Что такое вихревые токи? Токи фуко что это такое

Что такое вихревые токи?

Электричество окружает нас не только на производстве, но и в быту. Человек может даже не знать, что такое вихревые токи, но с работой, ими совершаемой, ежедневно сталкиваться. Например, люди давно привыкли включать свет простым нажатием клавиши выключателя, не задумываясь о происходящих при этом процессах. Так и случилось в данном случае. Поэтому чтобы понять, что же скрывается под термином «вихревые токи Фуко» и определиться с механизмом их возникновения, необходимо вспомнить свойства электрического тока. Но сначала ответим на вопрос «почему именно Фуко»?

Впервые вихревые токи были упомянуты в трудах французского физика Араго Д. Ф. Он обратил внимание на странное поведение медного диска, над которым располагалась вращающаяся намагниченная стрелка. Без видимых причин диск начинал вращаться вместе с вращением стрелки. В то время (1824 г.) объяснить такое поведение еще не могли, поэтому феномен получил название «явление Араго». Спустя несколько лет другой ученый – М. Фарадей, применив к явлению Араго открытый им закон электромагнитной индукции, пришел к выводу, что в данном случае движение диска легко объяснить с точки зрения упомянутого закона. Согласно предложенному объяснению, вращающееся магнитное поле воздействует на атомы проводника (медного диска) и вызывает появление направленного движения заряженных (поляризованных) частиц в структуре. Одно из свойств электрического тока состоит в том, что вокруг проводника всегда существует магнитное поле. Нетрудно догадаться, что и вихревые токи создают свое поле, вступающее во взаимодействие с основным, их порождающим. Слово «вихревые» характеризует способ распространения таких токов в проводнике: их направления закольцованы. Основываясь на работах Араго и Фарадея, серьезно вихревые токи изучал физик Фуко. Отсюда и полученное название.

Эти токи мало чем отличаются от индукционных, вырабатываемых генераторами. Если есть вихревое магнитное поле (переменное, вращающееся) и находящийся рядом проводник, то в нем благодаря действию электромагнитных полей наводятся токи. Чем больше и массивнее проводник, тем выше действующее значение создающихся токов. Причем, вихревые токи всегда создают такое магнитное поле, которое противится изменению потока. С ростом тока-первопричины возрастает направленная встречно ЭДС, а при снижении, наоборот, поле вихревых токов поддерживает основной поток. Вышесказанное следует из закона Ленца.

Однозначно нельзя сказать, полезны или вредны вихревые токи: в некоторых случаях они расцениваются как паразитные и используются различные технологические решения для их уменьшения, в других же, напротив, востребованными оказываются сами свойства таких токов. Каждый любознательный мальчишка однажды разбирал выброшенный трансформатор. Сердечник (основа, на которой намотаны витки обмотки) всегда выполнен не цельным, а набирается из большого количества тонких пластин электротехнической стали (он называется шихтованным). Все составляющие конструкцию пластины покрываются изолирующим лаком и запекаются для надежного соединения. Иногда сердечник дополнительно стягивается изолированной шпилькой. Такое усложнение конструкции вынужденное: оно необходимо для существенного снижения вихревых токов в сердечнике. Ведь, как уже было сказано, чем менее массивен проводник, тем большим сопротивлением электрическому току он обладает.

В других случаях некоторые свойства вихревых токов оказываются востребованными. Например, работа индукционных сталеплавильных печей основана на нагревающем массивный проводник действии вихревых токов, наведенных специальным генератором. Кроме того, их используют для определения наличия незаметных деффектов в структуре металла.

fb.ru

Что такое «Токи Фуко» - Полезная информация для всех

Токи Фуко Мало кому не довилось в детстве играть с постоянными магнитами. Современные мощные магниты позволяют прочувствовать более широки спектр "ручных" экспериментов (например, прищемленные пальцы) . Для описанных ниже можно воспользоваться сильными постоянными магнитами извлеченные из старых/негодных HDD устройств памяти ("винчестеров") компьютеров. Самым трудным вероятно сейчас является найти ровный толстый лист меди или алюминия. Но коль упомянутое есть в наличии, проведем следующий эксперимент:

1) Берем постоянный магнит (1) в руки и быстро водим (3) его вдоль поверхности листа меди/алюминия (2), ориентируя к последнему один из полюсов магнита, так как показано на Рис. 1.

