Токи фуко применение: «Токи Фуко и их применение. Вихревые токи фуко

Индукционные токи. Токи Фуко — презентация онлайн

1. Токи Фуко.

ФУКО, ЖАН БЕРНАР ЛЕОН (1819–1868),
французский физик. Родился 18 сентября 1819 в
Париже.

2. В 1855г Фуко обнаружил нагревание проводящего материала вихревыми индукционными токами.

3. Токи Фуко (вихревые токи)

–
индукционные токи, возникающие в
массивных сплошных проводниках,
помещенных в переменное магнитное
поле.
Массивные проводники – поперечные
размеры, которых соизмеримы с длиной
проводника.

4. Токи Фуко (вихревые токи)

До сих пор мы рассматривали
индукционные токи в линейных
проводниках.
Но индукционные токи будут возникать и
в толще сплошных проводников при
изменении в них потока вектора
магнитной индукции .
Они будут циркулировать в веществе
проводника (напомним, что линии –
замкнуты).
Так как электрическое поле вихревое и
токи называются вихревыми – токи Фуко.

5.

Токи Фуко (вихревые токи)

В отличие от линейных проводников в массивных
проводниках токи (токи Фуко) замкнуты в объёме,
поэтому они называются вихревыми.
Они подчиняются правилу Ленца, т.е. их магнитное
поле направлено
таким образом, чтобы
противодействовать
изменению магнитного
потока, индуцирующего
вихревые токи.

6. Токи Фуко (вихревые токи)

Если медную пластину отклонить от положения
равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со
скоростью υ в пространство между полосами
магнита, то пластина практически остановится в
момент ее вхождения в магнитное поле.
Замедление движения связано с возбуждением в
пластине вихревых токов, препятствующих
изменению потока вектора магнитной индукции.
Поскольку
пластина
обладает
конечным
сопротивлением, токи индукции постепенно
затухают и пластина медленно двигается в
магнитном поле.
Если электромагнит отключить, то медная
пластина будет совершать обычные колебания,
характерные для маятника.

7. Токи Фуко (вихревые токи)

Токи Фуко, возбуждаемые
в массивных проводниках
при движении в магнитном
поле, препятствуют
изменению потока вектора
магнитной индукции.
Происходит замедление
движения – торможение
пластины.

8. Токи Фуко (вихревые токи)

Движение медной гребенки в
магнитном поле – эффект
торможения вихревыми токами
за счет уменьшения потоков Ф в
каждой части пластины
уменьшается. Вихревые токи в
каждой части пластины
возбуждаются меньшими
потоками. Индукционные токи
уменьшаются, уменьшается и
торможение

9. Токи Фуко (вихревые токи)

Тормозящее действие тока Фуко используется для
создания магнитных успокоителей – демпферов.
Если под качающейся в горизонтальной плоскости
магнитной стрелкой расположить массивную медную
пластину, то возбуждаемые в медной пластине токи
Фуко будут тормозить колебание стрелки.
Магнитные успокоители такого рода используются в
сейсмографах, гальванометрах и других приборах.
Токи Фуко применяются в электрометаллургии для
плавки металлов.
Металл помещают в переменное магнитное поле,
создаваемое током частотой 500 2000 Гц.
В результате индуктивного разогрева металл
плавится, а тигль в котором он находится при этом
остается холодным.
Например, при подведенной мощности 600 кВт тонна
металла плавится за 40 – 50 минут.

10. Токи Фуко (вихревые токи)

Для уменьшения нагрева деталей, находящихся
в переменном магнитном поле, токами Фуко,
эти детали (сердечники трансформаторов,
якоря генераторов)
1) делают из тонких пластин, отделенных друг от
друга слоями изолятора,
2) устанавливают так,
чтобы вихревые токи
были направлены
поперек пластин.

11. Применение Токов Фуко.

Тормозящее
действие
тока
Фуко
используется для создания магнитных
успокоителей – демпферов.
Если под качающейся в горизонтальной
плоскости магнитной стрелкой расположить
массивную
медную
пластину,
то
возбуждаемые в медной пластине токи Фуко
будут
тормозить
колебание
стрелки.
Магнитные успокоители такого рода
используются
в
сейсмографах,
гальванометрах и других приборах.

12. Применение Токов Фуко.

Токи
Фуко
применяются
в
электрометаллургии для плавки металлов.
Металл
помещают
в
переменное
магнитное поле, создаваемое током частотой
500 2000 Гц.
В результате индуктивного разогрева
металл плавится, а тигль, в котором он
находится, при этом остается холодным.
Например, при подведенной мощности
600 кВт тонна металла плавится за 40–50
минут.

13. Скин-эффект

В проводах, по которым текут токи высокой
частоты (ВЧ), также возникают вихревые токи,
существенно изменяющие картину распределения
плотности тока по сечению проводника.
При этом вихревые токи по оси проводника
текут против направления основного тока, а
на поверхности – в том же направлении
Ток как бы вытесняется на поверхность. Это и
есть скин-эффект.
Это явление называется скин-эффектом (от англ. skin –
кожа, оболочка).
Впервые это явление описано в 1885–1886 гг. английским
физиком О. Хевисайдом, а обнаружено на опыте его
соотечественником Д. Юзом в 1886 г.

14. Скин-эффект

Провода для переменных токов высокой
частоты, учитывая скин-эффект, сплетают из
большого числа тонких проводящих нитей,
изолированных друг от друга эмалевым
покрытием – литцендратом.
ВЧ-токи используются для закалки
поверхностей деталей: поверхностный слой
разогревается быстро в ВЧ-поле,
закаливается и становится прочным, но не
хрупким, так как внутренняя часть детали не
разогревалась и не закаливалась.

15. Применение Токов Фуко.

16. Металлодетектор.

Металлоис
катель
(металлоде
тектор) это
электронн
ый прибор,
который
определяе
т

17. Виды металлодетектора.

1.Импульсные
металлоискатели
2.Индукционные
металлоискатели
3. Металлоискатели
выполненные на принципе
«приём-передача».
4.Металлоискатели
выполненные на принципе
изменения частоты.

19. Виды металлодетекторов по выполняемым задачам.

1.Грунтовый
3.Досмотровый
4.Арочный
2.Военный миноискатель
5.Глубинный

Сборник идеальных эссе по обществознанию

Задание № 10242

Токи Фуко нашли применение в индукционных печах для сильного нагревания и даже плавления металлов. При какой частоте переменного магнитного поля в печи металл будет нагреваться быстрее?

1) 20 Гц

2) 60 Гц

3) 500 Гц

4) 2000 Гц

Индукционный ток

Рассмотрим простейший опыт, демонстрирующий возникновение индукционного тока: замкнутый виток из проволоки поместим в изменяющееся магнитное поле. Судить о наличии в витке индукционного тока можно по нагреванию проводника. Если, сохраняя прежние внешние размеры витка, сделать его из более толстой проволоки, то сопротивление витка уменьшится, а индукционный ток возрастет. Мощность, выделяемая в витке в виде тепла, увеличится.

При изменении магнитного поля индукционные токи возникают не только в проволочных контурах, но и в массивных образцах металла. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от свойств материала, из которого сделан образец, и сила тока увеличивается с увеличением скорости изменения магнитного поля. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.

Токи Фуко нашли практическое применение: например, работа индукционной плиты (см. рис.). Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет 20-60 кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты.

Устройство индукционной плиты:

1 — посуда с дном из ферромагнитного материала;

2 — стеклокерамическая поверхность;

3 — слой изоляции;

4 — катушка индуктивности

Индукционные плиты требуют применения металлической посуды, обладающей ферромагнитными свойствами (к посуде должен притягиваться магнит). Причём, чем толще дно, тем быстрее происходит нагрев.

Показать ответ

Комментарий:

Чем быстрее меняется магнитное поле тем сильнее индукционный ток.

Ответ: 4

Улучши свой результат с курсами ЕГЭ/ОГЭ/ВПР на egevpare.ru

Предложи свой вариант решения в комментариях 👇🏻

Вихревые токи и потери на гистерезис

Вихревые токи, или токи Фуко — вихревой индукционный объёмный электрический ток, возникающий в электрических проводниках при изменении во времени потока действующего на них магнитного поля.

Во время перемагничивания магнитных материалов переменным магнитным полем, часть энергии магнитного поля, участвующего в процессе перемагничивания, теряется. На единицу массы определенного магнитного материала в форме тепла рассеивается определенная часть мощности, которую называют «удельные магнитные потери».

Удельные магнитные потери включают в себя динамические потери, а также потери на гистерезис. К динамическим потерям относятся потери, вызываемые вихревыми токами (индуцируемыми в материале) и магнитной вязкостью (так называемое магнитное последействие). Потери же на магнитный гистерезис объясняются необратимыми перемещениями границ доменов.

Каждому магнитному материалу соответствует своя величина потерь на гистерезис, пропорциональная частоте перемагничивающего магнитного поля, а также площади гистерезисной петли данного материала.

Петля гистерезиса:

Для нахождения мощности потерь связанных с гистерезисом в единице массы (в Вт/кг) используется следующая формула:

Для снижения гистерезисных потерь, чаще всего прибегают к применению таких магнитных материалов, коэрцитивная сила которых мала, то есть материалов с тонкой петлей гистерезиса. Такой материал отжигают, чтобы снять напряжения внутренней структуры, уменьшить количество дислокаций и иных дефектов, а также укрупнить зерно.

Вихревые токи также вызывают необратимые потери. Они связаны с тем, что перемагничивающее магнитное поле индуцирует ток внутри перемагничиваемого материала. Потери вызываемые вихревыми токами, соответственно, зависят от электрического сопротивления перемагничиваемого материала и от конфигурации магнитопровода.

Таким образом, чем значительнее удельное сопротивление (чем хуже проводимость) магнитного материала, тем меньшими окажутся потери, вызываемые вихревыми токами.

Потери на вихревые токи пропорциональны частоте перемагничивающего магнитного поля в квадрате, поэтому в устройствах работающих на достаточно высоких частотах неприменимы магнитопроводы из материалов с высокой электрической проводимостью.

Оценить мощность потерь на вихревые токи для единицы массы магнитного материала (в Вт/кг) можно воспользовавшись формулой:

Так как количественно потери на вихревые токи зависят от квадрата частоты, то для работы в области высоких частот необходимо прежде всего принимать во внимание потери именно на вихревые токи.

Для минимизации этих потерь стараются использовать магнитопроводы с более высоким электрическим сопротивлением.

Чтобы сопротивление увеличить, сердечники набирают из множества взаимно изолированных листов ферромагнитного материала с достаточно высоким собственным удельным электрическим сопротивлением. 

Порошкообразный магнитный материал прессуют с диэлектриком, дабы частички магнитного материала оказались отделены друг от друга частичками диэлектрика. Так получают магнитодиэлектрики.

Еще вариант — применение ферритов — особой ферримагнитной керамики, отличающейся высоким удельным электрическим сопротивлением, близким к сопротивлению диэлектриков и полупроводников. Фактически ферриты являются твердыми растворами оксида железа с оксидами некоторых двухвалентных металлов, что можно описать обобщенной формулой:

С уменьшением толщины листа металлического материала, соответственно уменьшаются и потери вызываемые вихревыми токами. Но одновременно растут потери связанные с гистерезисом, ибо с утончением листа размер зерна также уменьшается, а значит растет коэрцитивная сила.

Практически с ростом частоты потери на вихревые токи увеличиваются сильнее нежели потери на гистерезис, в этом можно убедиться, сравнив две первые формулы. И на определенной частоте потери на вихревые токи начинают все более преобладать над потерями на гистерезис.

Это значит, что хотя толщина листа и зависит от рабочей частоты, тем не менее для каждой частоты должна быть подобрана определенная толщина листа, с которой будут минимизированы магнитные потери в целом.

Обычно магнитным материалам свойственно запаздывание изменения собственной магнитной индукции в зависимости от длительности действия перемагничивающего поля.

Данное явление вызывает потери, связанные с магнитным последействием (или так называемой магнитной вязкостью). Это связано с инерционностью процесса перемагничивания доменов. Чем короче длительность приложенного магнитного поля — тем длительнее запаздывание, а значит и магнитные потери, вызываемые «магнитной вязкостью», больше. Этот фактор необходимо учитывать при проектировании импульсных устройств с магнитными сердечниками.

Потери мощности от магнитного последействия невозможно рассчитать прямо, но их можно найти косвенно — как разность между полными удельными магнитными потерями и суммой потерь на вихревые токи и на магнитный гистерезис:

Итак, в процессе перемагничивания наблюдается некоторое отставание магнитной индукции от напряженности перемагничивающего магнитного поля по фазе. Причиной тому опять же вихревые токи, которые по закону Ленца препятствуют изменению магнитной индукции, гистерезисные явления и магнитное последействие.

Фазовый угол запаздывания называется углом магнитных потерь δм. В характеристиках динамических свойств магнитных материалов указывается такой параметр как тангенс угла магнитных потерь tgδм.

Здесь приведена схема замещения и векторная диаграмма для тороидальной катушки с сердечником из магнитного материала, где r1- эквивалентное сопротивление всех магнитных потерь:

Видно, что тангенс угла магнитных потерь обратно пропорционален добротности катушки. Возникающую при данных условиях индукцию Bm в перемагничиваемом материале можно разложить на две составляющие: первая — совпадает по фазе с напряженностью перемагничивающего поля, вторая — отстает от нее на 90 градусов.

Первая составляющая непосредственно связана с обратимыми процессами при перемагничивании, вторая — с необратимыми. Применяемые в цепях переменного тока, магнитные материалы характеризуются в связи с этим таким параметром как комплексная магнитная проницаемость:

Ранее ЭлектроВести писали, что две команды американских физиков разработали стратегию производства устройств для преобразования света в электричество с помощью органических полупроводников и «освобожденных» электронов.

По материалам: electrik.info.

Токи Фуко, их отрицательные и полезные стороны | ASUTPP

Так называемые «вихревые» или контурные токи известны не только своими отрицательными сторонами, связанными с потерями в проводящих средах. Они по достоинству оценены специалистами благодаря множеству полезных применений, одно из которых – современные индукционные печи. Для правильной оценки вихревого эффекта сначала следует разобраться с тем, как в электротехнике трактуется это физическое явление.

Краткое определение

Вихревыми называются циклические (контурные) токовые образования, формирующиеся под действием переменных э/м полей определенной мощности. По имени ученого, впервые открывшего это явление, они названы «токами Фуко» (фото ниже).

Причиной их образование может служить не только изменяющееся э/м поле, но и перемещение проводника в нем, что с учетом относительности всех явлений совсем не удивительно. Точных траекторий, по которым протекают токи Фуко определить невозможно. Из многочисленных экспериментов удалось убедиться в том, что они формируются в зонах проводящей среды, где сопротивление перемещению зарядов минимально.

Особенности вихревых токов

Особенность токов Фуко состоит в их локальности и замкнутости самих на себя, что и является причиной необычных свойств (в сравнении с «классическим» линейным перемещением зарядов). Подобно обычным токам они взаимодействуют с породившим их магнитным полем, но это взаимное действие выражается здесь особым образом. На основании закона Ленца создаваемые ими «местные» электромагнитные поля проявляются так, чтобы противодействовать изменению вызвавшего их магнитного потока. То есть они будут поддерживать убывающее поле и оказывать сопротивление его резкому нарастанию.

Указанное явление вызывает нарастание вихревых образований в проводящей среде с резким снижение ее сопротивления. Естественным результатом этих процессов является сильный нагрев проводящего основания, температура которого достигает 800 градусов. При этом наблюдаются большие потери энергии, передаваемой по проводящей среде, что считается отрицательной стороной явления. Степень нагрева и величина потерь напрямую зависят от частоты наводимого индукционного тока (максимум достигается примерно при 10 кГц).

Полезные применения вихревых токов

Токи Фуко характеризуются не только отрицательными проявлениями (в виде потерь энергии).

Разработчики современной аппаратуры нашли им полезные применения, а именно:

• эффект Фуко используется в индукционных счетчиках, где они применяются в качестве демпфера;
• при изготовлении индукционных сталеплавильных печей, работающих по принципу нагрева металлов протекающими по ним токами;
• при необходимости демпфирования исполнительных механизмов (стрелок) в лабораторных измерительных приборах.

В многоквартирных домах сегодня устанавливаются индукционные плитки, работающие за счет того же эффекта вихревых токов (фото ниже).

Токи Фуко

Токи Фуко или вихревые токи представляют собой индукционные объемные электрические токи, возникающие в проводниках при действии на них изменяющегося во времени потока магнитного поля.

Эти токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые противодействуют потокам, вызвавшим появление токов. Такое противодействие приводит к нагреву проводника. Данное свойство является паразитным, но иногда его используют как в промышлености так и в быту.

История открытия токов Фуко

Впервые явление возникновения вихревых токов в 1824 году обнаружил французский ученый Франсуа Жан Доминик Араго. Он исследовал влияние магнитного поля на проводник. В своих опытах француз использовал медный диск, который находился на одной оси с вращающейся магнитной стрелкой. Поскольку стрелка была источником изменяющегося во времени магнитного потока, медный диск начинал вращаться.

И хотя Араго не смог объяснить данное явление (позже его раскрыл Майкл Фарадей), оно все же было названо в честь французского ученого (явление Араго). Однако сами вихревые токи были тщательно исследованы еще позже французским физиком Жаном Бернаром Фуко в честь которого впоследствии и были названы.

Где используются

Токи Фуко достаточно широко используются в различных областях производства и даже в быту. Так, к примеру, тепловая энергия, возникающая вследствие воздействия вихревых токов на проводник используется в промышленных индукционных печах и бытовых индукционных плитах.

Также токи Фуко используются для прогрева металлических деталей в вакуумных установках при их дегазации (закаливании), а также для снижения паразитных колебаний в различных механизмах.

Паразитное воздействие

Не смотря на широкое применение токов Фуко, в большинстве случаев их возникновение нежелательно. Это касается как слаботочных так и мощных электрических установок, где вихревые токи из-за процесса нагревания металлических частей приводят к энергетическим потерям.

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]

Магнит, медная труба и токи Фуко

Уважаемые клиенты!

Продолжаем изучать физические явления и необычные эффекты с магнитами.

Многие даже вполне взрослые люди не понимают связь между магнетизмом и электричеством. Между тем эта связь лежит в  основе практически всей современной электротехники — от генераторов до электродвигателей. А показать ее проще всего с помощью обычного магнита и  медной трубы.

Для эксперимента понадобится всего две вещи — это неодимовый магнит и обычная металлическая труба из немагнитного материала, например, из меди. Внутренний диаметр трубы должен быть чуть больше, чем сам магнита. Ну а теперь попробуйте просто уронить магнит на пол — на первый раз вне трубы. И второй раз, в трубу.

В первом случае, магнит просто упадет на пол, примерно через секунду. А теперь поднимите магнит с пола и бросьте его внутрь трубы. Трубу при этом держите вертикально. И пока вы ждете появления магнита из нижнего среза совершенно немагнитной (но обязательно проводящей!) трубы, попробуем объяснить, почему для этого нужно столько времени. Если заглянуть внутрь трубы, то мы увидим, что магнит медленно, как будто парит, опускается вниз.

Причиной тому неразрывная связь магнетизма и электричества. Движение магнита порождает изменение магнитного поля, которое, в свою очередь, наводит в трубе циркулирующие круговые (вихревые) токи.

А эти токи порождают магнитные поля, которые взаимодействуют с полем магнита, замедляя его падение. Ну вот, теперь вы знаете причину, и можете продемонстрировать своим друзьям эффектный фокус. Точнее, сможете это сделать, когда магнит, наконец, пролетит трубу до конца.

Что же это за токи?

Вихревые токи, или токи Фуко́ (в честь Ж. Б. Л. Фуко) — вихревые индукционные токи, возникающие в проводниках при изменении пронизывающего их магнитного поля.

Токи Фуко возникают под воздействием переменного электромагнитного поля и по физической природе ничем не отличаются от индукционных токов, возникающих в линейных проводах. Они вихревые, то есть замкнуты в кольце. Электрическое сопротивление массивного проводника мало, поэтому токи Фуко достигают очень большой силы.

Впервые вихревые токи были обнаружены французским учёным Д. Ф. Араго (1786—1853) в 1824 г. в медном диске, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. За счёт вихревых токов диск приходил во вращение. Это явление, названное явлением Араго, было объяснено несколько лет спустя M. Фарадеем с позиций открытого им закона электромагнитной индукции: вращаемое магнитное поле наводит в медном диске вихревые токи, которые взаимодействуют с магнитной стрелкой. Вихревые токи были подробно исследованы французским физиком Фуко (1819—1868) и названы его именем. Он открыл явление нагревания металлических тел, вращаемых в магнитном поле, вихревыми токами.

Поэтому движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с магнитным полем.

Так и произошло с нашим магнитом, когда мы опустили его в медную трубу.

1) По мере падения магнита магнитный поток в трубе изменяется таким образом, что индуцирует (наводит) электрический ток, направление которого определяется по правилу Ленца. Этот ток в свою очередь порождает магнитное поле.

2) Самое простое объяснение наблюдаемого явления основано на двух базовых принципах электромагнетизма:

1. Изменение магнитного поля наводит в окружающих проводниках электрический ток.

2. Электрический ток порождает связанное с ним магнитное поле.

Падение будет тормозиться независимо от ориентации магнита (и даже при перевороте во время падения).

3) Над падающим магнитом магнитный поток уменьшается. Направление тока при этом таково, что магнитное поле этого тока притягивает магнит сверху, затормаживая падение.

4) Под падающим магнитом магнитный поток нарастает. Направление тока при этом таково, что магнитное поле этого тока отталкивает магнит снизу, тоже затормаживая падение.

У нас вы можете приобрести готовое решение для проведения экспериментов и фокусов:

Медная труба + мощный неодимовый магнит неодимовый

Следите за ностями!

Теория вихревых токов и приложения

Что такое вихретоковый ток

Согласно закону Ленца, в проводящей петле под воздействием переменного магнитного поля индуцируется ЭДС, вызывающая протекание тока в направлении, противоположном вызывающему его изменению. Случай аналогичен тому, когда вместо проводящего замкнутого контура изменение магнитного поля через проводящее тело, скажем, нить накала или пластину из магнитного материала или немагнитного материала, заставляет токи течь в его поперечные сечения на соответствующих замкнутых путях. .

Эти течения получили название вихревые течения в честь водоворотов, которые представляют собой небольшие вихревые водовороты, наблюдаемые в озерах и океанах. Эти вихретоковые петли могут быть как полезными, так и нежелательными.

Хотя они вызывают нежелательные высокие тепловые потери в таких материалах, как сердечник трансформатора, вихревые токи находят применение в различных промышленных процессах, таких как индукционный нагрев, металлургия, сварка, торможение и т. Д. Эта статья посвящена теории и применению явления вихревых токов.

Потери на вихревые токи в трансформаторе

Поток магнитного поля внутри сердечника трансформатора индуцирует ЭДС в сердечнике в соответствии с законом Фарадея и законом Ленца, вызывая протекание вихревого тока в сердечнике, как показано на рисунке ниже. Рассмотрим сечение сердечника трансформатора, как показано. Магнитное поле B (t), создаваемое током обмотки i (t), заставляет вихревой ток i _eddy течь внутри сердечника.

Потери из-за вихревых токов можно записать следующим образом:

Где, k _e = константа зависит от размера и обратно пропорциональна удельному сопротивлению материала,
f = частота источника возбуждения,
B _м = пиковое значение магнитного поля и
τ = толщина материала.

Приведенное выше уравнение показывает, что потери на вихревые токи зависят от плотности потока, частоты и толщины материала и обратно пропорциональны удельному сопротивлению материала.

• Чтобы уменьшить потери на вихревые токи в трансформаторе, сердечник сформирован путем наложения тонких пластин, называемых пластинами, вместе, и каждая пластина изолирована или покрыта лаком, так что поток вихревых токов ограничен очень малой площадью поперечного сечения. каждой пластины и изолированы от других пластин.Следовательно, путь прохождения тока уменьшается до минимума. Это показано на рисунке ниже:
• Для увеличения удельного сопротивления холоднокатаного материала с ориентированной зернистостью в качестве сердечника трансформатора используется сталь марки CRGO.

Свойства вихревых токов

• Они индуцируются только внутри проводящих материалов.
• Они искажены дефектами, такими как трещины, коррозия, края и т. Д.
• Вихревые токи затухают с глубиной с наибольшей интенсивностью на поверхности.

Эти свойства приводят к многочисленным применениям вихревых токов в энергетике, аэрокосмической и нефтехимической промышленности для обнаружения металлических трещин и повреждений.

Применение вихревых токов

Магнитная левитация: это отталкивающий тип левитации, который находит применение в современных высокоскоростных поездах Маглев для обеспечения транспортировки без трения. Изменение магнитного потока, создаваемого сверхпроводящим магнитом, помещенным на движущийся поезд, создает вихревые токи на неподвижном проводящем листе, над которым парит поезд.Вихревые токи взаимодействуют с магнитным полем, создавая силы левитации.

Гипертермия для лечения рака: Вихретоковый нагрев, используемый для нагрева тканей. Вихревые токи , индуцируемые в проводящих трубках проксимальными проволочными обмотками, подключенными к конденсатору, чтобы сформировать контур резервуара, который подключен к источнику радиочастоты.

Вихретоковое торможение: кинетическая энергия, преобразованная в тепло из-за потерь на вихревые токи, находит множество применений в промышленности:

• Торможение поездов.
• Торможение американских горок.
• Электропила или дрель для ее аварийного отключения.

Индукционный нагрев: это процесс электрического нагрева проводящего тела путем наведения в нем вихревых токов с помощью высокочастотного электромагнита. Его основные области применения: индукционная варка, индукционная печь, используемая для нагрева металлов до температуры плавления, сварка, пайка и т. Д.

Вихретоковые приводы с регулируемой скоростью: с помощью контроллера с обратной связью можно получить вихретоковый привод скорости.Он находит применение в металлообработке, конвейерах, обработке пластмасс и т. Д.

Металлодетекторы: обнаруживает присутствие металлов внутри горных пород, почв и т. Д. С помощью индукции вихревых токов в металле, если таковой имеется.

Обработка данных Приложения: Вихретоковый неразрушающий контроль, используемый для исследования состава и твердости металлических конструкций.

Спидометр и датчик приближения

5 Применение вихретокового тормоза

5 Применение вихретокового тормоза

Вихретоковый тормоз — это современная технология торможения, которая имеет как экономические преимущества, так и преимущества управления рисками. Эта уникальная тормозная система берет на себя простую функцию магнитных и немагнитных сил и превращает ее в шедевр высоких технологий. Использование этих сил в качестве тормозного механизма происходит из-за целенаправленной генерации вихревых токов для замедления движения. Вихревые токи образуются, когда проводник движется через магнитное поле, которое создает противодействующие силы, которые вращаются внутри проводника. Эта реакция между силами обеспечивает идеальные условия для плавного замедления. Если вам интересно узнать больше о науке, лежащей в основе вихретоковой технологии, вы можете щелкнуть здесь, чтобы узнать больше.

