涡流是谁发明的
莱昂·傅科。
涡流(Eddy Current,又称为傅科电流)现象,在1851年被法国物理学家莱昂·傅科所发现。是由于一个移动的磁场与金属导体相交,或是由移动的金属导体与磁场垂直交会所产生。简而言之,就是电磁感应效应所造成。这个动作产生了一个在导体内循环的电流。
磁场变化越快,感应电动势就越大,涡流就越强;涡流能使导体发热。在磁场发生变化的装置中,往往把导体分成一组相互绝缘的薄片或一束细条,以降低涡流强度,从而减少能量的损耗;但在需要产生高温时,又可以利用涡流取得热量,如高频电炉原理。
当线圈中的电流随时间变化时,由于电磁感应,附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流,看起来就像水中的旋涡,所以我们把它叫做涡电流引。涡流可以应用在无损检测与监看多种金属制品的结构,如飞机机身与零件的表面及近表面的检测等。在划桨的时候,带起水面的局部漩涡,也是一种类似涡流的情形。
导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时,因涡流而导致的能量损耗。涡流是上述情况下导体内的感生的电流。这种电流在导体中形成一圈圈闭合的电流线,称为涡流(又称傅科电流)。
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,这些薄片被分开呈梯形状,表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁场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。
当然,在生产和生活中,有时也要避免涡流效应。如电机、变压器的铁芯在工作时会产生涡流,增加能耗,并导致变压器发热。要减少涡流,可采用的方法是把整块铁芯改成用薄片叠压的铁芯,增大回路电阻,削弱回路电流,减少发热损失。
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