ВИХРЕВЫЕ ТОКИ — это… Что такое ВИХРЕВЫЕ ТОКИ?

ВИХРЕВЫЕ ТОКИ

ВИХРЕВЫЕ ТОКИ, электрический ток, движущийся по кругу; возникает в ПРОВОДНИКЕ под воздействием переменного магнитного поля. Вихревые токи вызывают потерю энергии в ГЕНЕРАТОРАХ и ДВИГАТЕЛЯХ переменного тока, поскольку взаимодействие между вихревыми токами в движущемся проводнике и полем, в котором он движется, замедляет движение проводника.

Научно-технический энциклопедический словарь.

• ВИХРЕВОЕ ДВИЖЕНИЕ
• ВИЧ

Смотреть что такое «ВИХРЕВЫЕ ТОКИ» в других словарях:

• 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

• Вихревые токи —         токи Фуко, замкнутые электрические токи в массивном проводнике, которые возникают при изменении пронизывающего его магнитного потока. В. т. являются индукционными токами (см. Индукция электромагнитная) и образуются в проводящем теле либо… …   Большая советская энциклопедия

• 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 — (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 — 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 — (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

• 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

• 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… …   Энциклопедический словарь

• Вихревые токи — 54. Вихревые токи Электрические токи в проводящем теле, вызванные электромагнитной индукцией, замыкающиеся по кот уран, образующим односпязиую область Источник: ГОСТ 19880 74: Электротехника. Основные понятия. Термины и определения оригинал… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ВИХРЕВЫЕ ТОКИ — (токи Фуко), замкнутые индукц. токи в массивных проводниках, к рые возникают под действием вихревого электрич. поля, порождаемого переменным магн. полем. В. т. приводят к потерям электроэнергии на нагрев проводника, в к ром они возникли; для… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

Вихревые токи (токи Фуко): физический смысл, потери, применение

В электрических устройствах, приборах, машинах металлические детали способны иногда перемещаться, находясь в магнитном поле. При этом в них индуцируется ЭДС самоиндукции. В результате воздействия ЭДС в толще металлических деталей будут циркулировать вихревые В электрических устройствах, приборах, машинах металлические детали способны иногда перемещаться, находясь в магнитном поле. При этом в них индуцируется ЭДС самоиндукции. В результате воздействия ЭДС в толще металлических деталей будут циркулировать вихревые токи или их еще называют токи Фуко (по фамилии первого исследователя).

В свою очередь, вихревые токи индуцируют собственные магнитные потоки, замыкающиеся в проводнике, которые в соответствии с правилом Ленца препятствуют изменению магнитного потока прибора или устройства, тем самым ослабляя его.

Рассмотрим процесс формирования вихревых токов в металлическом сердечнике, помещенном в магнитное поле катушки, по которой протекает переменный ток. Вокруг катушки формируется переменный магнитный поток, пересекающий сердечник.

В сердечнике также будет индуцироваться ЭДС, вызывающая в нем так называемые вихревые токи, которые нагревают сердечник. Поскольку сопротивление сердечника незначительно, то наводимые индукционные токи могут быть достаточно большими, что приведет к сильному нагреву сердечника.

Первые исследования в области изучения вихревых токов были проведены в 1824 г. французким физиком Д.Ф. Араго, который обнаружил их наличие в медном диске, находящемся на оси под обращающейся магнитной стрелкой.

Под воздействием вихревых токов диск оборачивался.

Первые подробные исследования вихревых токов были проведены французским исследователем Фуко, и впоследствии по его имени они и получили свое название.

Методы уменьшения вихревых токов

Мощность, расходуемая на нагрев электротехнических устройств электромагнитного типа, значительно снижает их КПД. Поэтому с целью уменьшения величины вихревых токов повышают сопротивление магнитопровода.

Для этого сердечники выполняют не сплошными, а набирают из отдельных тонких пластин (толщиной 0,1- 0,5 мм), покрытым слоем изоляционного материала.

Также при изготовлении сердечника в сырье вводят специальные добавки, увеличивающие его сопротивление.

Практическое применение токов Фуко

В некоторых случаях вихревые токи используют в полезных целях. К примеру, создание устройства магнитного тормоза диска электросчетчика. Оборачиваясь, диск пересекает магнитные линии магнита, в толщине диска формируется вихревые токи, которые создают свои магнитные потоки, препятствующие вращению диска, и вызывающие его торможение.