Рис. 1

Можно отчетливо ощутить возникающее сопротивление такому быстрому движению. Теперь пустим магнит в свободное скольжение по поверхности наклоненного толстого листа меди/алюминия. Можно заметить что скольжение магнита сильно тормозится, и даже возникает впечатление что магнит сильнее прижимается к листу проводника. Аналогичный эксперимент постоянный магнит бросают в вертикальную трубу из меди или алюминия. Стандартное объяснение движение магнита тормозят вихревые токи Фуко. Но умалчивается что суммарная масса электронов вовлеченных в вихревое движение во много раз меньше массы постоянного магнита. И потом, что мешает смещаться электронному вихрю вслед за скользящим магнитом? Логично предположить что "свободные" электроны, в электрическом проводнике, фактически не являются свободными. Существует некая сетка электропроводных мостиков меж атомами проводника, по которым движутся электроны. Эта-та сетка и привязывает множество вихрей токов Фуко к кристаллической решетке. Но, эксперимент с заменой сплошного листа проводника на опилки, показывает что торможение движения постоянного магнита становится незаметным. Т. е. электропроводные "мостики" меж атомами проводника это не локальное явление. "Мостики" проявляют себя в макро-масштабах.

2) Но продолжим эксперимент с тем что имеется у нас в руках - быстро водим (3) магнитом (1) вдоль поверхности листа меди/алюминия (2), ориентируя к последнему уже его оба полюса, так как показано на Рис. 2.

Рис. 2

При этом ощущается тоже сопротивление быстрому движению что и в эксперименте 1).

3) Но вот если повернем магнит (1) и будем его быстро двигать (3), перпендикулярно прямой меж полюсами магнита (как показано на Рис. 3), то мы уже не обнаружим сопротивление его быстрому движению.

Рис. 3

Куда же делись токи Фуко?.. .Никуда они не делись, просто их плоскость стала пересекать плоскость нашего листа меди/алюминия, что вызвало появление на поверхности листа электрического заряда как в банальном униполярном генераторе электрического тока. В нашем же случае электрическая цепь оказалась не замкнута, "вихревой" контур разомкнут в макро-масштабах. Что опять наводит на мысль существования электропроводных "мостиков" меж атомами проводника в макро-масштабах. Интересно, как проявят себя эти "мостики" если их вывести за пределы металла? Мы можем обнаружить картинки "тракторного следа" подобные Рис. 2 в " Открытие магнитных монополей или DSS элементов? " ?

А Тесла измышлял использовать "мостики" для создания гравитационных эффектов своей конструкции "летающей тарелки"?

Проводники движутся в магнитном поле и в конструкции " Экспериментальное исследование динамической магнитной системы. "

info-4all.ru

Токи Фуко (вихревые токи)

До сих пор мы рассматривали индукционные токи в линейных проводниках. Но индукционные токи будут возникать и в толще сплошных проводников при изменении в них потока вектора магнитной индукции . Они будут циркулировать в веществе проводника (напомним, что линии – замкнуты). Так как электрическое поле вихревое, то и токи называются вихревыми токами, или токами Фуко.

Если медную пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полосами магнита, то пластина практически остановится в момент ее вхождения в магнитное поле (рис. 3.8).

Рис. 3.8 Рис. 3.9

Замедление движения связано с возбуждением в пластине вихревых токов, препятствующих изменению потока вектора магнитной индукции. Поскольку пластина обладает конечным сопротивлением, токи индукции постепенно затухают и пластина медленно двигается в магнитном поле. Если электромагнит отключить, то медная пластина будет совершать обычные колебания, характерные для маятника.

Сила и расположение вихревых токов очень чувствительны к форме пластины. Если заменить сплошную медную пластину «гребенкой» – медной пластиной с пропилами, то вихревые токи в каждой части пластины возбуждаются меньшими потоками. Индукционные токи уменьшаются, уменьшается и торможение (рис. 3.9). Маятник в виде гребенки колеблется в магнитном поле почти без сопротивления. Этим опытом объясняется, почему сердечники электромагнитов, трансформаторов делают не из сплошного куска железа, а набранными из тонких пластин, изолированных друг от друга. В результате уменьшаются токи Фуко и выделяемое ими тепло.

Если взять медный диск диаметром » 5 см и толщиной » 5 мм и уронить его между полюсами электромагнита, то при выключенном магните диск падает с обычным ускорением. При включении магнитного поля » 1 Тл падение диска резко замедляется и его движение напоминает падение тела в очень вязкой среде.