Вихретоковое торможение получило свое название от вихревых движений в проводнике, точно так же, как вихревое течение в реке. Вихретоковое торможение как инновационная технология обладает многими признанными качествами. Это идеальная функция для многих видов оборудования из-за отсутствия физического контакта между внутренними компонентами, что позволяет вихретоковым тормозам практически не обслуживать. Низкие эксплуатационные расходы требуют небольшого количества замен, что означает больше денег в вашем кармане.

Улучшения в управлении рисками и экономические преимущества, которые сопровождают вихретоковый тормоз, сделали его популярным среди инженеров при разработке новых технологий или улучшении старых.Эта запутанная сеть магнитов используется чаще, чем вы думаете. Вихревые токи можно найти повсюду. Они существуют дома и на работе. Вот 5 знакомых применений вихретокового тормоза.

1. Тренажерный зал

Одно из самых распространенных мест, где мы можем видеть вихревые токи в действии, — это когда мы заставляем себя работать. В тренажерах эта инновационная технология используется во многих отношениях. В современных тренажерах используются вихревые токи для плавного перехода между уровнями сопротивления и упрощения технического обслуживания оборудования.Такое использование уменьшает вредные и резкие изменения темпа, что позволяет получить больше удовольствия от тренировки, а также производить высококачественные тренажеры.

Популярное оборудование, такое как велотренажеры, является прекрасным примером вихревых токов в действии. Программирование велосипеда на имитацию подъема в гору увеличивает сопротивление между немагнитным проводником и постоянным магнитом в велосипеде, что затрудняет управление педалями. Продолжая увеличивать наклон, вихревые токи становятся все сильнее и сильнее и продолжают усложнять тренировку.

Вихретоковое торможение также используется в гребных тренажерах. Гребные тренажеры создают вихревые токи, соответствующие сопротивлению, установленному пользователем, а это означает, что чем сильнее вы тянете, тем большее сопротивление вы испытываете. Это уникальный способ использования такой технологии в тренажере. Магниты используются для имитации силы проталкивания руды через воду. Человек, использующий машину, может ощутить силу вихревых токов и магнитов, связанных с тормозной системой, на ходу.

Та же идея используется в эллиптических тренажерах. Использование сопротивления вихревым токам, которое обеспечивает улучшенные результаты ходьбы и шагового тренажера, увеличивает уровень сложности эллиптического тренажера и позволяет лучше тренироваться. Подобно машинам, упомянутым ранее, есть много других применений вихретоковых тормозов, используемых в обычном оборудовании для тренировок. Это приложение представляет собой современное применение вихревых токов, которое способствовало внедрению вихретоковых тормозов в повседневную жизнь.

2. Промышленное оборудование

С момента создания вихретоковых тормозных систем они нашли применение во многих полезных технологиях и, что более важно, в промышленном использовании. Электроинструменты и крупное промышленное оборудование используют эту технологию для нескольких приложений. Одно из основных применений вихретокового отключения — аварийное отключение. Промышленные предприятия и даже обычные электроинструменты заботятся о безопасности, поэтому аварийное отключение является обязательным условием. Более того, при отключении электроинструмента, такого как электрическая пила или электродрель, возникают вихревые токи и безопасно останавливают станок.Этот тип торможения используется в машине даже при повседневном использовании, заставляя механизм останавливаться. Это увлекательный способ воздействия вихревых токов на предметы повседневного обихода, о которых мы иначе даже не подозревали.

Точно так же, как мы не подозреваем, что вихревые токи используются в мельничных электроинструментах, на самом деле они также используются в обычных бытовых приборах. У всех нас есть счетчики в наших домах, которые постоянно фиксируют, сколько энергии мы потребляем каждый день. Хотя это может показаться маловероятным местом для обнаружения сложных магнитов в действии, электромеханические счетчики, пожалуй, наиболее распространенное место, где можно найти вихретоковую технологию.Счетчики используются каждый раз, когда вы используете энергию, используя уникальную сеть магнитов для приведения в движение диска внутри, что затем записывается числами на внешних счетчиках. Возможно, это не одно из наиболее ощутимых применений вихретоковых систем, однако оно является наиболее распространенным и наиболее часто используемым. Вихревые токи используются во многих видах промышленного оборудования. Электроинструменты и электромеханические счетчики, пожалуй, самые популярные.

3. Рекреационное оборудование

Использование вихретоковых тормозных систем бесчисленное множество.Распространенные узнаваемые способы их повседневного использования — оборудование для развлечений и отдыха. Низкая стоимость обслуживания и замечательные функции безопасности — вот что делает вихретоковые тормоза идеальными для семейного отдыха. В закрытых скалодромах и веревочных курсах часто есть автостраховка. Head Rush Technologies, TRUBLUE — единственная автостраховка на рынке, в которой используется вихретоковое торможение, чтобы безопасно помогать альпинистам в их спуске сверху. Вихретоковый тормоз является обязательным при лазании, потому что он обеспечивает постоянное медленное облегчение для скалолазов.Высокотехнологичные функции позволяют автостраховкам быть саморегулирующимися, чтобы обеспечить одинаковый уровень комфорта для широкого диапазона веса. Эта взаимозаменяемость делает вихретоковую тормозную систему таким ценным активом для производителей автостраховок и семейных аттракционов.

Уникальный способ использования вихретоковой системы в развлекательных целях — это их появление в тормозах на молнии. Тормоз zipSTOP Zip Line в настоящее время является единственным тормозом для молнии, в котором используется эта сложная система. Этот тип тормоза предпочитают предприятия по производству зиплайнов из-за его низкой стоимости владения и возможности удовлетворить более широкий круг клиентов.Использование вихревых токов таким образом исключает необходимость участия райдера в процессе торможения на тросе, что повышает безопасность и позволяет райдерам сидеть сложа руки и наслаждаться поездкой. Уникальные качества вихретоковых тормозов на зиплайне позволяют гонщикам безопасно и увлекательно достигать более высоких скоростей.

Устройства свободного падения — это еще один тип оборудования для отдыха, в котором используется эта уникальная тормозная система. Устройство свободного падения — это механизм, который использует силу тяжести и вес всадника для создания настоящего ощущения свободного падения. Устройство QUICKflight Free Fall — это уникальное устройство, которое использует вихревые токи исключительно как часть запатентованной технологии торможения Head Rush. Они включают в себя вихретоковое торможение, чтобы поймать участника и с комфортом медленно опустить его на землю. Системы свободного падения, разрывы тросов и автостраховки — отличный способ испытать вихретоковое торможение!

4. Аттракционы и американские горки

Экстремальные применения вихретокового тормоза повсюду можно увидеть в парках развлечений и развлекательных центрах.Будь то американские горки или другие аттракционы, тормозная техника, подобная этой, жизненно важна для парков развлечений по всему миру.

Современные американские горки адаптировали эту технологию, чтобы сделать остановку более плавной и безопасной для водителей. Высокая скорость доставляет максимум удовольствия, но также требует чрезвычайно безопасной тормозной системы, такой как вихретоковая система отключения. Вихревые токи позволяют американским горкам быстро менять скорость и направление, оставаясь при этом безопасными для всех на борту. Используя силу, создаваемую противоположными магнитными полями, поезд американских горок будет замедляться, когда он катится по участкам тракта, которые вызывают вихретоковую тепловую технологию. Эта система обычно используется в конце американских горок или после того, как поезд резко упадет или увеличится в скорости. Подобно использованию вихревых токов в гребном тренажере; чем быстрее поезд американских горок, тем быстрее он будет замедляться. Долгосрочное использование этого высокотехнологичного оборудования идеально подходит для всех развлекательных заведений, поскольку оно не зависит от погодных условий и требует очень низких затрат на обслуживание.Популярные аттракционы, такие как Tower of Terror в Диснейленде и Superman Six Flag, используют эту инновационную технологию, чтобы поймать падающий лифт с привидениями и замедлить мчащийся суперкар, чтобы подарить пассажирам незабываемые впечатления.

Использование вихретокового торможения на этом не заканчивается. Парки развлечений используют эту технологию в других аттракционах, например, в аттракционах свободного падения. Аттракционы в свободном падении — это незабываемые ощущения, позволяющие ощутить прилив возбуждения и испытать во всей красе вихретоковое торможение.FlightLine — это система свободного падения, разработанная Head Rush Technologies, в которой используется вихретоковое торможение и доставляет незабываемые ощущения. При прыжке с высоты до восьми этажей технология вихретокового торможения зафиксирует ваше падение с непревзойденным комфортом. Единственный способ испытать истинное чувство свободного падения, связанное с прыжками с парашютом, — это использовать такие устройства. Вихретоковое торможение делает устройства свободного падения самым безопасным способом испытать настоящее свободное падение, а также обеспечивает максимальное возбуждение.Долгосрочная доступность и популярность среди искателей острых ощущений — вот что делает этот вид аттракциона настолько популярным в развлекательных заведениях. Передовая технология вихревых токов, мягкий захват и настоящее захватывающее чувство делают устройства свободного падения и конструкции американских горок необычным, но захватывающим опытом.

5. Скоростные электропоезда

Транспортные технологии внедрили инновации в вихретоковом торможении для создания более безопасных тормозных систем и новых высокоскоростных железных дорог.Вихретоковое торможение — замечательный вариант для транспортных систем из-за низкой стоимости обслуживания и устойчивости к суровым погодным условиям.

Вихревые токи — это безопасный способ замедления движущегося поезда, обеспечивающий постоянный комфорт и легкость для пассажиров. Благодаря использованию этой технологии пригородные, высокоскоростные и даже трамвайные поезда смогли достичь новых скоростей и обеспечить более высокий уровень безопасности, чем раньше. В мире с таким большим количеством пассажиров были изысканы новые системы общественного транспорта, чтобы вместить большее количество людей, желающих добираться на работу на общественном транспорте.

Многие новые поезда освоили использование вихретокового торможения для удобного, безопасного и быстрого передвижения. Высокоскоростные поезда были разработаны в 1960-х годах, но значительно расширились, чтобы создать новый опыт для более высокотехнологичного мира. Открытие Eurostar в 1994 году ознаменовало существование одного из первых и наиболее известных международных высокоскоростных поездов. Двигаясь со скоростью 186 миль в час, Eurostar может перевозить пассажиров из Лондона в Париж всего за 2 часа 20 минут.Создание Eurostar позволило миллионам людей использовать вихретоковое торможение.

В более поздних усовершенствованиях инженеры высокоскоростных железных дорог использовали реакцию, используемую при вихретоковом торможении, для создания вихретоковых линейных путей, которые позволяют поездам двигаться со скоростью до 300 миль в час. Эти типы высокоскоростных поездов немногочисленны и все еще находятся на ранних стадиях разработки. Однако этот тип вихретоковой технологии планируется использовать в производстве поезда, соединяющего район залива Сан-Франциско с такими районами Южной Калифорнии, как Лос-Анджелес и Сан-Диего. Создание этой высокоскоростной железной дороги станет решением для растущего населения Калифорнии, а также будет способствовать уменьшению экологического ущерба, наносимого автомобилями. Это современное применение высокоскоростных поездов, которое представляет собой увлекательное применение вихретокового тормоза.

Технология вихретокового торможения — полезный инструмент в растущем мире. Инновации в оборудовании для упражнений, промышленных инструментах, развлечениях, американских горках и транспорте — лишь верхушка айсберга.По мере появления новых достижений рождается более безопасный и эффективный мир. Вихретоковый тормоз может применяться ко многим вещам в нашем повседневном мире, даже в большем, чем мы могли бы ожидать. Обратите внимание на повседневное применение этой высокотехнологичной инновации! »

Вихревые токи

Вихревые токи, также называемые токами Фуко, возникают, когда проводники подвергаются воздействию изменяющегося магнитного поля из-за относительного движения источника поля. Их применение включает индукционный нагрев и неразрушающий контроль. Вихревые токи постоянно исследуются с целью разработки новых приложений.

Как работают вихревые токи?

Вихревые токи возникают, когда проводник подвергается воздействию магнитного поля, которое изменяется из-за движения источника поля и / или движения проводника. Изменения магнитного поля, которые со временем создают ток в теле проводника, также могут вызывать их. Эти циркулирующие токи затем создают индуцированное магнитное поле, которое противодействует изменению исходного магнитного поля.В результате между проводником и магнитом создается сила отталкивания или сопротивления. По мере того как относительная величина поля или другая сила, используемая для генерации вихревого тока, увеличивается, вихревой ток и противодействующее поле также увеличиваются.

Кто был первым, кто заметил вихревые токи?

Франсуа Араго был первым человеком, который наблюдал вихревые токи в 1824 году. Хотя его эксперименты также отметили вращательный магнетизм и возможность намагничивания проводящих тел, Майкл Фарадей был первым, кто объяснил эти наблюдения. Позже, в 1834 году, Генрих Ленц обнаружил, что направление индуцированного потока тока в объекте таково, что магнитное поле объекта противодействует тому, которое вызывает течение тока. Леону Фуко приписывают открытие вихревых токов в 1855 году. Он обнаружил, что сила, необходимая для вращения медного диска, увеличивается, когда он вращается с ободом между магнитными полюсами. D.E. Хьюз был первым, кто использовал вихревые токи для проведения неразрушающего контроля в 1879 году.