Полезное действие вихревые токи оказывают при индукционной плавке металлов.

Для этого тигель с металлом размещают в магнитное поле, которое своим воздействием индуцирует вихревые токи, расплавляющие металл, при этом тигель остается холодным.

Токи Фуко. Вихревые токи и их применение

Автор Alexey На чтение 3 мин. Просмотров 969 Опубликовано 26.11.2016 Обновлено 26.11.2016

Вихревые или цикличные токи имеют как позитивное, так и негативное значение для человека. С одной стороны, они являются причиной утрат энергии в массивном проводнике или катушке. В то же время явление вихревого тока можно применять и с пользой – например ,создание индукционных печей. Но обо всем по порядку.

Открытие вихревых токов

Вихревые электрические токи были открыты французским ученым Араго Д.Ф. Ученый экспериментировал с медным диском и стрелкой, которая была намагничена.

Она крутилась вокруг диска, в какой-то момент времени он начал повторять движения стрелки. Тогдашние ученые объяснение явлению не нашли – это странное движение назвали «явление Араго». Загадка ждала своего времени.

 

Через несколько лет вопросом заинтересовался Максвелл Фарадей, на тот момент, открывший свой знаменитый закон электромагнитной индукции.

Согласно закону, М. Фарадей выдвинул предположение, что движимое магнитное поле имеет влияние на атомную металлическую решетку медного проводника.

Электрический ток, возникший в результате направленного движения электронов, всегда создает магнитное поле по всему периметру проводника. Детально описал вихревые токи, опираясь на работы Араго и Фарадея – физик-экспериментатор Фуко, откуда они и получили свое второе название.

Какова природа вихревых токов?

Замкнутые циклические токи способны возникать в проводниках, в тех случаях, когда магнитное поле вокруг этих проводников не стабильно, то есть постоянно меняющееся во времени или динамично вращающееся.

Таким образом, сила вихревого тока прямо зависит от скорости изменения магнитного потока, пронзающего проводник. Известно, что электроны в проводнике двигаются линейно вследствие разницы потенциалов, таким образом электрический ток прямо направлен.

Токи Фуко проявляют себя иначе и замыкаются прямо в теле проводника, образуя вихреобразные цикличные контуры. Они способны взаимодействовать с магнитным полем, вследствие действия которого они и возникли. (рис 1)

Вихревые токи в проводнике

На рисунке можно хорошо рассмотреть, как интересующие нас токи увеличиваются при повышении уровня индукции (показаны пунктирными направляющими) в середине катушки, которая подключена к переменному току.

Исследуя вихревые токи Фуко русский ученый Ленц сделал вывод, что собственное магнитное поле этих токов не дает магнитному потоку, причиной коих они и являются, изменится. Характер направления силовых линий вихревого электрического тока совпадает с вектором направления индукционного тока.

Значение и применение

В момент движения тела в создаваемых магнитных полях токи Фуко являются причиной физического замедления тела в этих полях. Эта способность давно реализована в конструкции бытового электросчетчика. Суть заключается в том, что замедляется алюминиевый диск, вращающийся под действием магнита. (рис2)

Рисунок изображает диск счетчика электрической энергии, где сплошной стрелкой указано направление вращения самого диска, а пунктирными – вихревые потоки

Эти же взаимодействия помогли реализовать идею создания насоса для перекачки расплавленных металлов. Токи Фуко провоцируют возникновение скин — эффекта. В результате их действия КПД проводника уменьшается, поскольку посредине сечения проводника ток фактические отсутствует, а преобладает на его периферии.

Для уменьшения потерь электроэнергии, особенно при передаче на длительные дистанции, используют многоканальный кабель, каждая жила в котором имеет свою изоляцию. Вихревые токи, а именно индукционные печи, сконструированные на их основе, нашли широкое применение в металлургии.

Их использую для плавки металлов, их перекачивания и закалки поверхности. А также свойства вихревых токов используются для замедления и остановки металлического диска в индукционных тормозах. В современных вычислительных приборах и аппаратах токи Фуко способствуют замедлению движущихся частиц.

Образование вихревых токов в двухпроводной линии

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

линия электропередачи, вихревые токи

Линия электропередачи состоит из двух медных проводников, несущих одинаковый ток в разных направлениях.

Тип задачи:
Плоско-параллельная задача нестационарного магнитного поля.

Геометрия:
Образование вихревых токов в двухпроводной линииЛиния электропередачи состоит из двух медных проводников, несущих одинаковый ток в разных направлениях.МедьВоздухOØ 0.2 мм20 мм

Дано
Электропроводность меди g = 56 MСм/м;
Длина линии l = 1 м
Приложенное напряжение U = 1 мВ, концы линии закорочены.

Задача:
Рассчитать процесс образования вихревых токов в проводниках.

Решение:
Сопротивление проводника может быть вычислено как R_пров = l / (g * S),
где S = πr² — площадь поперечного сечения проводника, r — радиус проводника, l — длина линии.

Индуктивность линии может быть посчитана как L = μ₀*l/π * (ln

(D/r) + 0.25),
где D — расстояние между проводниками.

Изменение тока во времени для эквивалентной электрической R-L цепи с сосредоточенными параметрами описывается уравнением
I(t) = U/R * (1 — e^{—t / T}), где T = L/R — постоянная времени цепи.

Результат:
Аналитическое решение. R_пров = 1 / (56*10⁶ * (π*0.0001²)) = 0.5684 Ом
Сопротивление всей линии (двух проводников) R = 2*R_пров = 2*0.5684 = 1.1368 Ом
Индуктивность L = 4π*10^-7*1/π * (ln(0.02/0.0001) + 0.25) = 2.219 мкГн

Распределение вихревых токов в проводниках линии посчитанное в ELCUT

Изменение тока во времени

Вихревые токи

Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: 27 февраля 2015.
Категория: Статьи.

Рассматривая принцип действия генератора постоянного тока, можно заметить, что при его вращении в проводниках обмотки якоря, пересекающих магнитное поле, индуктируется электродвижущая сила (ЭДС). Так как и сам стальной якорь пересекает те же магнитные индукционные линии, то в нем, также как и в проводнике, должны индуктироваться токи.

Токи, которые индуктируются в металлических телах при пересечении их магнитными линиями, называются вихревыми токами, или токами Фуко.

Рисунок 1. Возникновение вихревых токов в сплошном стальном якоре электрической машины

Рисунок 2. Изменение пути вихревых токов при разделении стального якоря электрической машины на изолированные участки. Стрелками показаны направления индукционных токов

Рисунок 3. Схема устройства индукционной печи

На рисунке 1 схематически изображен якорь, вращающийся в магнитном поле. Вихревые токи Фуко в якоре, условно показанные пунктирными стрелками, проходя по телу якоря, будут нагревать его, на что затрачивается энергия. Если не принять мер к уменьшению вихревых токов, они, сильно нагревая якорь, могут привести к порче изоляции его обмоток. Уничтожить совсем потери на вихревые токи нельзя, но уменьшить их можно и нужно.

Для уменьшения потерь на вихревые токи в трансформаторе, якоре генератора, электрическом двигателе, магнитопроводы собирают из отдельных тонких (0,35 – 0,5 мм) штампованных листов мягкой стали, расположенных по направлению линий магнитного потока и изолированных один от другого лаком или тонкой бумагой. Это делается для того, чтобы вследствие малого поперечного сечения каждого стального листа уменьшить величину проходящего через него магнитного потока, а стало быть уменьшить индуктируемые в нем ЭДС и ток.

Путь вихревых токов в теле якоря при разделении последнего на отдельные изолированные участки схематически показан на рисунке 2.

Чтобы еще больше ослабить вихревые токи, увеличивают удельное сопротивление стали путем добавления в нее около 4 % кремния. Такая сталь называется легированной.

Однако не всегда вихревые токи являются вредными; в некоторых случаях они находят и полезное применение. Так, например, эти токи используют для закалки стальных изделий токами высокой частоты, в работе индукционных электроизмерительных приборов, счетчиков и реле переменного тока (описанных ниже).

В индукционных печах (рисунок 3) вихревые токи, наводимые первичной обмоткой I во вторичной обмотке II, которой является масса металла, настолько сильны и количество тепла, выделяемое ими, так велико, что металл плавится.

Применение вихревых токов находит свое применение в измерительных приборах. Часто в них устанавливают магнитоиндукционные тормозы (рисунок 4). При колебаниях стрелки (рисунок 4, а) или при вращении диска (рисунок 4, б) они пересекают поле магнита М и в них индуктируются вихревые токи, которые по правилу Ленца имеют такое направление, что противодействуют вызвавшей их причине. Таким образом, эти токи будут тормозить вращение диска и уменьшать колебания стрелки, быстро ее успокаивая.

Рисунок 4. Магнитоиндукционные тормозы

Источник: Кузнецов М.И., «Основы электротехники» — 9-е издание, исправленное — Москва: Высшая школа, 1964 — 560с.

Вихревые токи – токи Фуко, что это такое и где они используются | Энергофиксик

Вихревые или еще так называемые цикличные токи могут нести в себе помимо вреда еще и пользу. С одной стороны, вихревые токи — это непосредственная причина потерь электроэнергии в проводнике либо же катушке. В то же самое время на этом эффекте построены современные индукционные печи, так что польза от таких токов есть. Давайте поговорим о пользе и вреде немного по подробней.

yandex.ru

yandex.ru

Краткое определение

Для начала давайте дадим определение озвученному явлению. Вихревые токи — это такие токи, которые начинают протекать по причине воздействия переменного магнитного поля. При этом может изменяться не само поле, а положение проводника в этом поле, то есть если проводник начнет перемещаться в статичном поле, то в нем все равно образуются токи Фуко.

И траекторию протекания таких токов определить невозможно. Известно лишь то, что ток проходит в том месте, где сопротивление минимально.

Как открыли это явление

Изначально вихревые токи были зафиксированы в 1824 году ученым
Д.А. Араго во время проведения следующего опыта:

На одной оси были смонтированы медный диск и магнитная стрелка, диск располагался внизу, а стрелка несколько выше. Так вот, когда стрелку вращали, то медный диск также начинал вращаться, так как протекающие токи формировали магнитное поле, которое и вступало во взаимодействие с магнитной стрелкой.

Наблюдаемый эффект получил название – явление Араго.

yandex.ru

yandex.ru

По истечении нескольких лет этот вопрос стал изучать Максвелл Фарадей, который как раз открыл закон электромагнитной индукции. Так вот, согласно открытому закону было сделано предположение, что магнитное поле оказывает непосредственное воздействие на атомарную решетку проводника.

И образующийся в результате данного воздействия электрический ток, всегда формирует магнитное поле во всем проводнике.

А подробно описал вихревые токи уже экспериментатор Фуко, именно поэтому второе название вихревых токов – токи Фуко. С историей немного познакомились, теперь давайте узнаем природу вихревых токов.

Природа вихревых токов

Замкнутые циклические токи могут образоваться в проводнике только в том варианте, когда магнитное поле, в котором находится проводник, имеет нестабильную структуру, то есть имеет вращение или изменяется со временем.

Из этого следует, что сила вихревых токов имеет прямую связь со скоростью изменения магнитного потока, проходящего через проводник.

По общепринятой теории электроны перемещаются в проводнике линейным образом из-за разности потенциалов, а это значит, что ток имеет прямое направление.

yandex.ru

yandex.ru

Токи Фуко ведут себя совершенно по-другому и образуют вихревой замкнутый контур прямо в проводнике. При этом данные токи способны на взаимодействие с магнитным полем, которое их и создало.

Проводя исследование этих токов, ученый Ленц сделал вывод, что сгенерированное вихревыми токами магнитное поле не позволяет магнитному потоку, который и создал эти токи, измениться. При этом направленность силовых линий вихревого тока идентично вектору направления индукционного тока.

Вихревые токи и их вред

Давайте вспомним, как выглядит обычный трансформатор.

Так вот, если вы внимательно посмотрите на сердечник, то вы увидите, что он собран из отдельных пластин. А вам не кажется, что гораздо проще его было выполнить цельным?

Именно таким «дроблением» пытаются максимально снизить негативное воздействие токов Фуко. Ведь вихревые токи нагревают тело, в котором они протекают.

Как же они появляются в трансформаторе? Его работа и основана на принципах взаимодействия магнитных полей переменного характера, а как мы уже знаем переменное поле неизбежно порождает вихревые токи.

yandex.ru

yandex.ru

Получается, что вихревой ток нагревает сердечник. А нагрев ведет к снижению КПД и сильный перегрев приведет к оплавлению изоляции, а значит разрушению трансформатора.

