В электронных аппаратах, устройствах и машинах железные детали время от времени движутся в магнитном поле либо недвижные железные детали пересекаются силовыми линиями меняющегося по величине магнитного поля. В этих железных деталях индуктируется ЭДС самоиндукции.

Под действием этих э. д. с. в массе железной детали протекают вихревые токи (токи Фуко), которые замыкаются в массе, образуя вихревые контуры токов. Вихревые токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые, по правилу Ленца, противодействуют магнитному сгустку катушки и ослабляют его. Не считая того, они вызывают нагрев сердечника, что является никчемной растратой энергии.

Пусть имеется сердечник из железного материала. Поместим на этот сердечник катушку, по которой пропустим переменный ток. Вокруг катушки окажется переменный магнитный ток, пересекающий сердечник. При всем этом в сердечнике станет наводиться индуцированная ЭДС, которая, в свою очередь, вызывает в сердечнике токи, именуемые вихревыми. Эти вихревые токи нагревают сердечник. Потому что электронное сопротивление сердечника невелико, то наводимые в сердечниках индуцированные токи могут оказываться довольно большенными, а нагрев сердечника — значимым.

В первый раз вихревые токи были обнаружены французским учёным Д.Ф. Араго (1786 — 1853) в 1824 г. в медном диске, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. За счёт вихревых токов диск приходил во вращение. Это явление, нареченное явлением Араго, было объяснено пару лет спустя M. Фарадеем с позиций открытого им закона электрической индукции.

Вихревые токи были тщательно изучены французским физиком Фуко (1819—1868) и названы его именованием. Он именовал явление нагревания железных тел, вращаемых в магнитном поле, вихревыми токами.

Методы уменьшения токов Фуко

Мощность, затрачиваемая на нагрев сердечника вихревыми токами, никчемно понижает КПД технических устройств электрического типа.

Чтоб уменьшить мощность вихревых токов, наращивают электронное сопротивление магнитопровода, для этого сердечники набирают из отдельных тонких (0,1- 0,5 мм) пластинок, изолированных друг от друга при помощи специального лака либо окалины. В материал сердечника вводят особые добавки, также увеличивающие его электронное сопротивление.

Сердечники неких катушек (бобин) набирают из кусков отожженной стальной проволоки. Полосы железа располагают параллельно линиям магнитного потока. Вихревые же токи, протекающие в плоскостях, перпендикулярных направлению магнитного потока, ограничиваются изолирующими прокладками. Для магнитопроводов устройств и устройств, работающих на высочайшей частоте, используют магнетодиэлектрики. Чтоб понизить вихревые токи в проводах, последние изготавливают в виде жгута из отдельных жил, изолированных друг от друга.

 

Лицендрат — это система переплетенных медных проводов, в какой любая жила изолирована от примыкающих. Лицендрат предназначен для использования на высокочастотных токах для предотвращения появления паразитных токов и токов Фуко.

Применение токов Фуко

Полезное применение вихревые токи отыскали в устройстве магнитного тормоза диска электронного счетчика. Вращаясь, диск пересекает магнитные силовые полосы неизменного магнита. В плоскости диска появляются вихревые токи, которые, в свою очередь, делают свои магнитные потоки в виде трубочек вокруг вихревого тока. Взаимодействуя с главным полем магнита, эти потоки тормозят диск.

В ряде всевозможных случаев, применяя вихревые токи, можно использовать технологические операции, которые нереально применить без токов высочайшей частоты. К примеру, при производства вакуумных устройств и устройств из баллона нужно кропотливо откачать воздух и другие газы. Но в железной арматуре, находящейся снутри баллона, имеются остатки газа, которые можно удалить только после заваривания баллона. Для полного обезгаживания арматуры вакуумный прибор помещают в поле частотного генератора, в итоге деяния вихревых токов арматура греется до сотен градусов, остатки газа при всем этом нейтрализуются.

Вихревые токи находят полезное применение также при индукционной плавке металлов и поверхностной закалке токами высочайшей частоты.