Вихревые токи Фуко. Токи фуко как уменьшают

Фуко токи - Физическая энциклопедия

ФУКО ТОКИ - электрич. токи в сплошных проводящих телах, возникающие при изменении магн. поля во времени или при движении тел в неоднородном магн. поле. Названы по имени Ж. Б. Л. Фуко (J. В. L. Foucault), к-рый в 1855 обнаружил нагревание ферромагн. сердечников и др. ме-таллич. тел в перем. магн. поле и объяснил этот эффект возбуждением индукц. токов. На основании законов электромагнитной индукции он оценил приближённо структуру этих токов и предложил способ снижения потерь эл--магн. энергии в магнитопроводах, заключающийся в изготовлении их в виде пакетов тонких пластин или проволок, изолированных друг от друга.

Распределения Ф. т. обладают нек-рыми универсальными свойствами, одним из них является "вытеснение" Ф. т. (и сопряжённых с ними полей) из толщи проводника и их локализация в приповерхностном слое (скин-слое), характерная толщина к-рого 5 связана с циклич. частотой гар-монич. процесса w (для достаточно малых w) соотношением

где m и s-магн. проницаемость и проводимость среды, m0 - магн. постоянная, a-безразмерный коэф. порядка единицы, зависящий от формы поверхности проводника (для плоской границы a= 1) (подробнее см. Скин-эффект )."Вытеснение" Ф. т. приводит к уменьшению эфф. сечения магнито- и электропроводов, особенно в диапазоне высоких частот. Так, для медных проводников и частоты ~ 1 Гц толщина скин-слоя d=1см, а в УКВ-диапазоне (300- 30 МГц) d=3-10 мкм.

Примерами полезных приложений скин-эффекта и теплового воздействия Ф. т. являются поверхностная закалка стальных деталей токами высокой частоты, очистка полупроводниковых материалов методом зонной плавки, приготовление пищи в магнетронных печках и т. д.

Значит. число техн. устройств, машин и приборов основано на действии сил Ампера (см. Ампера закон)на Ф. т. Если вдоль поверхности металлич. тела в скин-слое возбуждена бегущая волна Ф.т., то на них действует сила, увлекающая тело в направлении распространения волны. Величина силы зависит от скорости тела u-сначала сила нарастает с ростом u, достигает максимума, а затем уменьшается до нуля при стремлении u к фазовой скорости волны uф. На действии этой силы основано устройство асинхронных электродвигателей (ротором к-рых является сплошной металлич. цилиндр, а обмотки статора создают "вращающееся" магн. поле), движители поездов на "магн. подушке", эл--магн. пушки.

В перем. неоднородных синфазных магн. полях (напр., в поле витка с перем. током) на Ф.т. также действуют усреднённые по периоду колебаний силы. На тела, размеры к-рых l меньше или порядка масштаба неоднородности магн. поля L, действует выталкивающая сила, что используется для эл--магн. подвески тел. Когда l>>L, на Ф.т. действует сила в направлении сообщённой телу скорости u при условии u<wL. На этом эффекте основано действие электродвигателей с однофазными силовыми обмотками статора (направление вращения задаётся спец. пусковыми обмотками).

При движении проводящих тел в неоднородном постоянном магн. поле на Ф.т. действует сила, аналогичная вязкому трению, т.е. направленная против скорости движения и пропорц. ей по величине (для достаточно малых скоростей). Это свойство Ф. т. используют в бытовых счётчиках электроэнергии, в измерит. приборах для демпфирования стрелок.

Обычно термин Ф.т. относят только к твердотельным проводникам. Индукц. токи в проводящих жидкостях, газах и плазме имеют как общие с Ф. т. свойства, так и существенно отличающиеся (см., напр., Магнитная гидродинамика). Г. В. Пермитин.

