Что такое вихревые токи?

Рассмотрим металлический сердечник внутри катушки с переменным током (рис. 1, а). При отмеченном на рис. 1, а направлении тока магнитный поток в сердечни­ке направлен вдоль оси сердечни­ка вверх.

Высокочастотное магнитное поле.

Металлический сердечник мож­но мысленно разделить на ряд замкнутых на себя слоев, ось которых совпадает с осью сердечни­ка. Каждый такой слой представ­ляет собой замкнутый виток, в котором переменным потоком ин­дуктируется ЭДС и ток, направ­ленные в плоскостях, перпендику­лярных к оси магнитного потока.

Рассматривая совокупность та­ких замкнутых контуров, можно представить себе в теле сердечни­ка вихревые токи, замыкающиеся вокруг оси магнитного потока.

Рис. 1 Вихревые токи.

Направление вихревых то­ков определяется правилом Ленца. При увеличении магнитного потока вихревые токи направлены по часовой стрелке, если смотреть на сердечник сверху.

Вихревые токи в соответствии с законом Ленца-Джоуля сопро­вождаются выделением тепла в сердечнике. Это явление используется на практике для нагревания металлов (плавления стали, нагрева под закалку и других целей).

В сердечниках электрических машин, трансформаторов и электри­ческих аппаратов тоже возникают вихревые токи. Но здесь они нежела­тельны, потому что увеличивают общие потери энергии в устройствах и вызывают дополнительный их нагрев.

В целях уменьшения потерь энергии сердечники устройств пере­менного тока собираются из листовой электротехнической стали (толщина 0,35 мм), листы которой изолируются друг от друга специаль­ным лаком.

Уменьшение вихревых токов таким способом достигается благодаря тому, что контуры, по которым в сплошном сердечнике замыкаются вихревые токи, оказываются разрезанными на части, изолированными друг от друга (рис. 1, б). Кроме того, ослабление вихревых токов достигается увеличением удельного электрического сопротивления материала сердечников. Желательно не смешивать материалы друг с другом. Для этой цели в электротехническую сталь вводится присадка кремния до 4%.