Как снижают потери

Данные потери могут быть описаны следующей формулой:

Как вы знаете, верно следующее утверждение: проводник с маленьким сечением обладает большим сопротивлением, а чем больше сопротивление проводника, тем меньший ток проходит через него.

Именно поэтому сердечник выполнен из цельного куска стали, а не собран из тонких пластин, которые изолированы друг от друга окалиной или слоем лака. Такой способ сборки сердечника максимально уменьшает потери в сердечнике, то есть сводят вихревые токи до минимума.

Полезное использование вихревых токов

Данные токи не только несут негатив. Их давно научились использовать с пользой. Так, например, свойства вихревых токов используются в индукционных счетчиках. Данные токи замедляют вращение алюминиевого диска, который вращается под действием магнитного поля.

Так же создание индукционных сталеплавильных печей оказало несоизмеримый вклад в развитие всей современной индустрии производства стали.

yandex.ru

yandex.ru

Такие печи работают следующим образом: металл, который будут подвергать плавлению, помещают внутрь катушки, через которую начинают пропускать ток повышенной частоты. При этом магнитное поле формирует большие токи внутри металла, и последующий нагрев расплавляет металл.

В многоквартирных домах вы сможете увидеть индукционные плитки, принцип работы которых также основан на использовании эффекта образования вихревых токов.

Заключение

Это все, что я хотел вам рассказать о вихревых токах (токах Фуко). Если статья оказалась вам полезна или интересна, то оцените ее лайком. Спасибо за ваше внимание!

Вихретоковый неразрушающий контроль — Oktanta NDT

Описание

Вихретоковый неразрушающий метод позволяет бесконтактно и быстро производить диагностику металлических объектов. Современные приборы, использующие метод вихревых токов, способны: выявлять и давать оценку размеров поверхностных и подповерхностных дефектов, при определённых условиях выявлять дефекты, расположенные с внутренней стороны объекта контроля, измерять расстояние между датчиком и объектом контроля, измерять толщину контролируемого объекта, в том числе объектов изготовленных из стали.

Принцип действия

На рисунке представлен вариант накладного вихретокового преобразователя. Он состоит из одной катушки, изготовленной в форме кольца или спирали. Источник переменного напряжения создаёт в катушке датчика переменный ток, который формирует первичное переменное магнитное поле. Поле, созданное катушкой, частично проникает вглубь объекта контроля на некоторую глубину, при этом переменное магнитное поле создаёт в объекте контроля вихревые токи. Распределение вихревых токов зависит от частоты первичного переменного поля, магнитной проницаемости материала, удельного электрического сопротивления материала, а также от геометрии объекта контроля в районе расположения датчика.

Наличие дефектов в области протекания вихревых токов видоизменяет их траектории. Вследствие этого видоизменяется вторичное поле, которое определяется вихревыми токами. Анализируя форму, амплитуду и фазу вторичного поля вихревых токов, можно сделать вывод о наличии или отсутствии дефектов. Помимо дефектов, на распределение вторичного поля вихревых токов влияют зазор и толщина объекта контроля, поэтому метод позволяет не только выявлять дефекты, но и измерять толщину объекта контроля.

Импульсный вихретоковый контроль

Метод импульсного вихретокового контроля работает сходным образом: постоянный ток в катушке датчика создаёт магнитное поле, которое проникает в объект контроля и вызывает в нём вихревые токи. Анализ скорости затухания токов в объекте контроля после отключения первичного магнитного поля позволяет диагностировать наличие дефектов и изменения толщины металла в объекте контроля. На основе этой технологии работает наш импульсный вихретоковый дефектоскоп PE4332, который может диагностировать объекты через слой изоляции до 30 сантиметров.

Основные преимущества технологии контроля методом вихревых токов

• Контроль происходит бесконтактно, с большим рабочим зазором
• Высокая производительность контроля, которая может исчисляться метрами в секунду
• В случае измерения толщины объекта, слабая чувствительность к форме объекта, наличию коррозии и ржавчины

Что такое вихревые токи и как они влияют на работу двигателя?

Одним из электромагнитных принципов, регулирующих работу электродвигателя, является закон Фарадея, который гласит, что при изменении магнитной среды катушки с проволокой — будь то перемещение магнита и катушки относительно друг друга или изменение магнитного поля. поле — будет индуцировано напряжение или электродвижущая сила (ЭДС).