      Предметный указатель      >>   

www.femto.com.ua

Вихревые токи Фуко | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы

Индукционный ток возникает не только в линейных проводниках, но и в массивных сплошных проводниках, помещенных в пе­ременное магнитное поле. Эти токиоказываются замкнутыми в толще проводника и поэтому называются вихревыми.Их так­же называют токами Фуко — по имени первого исследователя.

Токи Фуко, как и индукционные токи в линейных проводниках, подчиняются правилу Ленца: их магнитное поле направлено так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока, индуцирующего вихревые токи. Например, если между полюсами электромагнита 1 массивный медный маятник 2 совершает практически незатухающие колебания (рис. 15.10), то при включении тока он испытывает сильное торможение и быстро останавливается.

Это объясняется тем, что возникшие токи Фуко имеют такое направление, что действующие на них со стороны магнитного поля силы тормозят движение … маятника. Этот факт используется для успокоения (демпфирования) подвижных частей различных приборов. Если в описанном маятнике сделать радиальные вырезы, то вихревые токи уменьшаются, и торможение почти отсутствует.

Рис. 15.10

 

Вихревые токи помимо торможения (как правило, нежелательного эффекта) вызывают нагревание проводников. Поэтому для уменьшения потерь на нагревание якоря генераторов и сердечники трансформаторов делают не сплошными, а изготовляют из тонких пластин, отделенных одна от другой слоями изолятора, и устанавливают их так, чтобы вихревые токи были направлены поперек пластин. Теплота, выделяемая токами Фуко, используется в индукционных металлургических печах. Индукционная печь представляет собой тигель, помещаемый внутрь катушки, в которой пропускается ток высокой частоты. В металле возникают интенсивные вихревые токи, способные разогреть его до плавления. Такой способ позволяет плавить металлы в вакууме, в результате чего получаются сверхчистые материалы.

Направление вихревых токов таково, что они противодействуют изменению первичного тока внутри проводника и способствуют его изменению вблизи поверхности. Таким образом, вследствие возникновения вихревых токов быстропеременный ток оказывается распределенным по сечению провода неравномерно — он как бы вытесняется на поверхность про­водника. Это явление получило название скин-эффекта(от англ. skin — кожа) или поверхностного эффекта.Так как токи высокой частоты практически текут в тонком поверхностном слое, то провода для них делаются полыми.

Если сплошные проводники нагревать токами высокой частоты, то в результате скин-эффекта происходит нагревание только их поверхностного слоя. На этом основан метод поверхностной закалки металлов. Меняя частоту поля, он позволяет производить закалку на любой требуемой глубине.

refac.ru

Токи Фуко - Энциклопедия по машиностроению XXL

Индукционная тигельная плавильная печь (рис. 2.6) состоит из водоохлаждаемого индуктора 3, внутри которого находится тигель 4 с металлической шихтой. Через индуктор от генератора высокой частоты проходит однофазный переменный ток повышенной частоты (500—2000 Гц). Ток создает переменный магнитный поток, пронизывая куски металла в тигле, наводит в них мощные вихревые токи (Фуко), нагревающие металл 1 до расплавления и необходимых температур перегрева. Тигель изготовляют из кислых (кварцит) или основных (магнезитовый порошок) огнеупоров. Вместимость тигля  [c.39] Пример 162. Для быстрого торможения больших маховиков применяется электрический тормоз, состоящий пз двух полюсов, расположенных диаметрально противоположно и несущих на себе обмотку, питаемую постоянным током. Токи Фуко, индуцируемые в массе маховика, при его движении около полюсов создают тормозящий момент Л ,, пропорциональный скорости о на ободе маховика M = kv, где — коэффициент, зависящий от магнитного потока н размеров маховика. Момент от трения в подшипниках можно считать постоянным радиус маховика г момент инерции его относительно оси вращения J. Найти, через какой промежуток времени остановится маховик, вращающийся с угловой скоростью со,,.  [c.343]

Вихревые токи (токи Фуко) наводятся в металлических деталях машин и аппаратов, пронизываемых изменяющимся магнитным потоком, и замыкаются в толще этих деталей, вызывая в них потери энергии.  [c.112]

