怎么解释涡流现象?

Question

怎么解释涡流现象?

Answer 1

涡流
eddy current
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.
置于随时间变化的磁场中的导体内,也会产生涡流,如变压器的铁心,其中有随时间变化的磁通,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.这些涡流使铁心发热,消耗电能,这是不希望有的.但在感应加热装置中,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,常将铁心用许多铁磁导体薄片(例如硅钢片)叠成,这些薄片表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物.磁通穿过薄片的狭窄截面时,涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过,这些回路中的净电动势较小,回路的长度较大,再由于这种薄片材料的电阻率大,这样就可以显著地减小涡流损耗.所以,交流电机、电器中广泛采用叠片铁心.
另一方面,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.