§ 48. Вихревые токи

Металлический брусок (массивный проводник — стальные и чугунные части электрических машин и трансформаторов), находящийся в изменяющемся магнитном поле, пересекают магнитные линии этого поля и в нем (бруске) индуктируются электрические токи, носящие название вихревых токов. Чем больше сечение проводников (чем они массивнее), тем меньше их электрическое сопротивление и тем большие вихревые токи в них возникают, которые нагревают эти проводники, вызывая существенные потери электрической энергии.
Вихревые токи I_в возникают и в том случае, когда сплошные массы металла вращаются в магнитном поле и пересекают его магнитные линии (рис. 48). Как и всякие индуктированные токи, вихревые токи, согласно правилу Ленца, противодействуют причине, вызывающей их, в частности ослабляют магнитное поле, возбуждающее их.

В большинстве электрических устройств вихревые токи нежелательны и для их уменьшения увеличивают сопротивление тех проводников, в которых они возникают. Это достигается путем введения в состав материалов специальных примесей. Кроме того, ферромагнитные детали электрических машин, подвергающихся перемагничиванию, изготовляют из листовой стали толщиной 0,35 — 0,5 мм, изолируя отдельные листы лаком, тонкой бумагой или окалиной.
Однако в некоторых установках и приборах появление вихревых токов желательно. На использовании вихревых токов основана, например, работа индукционных электрических печей для плавки металлов и индукционных электроизмерительных приборов (счетчиков электроэнергии).
Индукционная печь представляет собой тигель, расположенный внутри катушки из трубчатой медной проволоки. В тигель помещают металл. Когда по обмотке печи проходит изменяющийся (переменный) электрический ток, внутри печи создается переменное магнитное поле. Магнитные линии поля индуктируют в металле вихревые токи, вызывающие его нагревание, в результате чего металл расплавляется.

Контрольные вопросы

1. Что называется относительной магнитной проницаемостью?
2. От каких величин зависит напряженность магнитного поля?
3. В каких единицах измеряется магнитная индукция?
4. Как устроен электромагнит?
5. Что называется электромагнитным реле?
6. Назовите правило для определения направления перемещения проводника с током в магнитном поле.
7. При каких условиях в проводнике возникает э. д. с. индукции?
8. От каких величин зависит э. д. с. индукции?
9. При каких условиях возникает в катушке э. д. с. самоиндукции?
10. В каких единицах измеряется индуктивность?
11. При каких условиях возникает э. д. с. взаимоиндукции?