Упомянутая капсула изображена на фиг. 90. Она изготовлена из сплава, обладающего низкой электропроводностью (например, из медно-никелевого сплава пли из фосфористой бронзы) с целью максимально уменьшить нагревание иод влиянием токов Фуко. После помещения в капсулу соли запаивается ввинчивающаяся пробка, а другой конец капсулы охлаждается для предотвращения порчи соли ] следствие нагревания. Гелий вводится по капилляру А, внутри которого расположена проволока В из мягкого припоя. После того как гелии накачан, капилляр сплющивается и затем подогревается, чтобы припой расплавился [70].. Затем капилляр отрезается выше места  [c.562]

Для того чтобы выяснить, почему электротехническую сталь легируют кремнием, а не каким-либо другим элементом, необходимо рассмотреть влияние содержания различных элементов, образующих с железом твердый раствор, на константы магнитной кристаллической анизотропии /С и магнитострикции (от этих величин зависят потери на гистерезис), величину намагниченности насыщения (электротехническая сталь должна иметь возможно более высокую индукцию) и величину удельного электросопротивления (эта характеристика определяет потери на токи Фуко). Изменение указанных характеристик в зависимости от содержания легирующего элемента приведено на рис. 98—101. На магнитную проницаемость и потери на гистерезис в большей степени  [c.139]

Разработана конструкция ЭП без металлических труб, в которой изолятор из электротехнического фарфора забетонирован непосредственно в стене защитной оболочки (рис. 1.6, е) [12]. Естественно, что изолятор в таких условиях длительное время должен воспринимать механические нагрузки и температурные воздействия. Такая конструкция целесообразна для тех зон оболочки, где не возникает растягивающих усилий. В жестких конструкциях проходок исключается прострел ионизирующего излучения, прогрев пятна , концентрация напряжений в оболочке и возникновение токов Фуко в узлах ЭП. Для увеличения сцепления изолятора с бетоном его наружная поверхность должна выполняться рифленой.  [c.19]

Особенности 9—249 Токи Фуко 1 (1-я) — 517 Токовое реле 8 — 56  [c.303]

Вихревые токи или токи Фуко. Переменное магнитное поле вследствие индукции вызывает в сплошных магнитопроводах появление вихревых токов, которые нагревают металл. Для уменьшения потерь от вихревых токов магнитопроводы изготовляются не сплошными, а из изолированных друг от друга стальных или железных листов толщиной 0,35 -f- 0,5 мм. Мощность, затрачиваемая на вихревые токи, равна  [c.517]

Стандарт регламентирует нормы старения, определяемого по увеличению потерь на гистерезис и токи Фуко после нагрева образцов (в течение 600 час. при температуре 100° или в течение 120 час. при температуре 120°) не более 7% для стали слаболегированной не более 6% для стали средней и повышенной легированности и неощутимое увеличение для стали высокой легированности.  [c.399]

К,,, и 1/,1 обозначают соответственно максимальную магнитную индукцию =10 000 и =15 000 гс, значениям которой отвечают приведённые в таблице потери на токи Фуко и гистерезис.  [c.500]

В быстроходных машинах нагрев бандажей (из-за потерь в них на токи Фуко) может достигать большой величины. Не следует делать на пазовой части ширину бандажа более 20 мм. На лобовых частях также бывает целесообразно разбивать бандаж по ширине на две части или даже переходить на немагнитную проволоку, особенно в машинах с большими токами и периодичностью.  [c.473]

Всякое изменение потока наводит в магни-топроводе двигателя токи Фуко, величина которых, приведённая к числу витков сериесной катушки [5],  [c.473]

