Вихревые токи

Вихревые токи (токи Фуко) – замкнутые электрические токи, возникающие в массивных проводниках в результате проявления электромагнитной индукции.

Вихревые токи являются индукционными токами и возникают в проводящих телах вследствие изменения во времени магнитного поля, в котором они находится, либо в результате движения тел в магнитном поле, приводящем к изменению магнитного потока через тела или какую–либо их часть.

Вихревые токи замыкаются непосредственно в проводящей массе, образуя вихреобразные контуры (рис. 1).

Согласно правилу Ленца, магнитное поле вихревых токов направлено так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока, индуцирующему эти вихревые токи. Взаимодействие магнитного поля вихревых токов с основным магнитным потоком приводит к движению проводящего тела, что используется, например, в индукционных счетчиках, машинах переменного тока и т. д. Вихревые токи вызывают неравномерное распределение магнитного потока по сечению магнитопровода.

Это объясняется тем, что в центре сечения магнитопровода напряженность магнитного поля вихревых токов, направлена навстречу основному магнитному потоку и имеет наибольшую величину.

  Рис. 1

В результате такого «вытеснения» поля на высоких частотах поток проходит лишь в тонком поверхностном слое сердечника.

Глубина проникновения магнитного поля в проводник составляет несколько милиметров и определяется формулой

(2)

Это явление называют магнитным скин-эффектом (скин – юзначает кожа).

В соответствии с законом Джоуля–Ленца вихревые токи нагревают проводники, в которых они возникают, что приводит к потерям энергии. Для снижения магнитного скин–эффекта магнитопроводы изготавливают не из сплошного куска металла, а из отдельных изолированных пластин или заменяют ферромагнитные материалы магнитодиэлектриками и т. д.

Дата добавления: 2014-01-04