Вихретоковые приложения

Вихревые токи используются во многих устройствах и приложениях.К ним относятся металлодетекторы, вихретоковые тормоза, индукционный нагрев, датчики приближения, системы обнаружения движения и механические спидометры. Они также обнаруживают монеты в торговых автоматах, дефекты окраски и угрозы безопасности. Вихретоковые применения продолжали расширяться с годами, и каждый год для них находят новые применения.

Применение вихревых токов

i. Индукционная плита
II. Вихретоковый тормоз
iii.Вихретоковый контроль
iv. Электромагнитное демпфирование

Применение вихревых токов

Хотя создание вихревых токов в некоторых случаях нежелательно, в других случаях оно полезно. Некоторые из них —

i. Индукционная плита

ii. Вихретоковый тормоз

iii. Вихретоковый контроль

iv.Электромагнитное демпфирование

i. Индукционная плита

Индукционная плита предназначена для быстрого и безопасного приготовления пищи с меньшим потреблением энергии. Под варочной зоной находится туго намотанная катушка изолированного провода. Сковорода из подходящего материала ставится над конфоркой. Когда плита включена, переменный ток, протекающий в катушке, создает переменное магнитное поле высокой частоты, которое вызывает очень сильные вихревые токи в посуде для приготовления пищи.Вихревые токи в сковороде выделяют так много тепла из-за джоулева нагрева, который используется для приготовления пищи.

Примечание. Частота домашней сети переменного тока увеличивается с 50–60 Гц до примерно 20–40 кГц перед подачей ее на катушку для создания высокочастотного переменного магнитного поля.

ii. Вихретоковый тормоз

Эта система вихретокового торможения обычно используется в высокоскоростных поездах и американских горках. Чуть выше рельсов закреплены сильные электромагниты. Чтобы остановить поезд, включаются электромагниты.Магнитное поле этих магнитов наводит в рельсах вихревые токи, которые препятствуют движению поезда или препятствуют ему. Это вихретоковый линейный тормоз (рисунок 4.15 (а)).

В некоторых случаях круглый диск, соединенный с колесом поезда через общий вал, вращается между полюсами электромагнита. Когда между диском и магнитом происходит относительное движение, в диске индуцируются вихревые токи, которые останавливают поезд. Это вихретоковый дисковый тормоз (рисунок 4.15 (б))

iii. Вихретоковый контроль

Это один из простых методов неразрушающего контроля для обнаружения дефектов, таких как поверхностные трещины или пузырьки воздуха в образце. На катушку изолированного провода подается переменный электрический ток, так что он создает переменное магнитное поле. Когда эта катушка приближается к испытательной поверхности, на испытательной поверхности индуцируется вихревой ток. Наличие дефектов вызывает изменение фазы и амплитуды вихревого тока, которое может быть обнаружено другими способами.Таким образом выявляются дефекты, присутствующие в образце (рис. 4.16).

iv. Электромагнитное демпфирование

Якорь катушки гальванометра намотан на цилиндр из мягкого железа.

Когда якорь отклоняется, относительное движение между цилиндром из мягкого железа и радиальным магнитным полем индуцирует вихревой ток в цилиндре (рисунок 4.17). Демпфирующая сила из-за протекания вихревого тока немедленно останавливает якорь, а затем гальванометр показывает устойчивое отклонение.Это называется электромагнитным демпфированием.

Учебные материалы, лекционные заметки, задания, ссылки, объяснение описания вики, краткая информация

12-я Физика: Электромагнитная индукция и переменный ток: Применение вихревых токов |

Применение вихревых токов в оценке конструкций обрабатываемых материалов

[1]
Ма З. Ю. Технология обработки трением с перемешиванием: обзор. Металл и мат Транс А. 39 (2008) 642-658.

[2]
Ф. Насименто, Т. Сантос, П.Виласа, Р. Миранда, Л. Куинтино, Модификация микроструктуры и повышение пластичности поверхностей, модифицированных FSP в алюминиевых сплавах. Международный журнал материаловедения и инженерии: A. 506 (2009).

DOI: 10.1016 / j.msea.2009.01.008

[3]
Четинарслан К. , Влияние холодной пластической деформации на электропроводность различных материалов. Материал и дизайн 30 (2009) 671-673. DOI: 10. 1016 / j. маты. 2008. 05. 035.

DOI: 10.1016 / j.matdes.2008.05.035

[4]
Комитет по Справочнику ASM, Том 17 — Неразрушающая оценка и контроль качества, 9-е издание, Справочник ASM, Нью-Йорк, (1992).

[5]
Луис С. Росадо, Тельмо Г. Сантос, Моисес Пьедаде, Педро М. Рамос, Педро Виласа, Передовая техника неразрушающего контроля сварки трением с перемешиванием, Измерение, 43 (2010) 1021-1030.DOI: 10. 1016 / j. измерение. 2010. 02. 006.

DOI: 10.1016 / j.measurement.2010.02.006

[6]
Т.Г. Сантос П. Виласа, Р. М. Миранда, Анализ поля электропроводности для оценки соединений FSW в сплавах AA6013 и AA7075, Journal of Materials Processing Technology 211 (2011) 174-180. DOI: 10. 1016 / j. jmatprotec. 2010. 08. 030.

DOI: 10. 1016 / j.jmatprotec.2010.08.030

[7]
Тельмо Г.Сантос, Р. М. Миранда, Педро Виласа, Памиес Тейшейра, Модификация электропроводности алюминиевых сплавов путем обработки трением с перемешиванием, Международный журнал передовых производственных технологий, (2011).

DOI: 10.1007 / s00170-011-3308-4

Что такое вихревой ток — определение, использование и часто задаваемые вопросы

Мы знаем, что всякий раз, когда магнитный поток, проходящий через катушку, изменяется, он генерирует электродвижущую силу и ток. Тот же вопрос возникает, когда мы хотим знать, что происходит, когда магнитный поток проходит через твердую катушку, сможет ли он также индуцировать ЭДС и ток? И ответ — да. Ток, индуцируемый проводящим телом, известен как вихревой ток. Что такое вихревой ток, в основном вихревой ток — это ток, индуцируемый в любом твердом проводящем теле, когда через него проходит магнитный поток.

Определение вихревого тока

Вихревой ток определяется как индуцированный ток в проводящей катушке, когда магнитный поток может проходить через нее, или, другими словами, это индуцированный ток в проводящем теле из-за изменения магнитного потока. .Определение вихревых токов можно объяснить как важную природу твердого проводящего тела.

Значение вихревых токов

Теперь давайте подробно рассмотрим значение вихревых токов и то, что такое вихретоковый ток. Согласно определению вихревых токов мы понимаем, что это ток, генерируемый или индуцированный в результате изменения магнитного потока.