Все указанные виды электрического торможения за исключением рекуперативного применяются тогда, когда требуется быстрая, а иногда и точная остановка. Рекуперативное торможение даёт возможное тормозить двигатель лишь на высоких скоростях. Каждый вид электрического торможения обусловливает особые тормозные механические характеристики. Электрическое торможение в часто пускаемых приводах вызывает всегда повышение мощности двигателя по сравнению с работой без электрического торможения, так как во время последнего в двигателе имеют место потери. В более редких случаях применяется электромагнитное торможение посредством тормозного диска, насаженного на вал двигателя и вращающегося в поле особого электромагнита. Токи Фуко, индуктируемые в диске, создают тормозной момент. Двигатель при этом отключается от сети.  [c.4]

Токи Фуко в роли Шерлока Холмса  [c.49]

Электрический ток промышленной частоты (50 герц) подается в намагничивающие катушки, создающие переменное магнитное поле. В это поле помещается исследуемая деталь. Возникающие в ней токи Фуко, подобно разведчикам, проникающим в каждую щелку, создают свои магнитные поля. Под действием этих полей в  [c.50]

Коэффициент абсорбции при температуре обмотки статора -1-60° С должен быть после сушки не ниже 1,4. При сушке электродвигателя потерями на гистерезис и токами Фуко в сердечнике статора пренебрегают. Магнитный поток в сердечнике статора создается специальной намагничивающей обмоткой, намотанной через расточку статора. Измерение сопротивления изоляции обмотки статора во время сушки делают без снятия напряжения с намагничивающей обмотки. Статор электродвигателя сушат при вынутом роторе. Во время сушки около статора вывешивают предупредительные таблички. Намагничивающая обмотка выпол-  [c.57]

Эти ур-ния определяют, напр., распределение токов Фуко, проникновение перем. эл.-магн. поля в проводник скин-эффект) и т. п.  [c.39]

В ферромагнетиках имеется дополнит. П. з., обусловленное эффектом магнитострикции. Под действием упругой волны в них возникает локальная переменная намагниченность и связанные с ней потери энергии, в первую очередь на токи Фуко и магн. гистерезис. Эти Потери, вызывающие П. а., зависят от частоты. Зависимость магнитострикционных и магн, характеристик вещества от состояния намагниченности также влияет на П. 3. (рис. 8). В частности, при наложении внеш. магн. поля коэф. П. з. уменьшается, а с ростом частоты растёт. В нек-рых веществах взаимодействие акустич.  [c.659]

Железокремнистый твердый раствор вследствие искажений в решетке, вызванных наличием в ней инородных атомов кремния, имеет более высокую коэрцитивную силу, чем чистое железо, однако в этом сплаве при нагреве можно получить крупное зерно, которое при охлаждении не измельчается, так как нет у-ха-яревращения, и это на практике приводит к TOiViy, что значение коэрцитийной силы получается в таком материале не больше, чем в обычном железе. Более высокое электросопротивление легированного кремнием феррита уменьшает потери на токи Фуко.  [c.548]

Пример 5. К пружине АВ с коэф( )ицие 1том жесткости 10 сН/см, закрепленч пой неподвижно концом А, прикреплена железная пластинка массой т — 50 г, находящаяся между полюсами магнита (рис. 32). Магнитный поток между его полюсами равен Ф = 2.10 вебер. Появление токов Фуко вызывает сопротивление движению пластинки в магнитном поле. Сила сопротивления R = ньютонов, где х=10 , и —скорость в м/с, а Ф —магнитный поток между полюсами магнита.  [c.42]

Пример 91. Гидравлический демпфер. Разберем движение груза, подвешенного на пружине, при наличии тормозящего приспособления — демпфера, или катаракта. Демпфирование может осуществляться различными механическими, в частности гидравлическими, электромагнитными (например, вихревыми токами Фуко) и другими способами. Гидравлический демифер (рис. 259) представляет собой закрытый цилиндр С с поршнем Я, соединенным жестким стержнем 5 с телом М. В цилиндр налита вязкая жидкость при движении груза и связанного с ним поршня жидкость перетекает из одной части цилиндра в другую через перепускные трубки К (которых мо кет быть несколько) или непосредственно через просверленные в поршне отверстия.  [c.86]