Тормозящее действие тока Фуко используется для создания магнитных успокоителей – демпферов. Если под качающейся в горизонтальной плоскости магнитной стрелкой расположить массивную медную пластину, то возбуждаемые в медной пластине токи Фуко будут тормозить колебание стрелки. Магнитные успокоители такого рода используются в сейсмографах, гальванометрах и других приборах.

Токи Фуко применяются в электрометаллургии для плавки металлов. Металл помещают в переменное магнитное поле, создаваемое током частотой 500 – 2000 Гц. В результате индуктивного разогрева металл плавится, а тигль, в котором он находится, при этом остается холодным. Например, при подведенной мощности 600 кВт тонна металла плавится за 40–50 минут.

ens.tpu.ru

ВИХРЕВЫЕ ТОКИ (токи Фуко) - это... Что такое ВИХРЕВЫЕ ТОКИ (токи Фуко)?

ВИХРЕВЫЕ ТОКИ (токи Фуко) ВИХРЕВЫЕ ТОКИ (токи Фуко)

электр. токи, индуктируемые (см. Индукция) в проводящих частях электр. машин и аппаратов (напр. в железе ротора и статора электр. машин, сердечниках трансформаторов и т. д.) и замыкающиеся внутри этих частей. В. т. вызывают нагрев тех стальных частей, в к-рых они образуются; для уменьшения нагрева сердечники трансформаторов и стальные части электр. машин изготовляются не сплошными, а из отдельных листов толщиной примерно 0,5 мм, оклеенных для изоляции друг от друга тонкой бумагой или покрытых изолирующим лаком. Благодаря этому В. т. замыкаются в отдельных листах и величина их значительно уменьшается.

Технический железнодорожный словарь. - М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941.

ВИСМУТ
ВЛАЖНОСТЬ ПАРА

Смотреть что такое "ВИХРЕВЫЕ ТОКИ (токи Фуко)" в других словарях:

ПАРАЗИТНЫЕ ТОКИ, ТОКИ ФУКО — токи, появляющиеся в металлических массах от внешних магнитных полей, иногда вредные для эксплуатации (вихревые токи, блуждающие токи и др.). Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
вихревые токи — Электрические токи в проводящем теле, вызванные электромагнитной индукцией, замыкающиеся по контурам, образующим односвязную область. [ГОСТ Р 52002 2003] вихревые токи Электрический ток, индуцированный в проводящем материале переменным магнитным… … Справочник технического переводчика
Вихревые токи — или токи Фуко (в честь Ж. Б. Л. Фуко) вихревые индукционные токи, возникающие в проводниках при изменении пронизывающего их магнитного потока. Впервые вихревые токи были обнаружены французским учёным Д.Ф Араго (1786 1853) в… … Википедия
Фуко Жан Бернар Леон — (Foucault) (1819 1868), французский физик, иностранный член корреспондент Петербургской АН (1860). Определил (1850) скорость света в воздухе и воде методом, позднее названным его именем. Осуществил (1851) опыт с маятником (так называемым… … Энциклопедический словарь
ВИХРЕВЫЕ ТОКИ — (токи Фуко) замкнутые электрич. токи в массивном проводнике, возникающие при изменении пронизывающего его магн. потока. В. т. явл. индукционными токами (см. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ), они образуются в проводящем теле либо вследствие изменения во … Физическая энциклопедия
ВИХРЕВЫЕ ТОКИ — (токи Фуко) замкнутые индукционные токи в массивных проводниках, которые возникают под действием вихревого электрического поля, порождаемого переменным магнитным полем. Вихревые токи приводят к потерям электроэнергии на нагрев проводника, в… … Большой Энциклопедический словарь
ФУКО (Foucault) Жан Бернар Леон — (1819 68) французский физик, иностранный член корреспондент Петербургской АН (1860). Определил (1850) скорость света в воздухе и воде методом, названным его именем. Осуществил (1851) опыт с маятником (т. н. маятником Фуко), подтвердивший суточное … Большой Энциклопедический словарь
Фуко токи — то же, что вихревые токи. * * * ФУКО ТОКИ ФУКО ТОКИ, то же, что вихревые токи (см. ВИХРЕВЫЕ ТОКИ) … Энциклопедический словарь
ВИХРЕВЫЕ ТОКИ — (Фуко токи), замкнутые индукционные токи в массивных проводниках, которые возникают под действием вихревого электрического поля, порождаемого переменным магнитным полем. Вихревые токи приводят к потерям электроэнергии на нагрев проводника (этот… … Современная энциклопедия
Вихревые токи — (Фуко токи), замкнутые индукционные токи в массивных проводниках, которые возникают под действием вихревого электрического поля, порождаемого переменным магнитным полем. Вихревые токи приводят к потерям электроэнергии на нагрев проводника (этот… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

dic.academic.ru

Токи Фуко - это... Что такое Токи Фуко?

