Практическое применение электромагнитной индукции. Токи Фуко

На практике широкое применение явления электромагнитной индукции проявляется в электрических машинах, где происходит процесс преобразования механической энергии (движение проводника в магнитном поле) в электрическую (индуцирование электрического тока). Такие машины называют генераторами.

Генератор состоит из вращающегося электромагнита ротора и неподвижного  статора. На статоре расположена обмотка (провода), в которой при вращении ротора в магнитном поле будет наводиться ЭДС. Индуцируемый таким образом ток называется переменным, так как наводимые ЭДС непостоянны по направлению и величине. Если используется генератор постоянного тока, то при помощи коллекторного узла можно получить постоянное напряжение.

Если в магнитном поле находится проводник с током, то согласно закону Ампера на него будет действовать сила:

Сила действующая на проводник в магнитном поле

Данная сила и перемещает его в пространстве. В результате и происходит преобразование механической энергии в электрическую и наоборот.

Б.С. Якоби в 1834 году изобрел первый электродвигатель. Явление электромагнитной индукции используется в трансформаторах, электромагнитах и других электрических устройствах.

Переменное магнитное поле способно индуцировать электрический ток не только в линейных проводниках и контурах, но и в сплошных проводящих средах. В сплошных проводящих средах под воздействием переменного магнитного поля возникают замкнутые токи, которые называют вихревые токи или токи Фуко. Вихревые токи, протекая в проводнике, нагревают его согласно закону Джоуля – Ленца и снижают КПД электрических машин, трансформаторов, а также прочих электромагнитных механизмов и аппаратов. Более того, вихревые токи оказывают размагничивающее действие в электромагнитах.

Чтобы уменьшить потери, связанные с токами Фуко, вместо сплошных сердечников применяют сердечники, набранные из изолированных тонких листов, или изготавливают их из магнитодиэлектриков, то есть диэлектриков, обладающих магнитными свойствами.

Методы индукционного нагрева металла основаны на вихревых токах, с помощью которого осуществляется плавление или нагрев проводящих материалов (особенно в вакууме).  

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *