3-15. Вихревые токи

На рис. 3-28 изображен укрепленный на оси металлический диск прибора и следы полюсов двух электромагнитов. Последние создают магнитные потоки , пронизывающие диск, векторы магнитной индукции их и показаны на рисунке.

Рис. 3-28. Вихревые токи в диске, вызванные изменением магнитного потока.

Рис. 3-29. Вихревые токи в диске при неизменном магнитном потоке и вращении диска.

При всяком изменении тока в обмотке первого электромагнита изменяется магнитный поток и в диске индуктируются кольцевые или, как их обычно называют, вихревые токи аналогичные токам в кольце (рис. 3-25). Направление вихревых токов определяется так же, как и направление токов в кольце.

В результате взаимодействия вихревых токов с магнитным потоком возникает электромагнитная сила вызывающая вращение диска.

На рис. 3-29 показан металлический диск счетчика электрической энергии и след полюса постоянного магнита.

При вращении диска участки его, расположенные над полюсом магнита, пересекают магнитные линии, и в диске возникают вихревые токи .

Рис. 3-30. Вихревые токи в стальном сердечнике.

Рис. 3-31. Вихревые токи в якоре электрической машины: а — сердечник якоря массивный; б — сердечник из стальных дисков.

Направление наведенной э. д. с. и совпадающих с ней по направлению вихревых токов определяется по правилу правой руки.

В результате взаимодействия этих токов с магнитным полем того же постоянного магнита создается электромагнитная сила и возникает тормозной момент, необходимый, например, для работы электросчетчика.

Вихревые токи возникают также в результате изменения магнитных потоков, пронизывающих металлические сердечники (рис. 3-30, а и 3-31, а), кожухи и другие части электрических машин и аппаратов. В этом случае вихревые токи не только нагревают металл, по которому они проходят, но и создают свои магнитные поля, которые противодействуют причине, их вызывающей. Нагревание вихревыми токами происходит за счет расхода электрической энергии и преобразования ее в тепловую, которую называют потерей от вихревых токов.

Мощность удельных потерь в стали от вихревых токов выражается в ваттах на килограмм. Вихревые токи можно использовать в печах и в нагревательных устройствах различного назначения.

В электрических машинах и аппаратах вихревые токи обычно нежелательны, так как вызывают дополнительные потери и снижают их к. п. д.

Для уменьшения вихревых токов применяются сердечники, выполненные из сортов стали сповышенным удельным электрическим сопротивлением стали, содержащие 0,5-4,8% кремния. Кроме того, сердечники машин, в которых наводятся вихревые токи, набираются из тонких изолированных друг от. друга листов стали (рис. 3-30, б и 3-31, б).