Итак, что такое вихретоковый ток или что вы подразумеваете под вихревым током? всякий раз, когда проводник сталкивается с изменением магнитного потока, свободные электроны, присутствующие в проводнике, испытывают магнитную силу.В результате воздействия магнитной силы на свободные электроны эти свободные электроны будут двигаться в виде небольших петель или вихрей, электрический ток, генерируемый из-за движения свободных электронов в форме вихрей, известен как вихрь. Текущий. Генерация вихревых токов следует закону магнитной индукции Фарадея.

[Изображение будет скоро загружено]

Величину индуцированного вихревого тока можно рассчитать с помощью закона магнитной индукции Фарадея. Согласно второму закону законов магнитной индукции Фарадея, мы знаем, что индуцированная ЭДС записывается как, скорость изменения магнитного потока относительно времени вызывает индуцированную ЭДС в проводнике, математически мы получаем:

ЭДС = E = — \ [\ frac {dΦ} {dt} \]

Φ -Магнитный поток, прошедший через проводник

Отрицательный знак соответствует направлению магнитного потока и определяется законом Ленца.

Теперь, ток, наведенный в проводнике с сопротивлением R, можно рассчитать, используя закон Ома, таким образом, мы получаем:

I = \ [\ frac {e} {R} \]

Где,

e- ЭДС, индуцированная в хорошем проводнике в результате изменения магнитного потока

R-Сопротивление проводника

Подставляя значение наведенной ЭДС в приведенное выше уравнение, мы получаем

I = — \ [\ frac { \ frac {dΦ} {dt}} {R} \] = — \ [\ frac {1} {R} \] \ [\ frac {dΦ} {dt} \] ……… (2)

Уравнение ( 2) известен как выражение для индуцированного тока.А направление индуцированного тока можно оценить по закону Ленца.

Использование вихревых токов

Чтобы понять, что такое вихревой ток, необходимо понять электромагнитную индукцию Фарадея. Есть много применений вихревых токов, которые используются в практических приложениях, лишь немногие из них упомянуты ниже.

• В быстро меняющихся магнитных полях из-за образования сильной ЭДС индуцируются большие вихревые токи. Вихревые токи способны создавать температуру в результате такой высокой температуры.Таким образом, обмотка металлического элемента, помещенная в поле сильно колеблющегося магнитного поля, создаст высокочастотный переменный ток. Температура, возникающая в результате сильного вихревого тока, достаточна для расплавления металла. Это используется для извлечения металлов из руд.

• Вихревые токи также используются для глубокой термической обработки человеческого тела. Вихревые токи также можно использовать для нагрева локализованных тканей человеческого тела.

• Вихревые токи также используются в спидометрах и счетчиках энергии.

• Вихревые токи также используются в магнитных прерывателях.

Знаете ли вы

Вихретоковый контроль неразрушающий контроль. А вихретоковые испытания — важная часть нашей повседневной жизни. Не все слышали о вихретоковых испытаниях, но эти методы затрагивают всю нашу жизнь, возможно, даже в качестве рутинной процедуры. Это связано с тем, что вихретоковые методы используются в широком спектре отраслей, например, в тех отраслях, где отказ компонентов может привести к разрушительным повреждениям и потерям.

На данный момент, вихретоковый контроль используется для проверки труб и других конструкций для таких применений, как трубопроводы газа и нефти, ядерные реакторы, химическое производство и муниципальные системы водоснабжения. Компактное и портативное оборудование для вихретокового контроля используется для полевых проверок, таких как поиск трещин в мостах и ​​компонентах самолета от крыльев до шасси. Это делает ECT и другие методы неразрушающего контроля очень важными для общественной безопасности, играющими роль в предотвращении разрушительных событий, таких как разрывы трубопроводов, обрушения мостов и авиакатастрофы.

Математические модели для вихревых токов и магнитостатики

‘)

var cartStepActive = true

var buybox = document.querySelector («[data-id = id _» + timestamp + «]»). parentNode

; []. slice.call (buybox.querySelectorAll («. покупка-опция»)). forEach (initCollapsibles)

функция initCollapsibles (подписка, индекс) {
var toggle = подписка.querySelector («. цена-варианта-покупки»)
subscription.classList.remove («расширенный»)
var form = subscription.querySelector («. Purchase-option-form»)

if (form && cartStepActive) {
var formAction = form.getAttribute («действие»)
form.setAttribute («действие», formAction. replace («/ checkout», «/ cart»))
document.querySelector («# скриптов электронной торговли»).addEventListener («load», bindModal (form, formAction, timestamp, index), false)
}

var priceInfo = subscription.querySelector («. price-info»)
var buyOption = toggle.parentElement

if (переключить && форму && priceInfo) {
toggle.setAttribute («роль», «кнопка»)
toggle.setAttribute («tabindex», «0»)

переключать.addEventListener («клик», функция (событие) {
var extended = toggle.getAttribute («aria-extended») === «true» || ложный
toggle.setAttribute («расширенный ария»,! расширенный)
form.hidden = расширенный
если (! расширено) {
buyOption. classList.add («расширенный»)
} еще {
buyOption.classList.удалить («развернутый»)
}
priceInfo.hidden = расширенный
}, ложный)
}
}

function bindModal (form, formAction, timestamp, index) {
var weHasBrowserSupport = window.fetch && Array.from

return function () {
var Buybox = EcommScripts? EcommScripts.Buybox: null
var Modal = EcommScripts? EcommScripts.Модальный: нуль

if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) {
var modalID = «ecomm-modal_» + отметка времени + «_» + индекс

var modal = новый модальный (modalID)
modal. domEl.addEventListener («закрыть», закрыть)
function close () {
form.querySelector («кнопка [тип = отправить]»).фокус ()
}

form.setAttribute (
«действие»,
formAction.replace («/ checkout», «/ cart? messageOnly = 1»)
)

form.addEventListener (
«Отправить»,
Buybox.interceptFormSubmit (
Buybox.fetchFormAction (window.fetch),
Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess (модальный),
console.log,
),
ложный
)

document. body.appendChild (modal.domEl)
}
}
}

function initKeyControls () {
документ.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) {
if (document.activeElement.classList.contains («покупка-опция-цена») && (event.code === «Space» || event.code === «Enter»)) {
if (document.activeElement) {
event.preventDefault ()
document.activeElement.click ()
}
}
}, ложный)
}

function initialStateOpen () {
var buyboxWidth = buybox.offsetWidth
; []. slice.call (buybox.querySelectorAll («. покупка-опция»)). forEach (function (option, index) {
var toggle = option.querySelector («. покупка-вариант-цена»)
var form = option.querySelector («. Purchase-option-form»)
var priceInfo = option.querySelector («. цена-информация»)
if (buyboxWidth> 480) {
toggle.click ()
} еще {
if (index === 0) {
переключать.нажмите ()
} еще {
toggle.setAttribute («расширенная ария», «ложь»)
form.hidden = «скрытый»
priceInfo.hidden = «скрыто»
}
}
})
}

initialStateOpen ()

если (window.buyboxInitialised) вернуть
window.buyboxInitialised = true

initKeyControls ()
}) ()

.