從鐵芯的上端俯視,電流的流線呈閉合的渦旋狀,因而這種感應(yīng)電流叫做渦電流,簡稱為渦流。由于大塊金屬的電阻很小,因此渦流可達到很大的強度。 強大的渦流在金屬內(nèi)流動時會釋放出大量的焦耳熱,工業(yè)上就利用這種熱效應(yīng)制成高頻感應(yīng)電爐來冶煉金屬。渦流所產(chǎn)生的熱在某些問題中非常有害。在電機和變壓器中,為了增大磁感應(yīng)強度,都采用了鐵芯,當電機或變壓器的線圈中通過交變電流時,鐵芯中將產(chǎn)生很大的渦流,不僅損耗了大量的能量(鐵芯的又叫做渦損),甚至還可能燒毀這些設(shè)備。
為了減小渦流及其損失,通常采用疊合起來的硅鋼片代替整塊鐵芯,并使硅鋼片平面與磁感應(yīng)線平行。我們以變壓器的鐵芯為例來說明。圖2a所示為變壓器,圖2b為它中間的矩形鐵芯,鐵芯的兩邊繞有多匝的原線圈(或稱初級繞組)A1和副線圈(或稱次級繞組)A2,電流通過線圈所產(chǎn)生的磁感應(yīng)線主要集中在鐵芯中。磁通量的變化除了在原、副線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢之外,也將在鐵芯的每個橫截面(例如 截面)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)的渦電流。
若鐵芯是整塊的,如圖2c所示,對于渦流來說電阻很小,因渦流而損耗的焦耳熱就很大;若鐵芯用硅鋼片制作,并且硅鋼片平面與磁感應(yīng)線平行,如圖2d,一方面由于硅鋼片本身的電阻率較大,另一方面各片之間涂有絕緣漆或附有天然的絕緣氧化層,把渦流限制在各薄片內(nèi),使渦流大為減小,從而減少了電能的損耗。
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