涡流效应_涡流
涡流效应_涡流
一、涡流原理
如图1所示，当与闭合线圈铰链的磁通发生变化时，将在闭合线圈上产生感
应电动势而形成感应电流。
图1、涡流图解一
如图2所示，绕有线圈的铁芯的截面，可以等效为无数个闭合的环形线圈的组合，当线圈中通过交变电流时，在这些闭合的环形线圈中同样会产生感应电流，这些感应电流就像水中的一个个漩涡一样，因此，人们称其为涡流
。
图2、涡流图解二
可见，实际上涡流是电磁感应现象的一种表现形式。涡流在1851年被法国物理学家莱昂.傅科所发现，因此，也称傅科电流。
二、涡流特点
1、图2中的多个闭合线圈中，越靠近外围的线圈，其包含的磁力线越多，根据电磁感应定理，其感应电动势也越大，涡流效果越明显。也就说，导体的截面积越大，涡流效果越显著；
2、电流的频率越高，磁通变化率越大，E=Ndφ/dt，感应电动势也越大，涡流效果越显著；
3、导体的电阻率越小，感应电流越大，涡流效果越显著。
三、涡流抑制
涡流会产生热量，在变压器及电机的铁芯中，这种现象是我们不希望的，因此，需要加以抑制，根据涡流的第一个特点，铁芯采用许多薄的硅钢片叠合而成，涡流的闭合回路大大减小，涡流显著减小。根据涡流的第三个特点，增大铁心材料的电阻率，也可以抑制涡流，常用的铁心材料是硅钢。
根据第二个特点，同一台变压器，电流相同时，频率越高，涡流越显著，涡
流损耗也越大。
图3、叠片状硅钢片抑制涡流
四、涡流利用
世间万物，有利必有弊，有弊必有利。
利用导体中涡流的热效应，可以制作各种感应加热设备。如：真空冶炼炉、电磁炉。电磁灶的台面下安装有线圈，当线圈通过高频交流电时，在台面与金属锅底之间产生强大的交变的磁场，交变磁场穿过锅底，在锅底形成强涡流，产生大量的热量。
图4、涡流效应用于制作电磁炉
利用导体的涡流效应可以制作金属探测器，金属探测器的通过高频交变电流，在金属物中感应出涡流，涡流又产生磁场，影响原来的磁场，探测器检测到
磁场的变化，得知金属的存在。
图5、涡流效应用于制作金属探测器