Независимо от частоты питающего тока принцип работы всех индукционных тигельных печей основан на индуктировании электромагнитной энергии в нагреваемом металле (токи Фуко) и превращении се в тепловую. При плавке в металлических или огнеупорных тиглях, изготовленных из электропроводных материалов, тепловая энергия передается к нагреваемому металлу также стенками тигля. Индукционные тигельные печи применяют для плавки алюминиевых, магниевых, медных, никелевых жаропрочных сплавов, а также сталей и чугунов.  [c.244]

Мосты переменного тока н мостовая схема для измерений баллистическим методом. В большинстве работ по адиабатическому размагничиванию метод, в котором используется переменный ток, более удобен, чем баллистический метод. В первом методе может быть достигнута более высокая точность и произведено большее число измерений в единицу времени. Недостаток этого метода заключается в том, что вся аппаратура, расположенная внутри криостата, должна быть изготовлена из неэлектронроводного материала, поскольку во всех металлических деталях возникают токи Фуко, которые влияют на показания моста, особенно на значения /" (см.  [c.456]

В случае, когда в металлических частях криостата, магнита и линий откачки возникают токи Фуко, а также в случае наличия в мосте емкостных или индукционных связе отклонения G все еще могут быть скомненсиро-ваны установкой и Я, однако теперь интерпретация показаний моста становится более трудной. Как в у, так п в у" должны вноситься поправки (причем нонравки, вносимые в у", обычно больше), которые могут быть определены из измерений, при которых заменяется переменной взаимоиндукцией, свободной от потерь на переменном токе.  [c.459]

Мост может быть сбалансирован путем подбора подходящих значений Н и R . Следствия, к которым приводит наличие токов Фуко и паразитных связей в мосте па переменном токе, аналогичны тем, которые имеют места в случае моста Хартсхорна.  [c.460]

Общая площадь контакта в приборе Мендозы составляла 30 см . В качестве связывающего агента использовался высокомолекулярный клей на ацетоне, причем последний быстро и полностью испарялся пз подвергшегося сжатию образца. На фиг. 95 через S обозначено исследуемое вещество— сверхпроводящий эллипсоид, закрепленный в стакане, находящемся па нижнем конце медного стержня Я—цплиндрическпй экран из медной фольги, находящийся в хорошем тепловом контакте с солью АГ и защищающий образец от паразитного подвода тепла. Для уменьшения токов Фуко в экране Я н в стакане, служащем держателем образца, прорезаны вертикальные щели. Было найдено, что до температуры 0,1° К тепловое равно-  [c.564]

Общие требования, предъявляемые к магнитомягким материалам — это высокие значения магнитной проницаемости и индукции по возможности, малые потери на гистерезис, токи Фуко и низкая коэрцитивная сила. Для получения таких свойств ферромагнитный материал должен иметь гомогенную структуру (чистый металл или твердый раствор) с возможно низким содержанием включений и примесей, Материал должен иметь рекристаллизован-ную структуру, Т. е. минимальные внутренние напряжения. По своим свойствам и назначению материалы этого класса сплавов могут существенно различаться, например, для изготовления реле и трансформаторов применяют электротехническое железо, динамную и трансформаторную сталь для изготовления трансформаторов тока используют сплавы пермаллойной группы. К этому классу материалов относятся также сплавы перминварной группы и сплавы с высокой намагниченностью насыщения. Магнитомягкие ферромагнитные материалы в приборостроении классифицируются по свойствам и применению следующим образом  [c.130]

При возбуждении электромагнита / вращающийся вокруг неподвижной оси А якорь 2, притягиваясь, поворачивает посредством тяги J0 вокруг неподвижной оси В зубчатый сектор 3. Движение зубчатого сектора 3 посредством зубчатых колес 4 и 5, вращающихся вокруг неподвижной оси С, передается зубчатому колесу 6, вращающемуся вокруг неподвижной оси D, и жестко связанному с ним тормозному диску 7, вращающемуся в поле постоянного магнита 8. В железном диске 7 возникают при этом токи Фуко, создающие магнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем постоянного магнита 8. Благодаря этому тормозится В )ащение диска 7, на оси которого укреплен подвижной контакт, не показанный на рисунке. Это обеспечивает необходимую выдержку времени. Перемещением постоянного магнита 8 относительно оси вращения тормозного диска 7 посредством регу-лируюн1его устройства 9 можно регулировать выдержку времени.  [c.122]