токи Фуко — вихревые токи вихревое движение — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы вихревые токивихревое движение EN eddy current … Справочник технического переводчика

ТОКИ ФУКО — см … Большая политехническая энциклопедия

ПАРАЗИТНЫЕ ТОКИ, ТОКИ ФУКО — токи, появляющиеся в металлических массах от внешних магнитных полей, иногда вредные для эксплуатации (вихревые токи, блуждающие токи и др.). Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

ВИХРЕВЫЕ ТОКИ (токи Фуко) — электр. токи, индуктируемые (см. Индукция) в проводящих частях электр. машин и аппаратов (напр. в железе ротора и статора электр. машин, сердечниках трансформаторов и т. д.) и замыкающиеся внутри этих частей. В. т. вызывают нагрев тех стальных… … Технический железнодорожный словарь

Фуко Жан Бернар Леон — (Foucault) (1819 1868), французский физик, иностранный член корреспондент Петербургской АН (1860). Определил (1850) скорость света в воздухе и воде методом, позднее названным его именем. Осуществил (1851) опыт с маятником (так называемым… … Энциклопедический словарь

Фуко токи — то же, что вихревые токи. * * * ФУКО ТОКИ ФУКО ТОКИ, то же, что вихревые токи (см. ВИХРЕВЫЕ ТОКИ) … Энциклопедический словарь

ФУКО (Foucault) Жан Бернар Леон — (1819 68) французский физик, иностранный член корреспондент Петербургской АН (1860). Определил (1850) скорость света в воздухе и воде методом, названным его именем. Осуществил (1851) опыт с маятником (т. н. маятником Фуко), подтвердивший суточное … Большой Энциклопедический словарь

Фуко Жан Бернар Леон — Фуко (Foucault) Жан Бернар Леон (18.9.1819, Париж, ≈ 11.2.1868, там же), французский физик, член Парижской АН (1865). Получив медицинское образование, увлекся экспериментальной физикой. С 1845 был редактором научного отдела «Journal des Débats»,… … Большая советская энциклопедия

Фуко, Жан Бернар Леон — Жан Бернар Леон Фуко фр. Jean Bernard Léon Foucault … Википедия

Фуко, Жак Бернар Леон — Леон Фуко Жан Бернар Леон Фуко (фр. Jean Bernard Léon Foucault; 18 сентября 1819, Париж 11 февраля 1868, там же) французский физик и астроном, член Парижской АН (1865). Известен прежде всего как создатель маятника Фуко. История Фуко сперва… … Википедия

3dic.academic.ru

Токи Фуко

Токи Фуко или вихревые токи представляют собой индукционные объемные электрические токи, возникающие в проводниках при действии на них изменяющегося во времени потока магнитного поля.

Эти токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые противодействуют потокам, вызвавшим появление токов. Такое противодействие приводит к нагреву проводника. Данное свойство является паразитным, но иногда его используют как в промышлености так и в быту.

История открытия токов Фуко

Впервые явление возникновения вихревых токов в 1824 году обнаружил французский ученый Франсуа Жан Доминик Араго. Он исследовал влияние магнитного поля на проводник. В своих опытах француз использовал медный диск, который находился на одной оси с вращающейся магнитной стрелкой. Поскольку стрелка была источником изменяющегося во времени магнитного потока, медный диск начинал вращаться.

И хотя Араго не смог объяснить данное явление (позже его раскрыл Майкл Фарадей), оно все же было названо в честь французского ученого (явление Араго). Однако сами вихревые токи были тщательно исследованы еще позже французским физиком Жаном Бернаром Фуко в честь которого впоследствии и были названы.

Где используются

Токи Фуко достаточно широко используются в различных областях производства и даже в быту. Так, к примеру, тепловая энергия, возникающая вследствие воздействия вихревых токов на проводник используется в промышленных индукционных печах и бытовых индукционных плитах.

Также токи Фуко используются для прогрева металлических деталей в вакуумных установках при их дегазации (закаливании), а также для снижения паразитных колебаний в различных механизмах.

Паразитное воздействие

Не смотря на широкое применение токов Фуко, в большинстве случаев их возникновение нежелательно. Это касается как слаботочных так и мощных электрических установок, где вихревые токи из-за процесса нагревания металлических частей приводят к энергетическим потерям.

scsiexplorer.com.ua