一渦流原理
如圖1所示,當與閉合線圈合頁的磁路發生變化時,將在閉合線圈上形成感應電動勢而產生感應電壓。
圖1、渦流圖解一
如圖2所示,繞有線圈的鐵芯的截面,可以等效為無數個閉合的環型線圈的組合,當線圈中通過交變電壓時渦流效應,在這種閉合的環型線圈中同樣會形成感應電壓,這種感應電壓如同水底的一個個旋渦一樣,因而,人們稱其為渦流。
圖2、渦流圖解二
可見,實際上渦流是電磁感應現象的一種表現方式。渦流在1851年被英國化學學家萊昂.傅科所發覺,因而,亦稱傅科電壓。
二渦流特征
1、圖2中的多個閉合線圈中,越緊靠外圍的線圈,其包含的磁力線越多,依照電磁感應定律,其感應電動勢也越大渦流效應,渦流療效越顯著。也就說,導體的截面積越大,渦流療效越明顯;
2、電流的頻度越高,鐵損變化率越大,E=Ndφ/dt,感應電動勢也越大,渦流療效越明顯;
3、導體的阻值率越小,感應電壓越大,渦流療效越明顯。
三渦流抑制
渦流會形成熱量,在變壓器及馬達的鐵芯中,這些現象是我們不希望的,因而,須要加以抑制,按照渦流的第一個特征,鐵芯采用許多薄的硅鋼片疊合而成,渦流的閉合回路大大降低,渦流明顯降低。按照渦流的第三個特征,減小鐵心材料的內阻率,也可以抑制渦流,常用的鐵心材料是硅鋼。
按照第二個特征,同一臺變壓器,電壓相同時,頻度越高,渦流越明顯,渦流耗損也越大。
圖3、疊塊狀硅鋼片抑制渦流
四渦流借助
渦流會導致好多影響,例如趨膚效應和毗鄰效應:
趨膚效應原理及對線纜載流量的影響>>>
毗鄰效應原理及對線纜載流量的影響>>>
世間萬物,有利必有弊,有弊必有利。
借助導體中渦流的熱效應,可以制做各類感應加熱設備。如:真空煉鋼爐、電磁爐。電磁灶的臺面下安裝有線圈,當線圈通過高頻交流電時,在臺面與金屬鍋底之間形成強悍的交變的磁場,交變磁場穿過鍋底,在鍋底產生強渦流,形成大量的熱量。
圖4、渦流效應用于制做電磁爐
借助導體的渦流效應可以制做金屬偵測器,金屬偵測器的通過高頻交變電壓,在金屬物中感應出渦流,渦流又形成磁場,影響原先的磁場,偵測器測量到磁場的變化,得悉金屬的存在。
圖5、渦流效應用于制做金屬偵測器