Вращение вала I тахометра при помощи ко-лнческих зубчатых колес 2 я 3 передается валу а с жестко закрепленным на нем магнитом d. У полюса к магниту присоединена железная деталь Ь, вращающаяся вместе с магнитом. Деталь Ь служит для направления потока силовых линий сквозь алюминиевый стаканчик 4. При асинхронном (относительно стаканчика) вращении магнита в стенке стаканчика возникают токи Фуко, создающие поле, взаимодействующее с полем магнита, вследствие чего стаканчик 4 вращается в сторону движения магнита, поворачивая стрелку с тахометра. Пружина 5 возвращает стрелку в исходное положение.  [c.137]

В описываемом приборе датчиком (рис. 35, а) является стержнеобразный трансформатор, состоящий из стального сердечника 11 и двух обмоток — первичной 4 и вторичной 5, которые уложены в две цилиндрические выточки эбонитового каркаса 9. На каркас навинчивается стальной экран 5, разрезанный по образующей для подавления токов Фуко, и эбонитовая крышка 8. Для удобства пользования и придания датчику лучшего внешнего вида на экран плотно посажен тонкий эбонитовый цилиндр 10. В верхней части каркаса ввинчены четыре латунных контакта 2, к которым снизу припаиваются выводы о -itok датчика, а сверху — проводники гибкого кабеля 7, связывающего датчи - каторным  [c.45]

Примечание. В Вюо и В300—магнитная индукция при напряжённости поля 25 100 и 300 ампер-витков на 1 см P (y и Piв—-полные удельные потери от гистерезиса и токов Фуко при максимальном значении индукции в 10 000 и 15 000 гауссов.  [c.398]

Кремний, находясь в твёрдом растворе в феррите, понижает проводимость железа и тем самым сильно снижает потери на токи Фуко. В связи с этим кремний вводится в трансформаторную сталь в количестве 3,5 — 4,5 >/о и в динамную — до 2,37о-  [c.500]

Тормозы переменноготока бывают трёх типов 1) с электромагнитами 2) с серводвигателем 3) с центробежным масляным насосом и электродвигателем (гидроэлектрический привод тормоза). Тормозы с электромагнитами переменного тока включаются в цепь параллельно двигателю. Во избежание гудения их делают всегда трёхфазными и в отличие от электромагнитов постоянного тока — с сердечниками из листового железа для уменьшения токов Фуко. К недостаткам тормозных электромагнитов переменного тока относятся большие толчки тока при включении, что при механических неисправностях может приводить к перегоранию катушек. Поэтому для двигателей переменного тока часто применяются тормозы с короткозамкнутым асинхронным электродвигателем. Последний рассчитан на длительную работу под током в неподвижном состоянии. Этот двигатель связан передачей с зубчатым сектором, который перемещает рычаг, воздействующий на тормозные колодки. Для освобождения тормозных колодок двигатель должен сделать только 1,5—2 оборота, после чего он будет стоять до тех пор, пока не будет отключён от сети. При отключении двигатель возвращается в исходное положение под влиянием груза на тормозном рычаге.  [c.53]

mash-xxl.info

---

• 
  Место рождения нефти
• 
  Что такое переменное напряжение
• 
  Инструмент отвертка
• 
  Активное сопротивление сип 2
• 
  Лампы натриевые высокого давления
• 
  Котировки нефть онлайн
• 
  Различие переменного и постоянного тока
• 
  Силовой контактор
• 
  Трансформатор это устройство для
• 
  Телефон горячей линии отопления
• 
  Уровень вибрации измеряется в