什么是涡流效应?涡流效应原理

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。

什么是涡流效应?涡流效应原理

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。

什么是涡流效应?涡流效应原理

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。

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图3、叠片状硅钢片抑制涡流