носят както добро, така и лошо. В някои случаи тяхното влияние не води до никакви електрически проблеми. Например, тръбопровод, положен близо до кабелни линии, изгнива по-бързо без видими причини от трета страна. В същото време, индукционните нагревателни устройства се оказаха доста добри, особено след като такова устройство за домашна употреба може да бъде сглобено сами. Надяваме се, че сега знаете какво са вихровите течения на Фуко и какво приложение е намерило в производството и в ежедневието.

Материали по темата:

  • Как да направите индукционен котел със собствените си ръце
  • Съпротивление на проводника спрямо температурата
  • Правилата са с прости думи

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Знание