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涡流是什么,涡流的产生原因是什么

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2020-05-26 09:02:25

有关涡流的小知识,什么是涡流,涡流是涡电流的简称,导体内的感生电流流动的路线呈漩涡形,称之为涡流,涡流产生的原因有哪些,铁损与涡流损失有什么关系,一起了解下。

涡流是什么

以下是电涡流效应的示意图:

涡流是什么,涡流的产生原因

涡流是涡电流的简称,迅速变化的磁场在整块导体(包括半导体)内引起的感生电流,其流动的路线呈漩涡形,这就是涡流。

磁场变化造快,感生电动势就越大,因而涡流也就越强。涡流能使导体发热。

在磁场发生变化的装置中,往往把导体分成一组相互绝缘的薄片(缸电机、变压器的铁心)或一束细条(如感应圈铁心),以减低涡流强度,从而减少能量损耗。

当需要产生高温时,又可利用涡流来取得热量,如高频电炉就是根据这一原理设计的。

电机、变压器的铁损就和涡流损失和磁滞损失有关。

铁损的大小直接影响电机、变压器的效率和温升。

涡流产生的原因

涡流的产生原理,如下图:

涡流是什么,涡流的产生原因

电磁感应作用在导体内部感生的电流,又称为傅科电流。导体在磁场中运动,或者导体静止但有着随时间变化的磁场,或者两种情况同时出现,都可以造成磁力线与导体的相对切割。

按照电磁感应定律,在导体中就产生感应电动势,从而驱动电流。这样引起的电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁通的分布而不同,其路径往往有如水中的漩涡,因此称为涡流。

导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时,因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式 、导 体的运动 、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式,结合具体问题的上述诸因素进行。

仔细观察发电机、电动机、和变压器,就可以看到,它们的铁心都不是整块金属,而是用许多薄的硅钢片叠合而成。

为什么这样,把块装金属置于随时间变化的磁场中或让它在磁场中运动时,金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成闭合回路,很像水的漩涡,因此叫做涡电流简称涡流。

整块金属的电阻很小,所以涡流常常很强。如变压器的铁心,当交变电流穿过导线,时穿过铁心的磁通量不断随时间变化,它在副边产生感应电动势,同时也在铁心中产生感应电动势,从而产生涡流。这些涡流使铁心大量发热,浪费大量的电能,效率很低。但涡流也是可以利用的,在感应加热装置中,利用涡流可对金属工件进行热处理。

大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中,都要产生感应电动势,形成涡流,引起较大的涡流损耗。为减少涡流损耗,交流电机、电器中广泛采用表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物的薄硅钢片叠压制成的铁心,这样涡流被限制在狭窄的薄片之内,磁通穿过薄片的狭窄截面时,这些回路中的净电动势较小,回路的长度较大,回路的电阻很大,涡流大为减弱。再由于这种薄片材料的电阻率大(硅钢的涡流损失只有只有普通钢的1/5至1/4),从而使涡流损失大大降低。

另外,利用涡流作用可以做成一些感应加热的设备,或用以减少运动部件振荡的阻尼器件等。

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