Другой фундаментальный закон электромагнетизма — закон Ленца — основан на законе Фарадея, чтобы гарантировать, что магнитный поток остается постоянным.Закон Ленца объясняет, что полярность наведенной ЭДС такова, что ток, который она генерирует (согласно закону Ома), будет иметь магнитное поле, направление которого противоположно изменению, которое его вызвало. Другими словами, индуцированное магнитное поле противостоит исходному магнитному полю. (Обратите внимание на отрицательный знак в уравнении для ЭДС ниже.)

E = наведенная ЭДС (В)

N = количество витков в катушке

Φ = магнитный поток (Вебер, Вт)

t = время (с)

Токи, генерируемые в соответствии с законом Фарадея, известны как вихревые токи , потому что они текут или циркулируют в проводнике — подобно водоворотам в водоеме.Величина вихревого тока напрямую связана с силой магнитного поля, скоростью изменения магнитного потока и площадью катушки, но имеет обратную зависимость от удельного сопротивления проводника.

При протекании вихревых токов через проводник выделяется тепло, называемое джоулевым нагревом. Величина джоулева нагрева пропорциональна квадрату тока, поэтому даже небольшое уменьшение вихревых токов может существенно повлиять на количество выделяемого тепла.

Одним из наиболее эффективных способов уменьшения вихревых токов в двигателях является использование пластин (тонких листов металла, которые электрически изолированы друг от друга), которые имеют меньшую площадь поверхности и более высокое сопротивление, чем твердый сердечник. Это снижает величину вихревых токов, которые могут образовываться, и, в свою очередь, количество возникающего джоулева нагрева.

Использование тонких пластин (справа) вместо твердого сердечника (слева) снижает величину вихревых токов в двигателе.
Изображение предоставлено википедией.org

Мощность, потерянная в результате джоулева нагрева, называется потерей на вихревые токи , которую можно найти с помощью уравнения:

P _e = потери на вихревые токи (Вт)

k _e = коэффициент вихревого тока

B = плотность потока (Вб / м ² )

f = частота вращения магнитного поля в секунду (Гц)

t = толщина проводника (м) * поэтому используются тонкие пластинки, а не сплошные жилы

В = объем проводника (м ³ )

Обратите внимание, что величина потерь на вихревые токи пропорциональна квадрату частоты реверсирования магнитного поля и, следовательно, квадрату скорости двигателя.Вот почему крутящий момент, создаваемый электродвигателем, уменьшается с увеличением скорости — из-за нагрева из-за потерь на вихревые токи (а также других потерь, таких как потери на гистерезис). Двигатели с большим числом полюсов, такие как шаговые двигатели, испытывают высокие потери на вихревые токи из-за высокой частоты реверсирования магнитного поля.

Влияние потерь в стали (гистерезисные потери + потери на вихревые токи) на двигатель BLDC.
Изображение предоставлено: maxon

---

Вихретоковые потери и гистерезисные потери классифицируются как потери в сердечнике (также называемые потерями в стали или магнитными потерями), поскольку они зависят от магнитных путей через железный сердечник двигателя.

---

Хотя вихревые токи являются нежелательным явлением в электродвигателях, они полезны в других приложениях, таких как вихретоковые тормоза, устройства неразрушающего контроля и индуктивные датчики приближения.

Что такое вихревые течения в реках

Мы не собираемся лгать, нас иногда сбивает с толку, как один участок воды, будь то в реке или даже заливе во время прилива, может иметь совершенно другую скорость и динамику, чем что-то в нескольких футах от нас.И мы также всегда стараемся разбираться в воде, насколько это возможно в целях безопасности … и, честно говоря, скорости!

Итак, если вам когда-либо было интересно узнать, где быть, а где не быть, когда вы плывете в определенных направлениях, эта статья для вас. Мы обратились к Давиде Сартони, чей опыт и понимание технологии River SUP и динамики воды поразили нас. Наслаждаться!

Вихревые течения в реках

Когда река протекает мимо препятствия, вода заполняет пространство ниже по течению, образуя вихрь.Гребцы с бурной водой часто используют водовороты для разведки, перегруппировки и отдыха, систематически спускаясь по порогам. Водовороты также используются как более безопасные места для восстановления пловцов и снаряжения во время спасательных операций. Чтобы эффективно и безопасно перемещаться по водоворотам и выходить из них, гребцам необходимо лучше понимать гидрологию этих особенностей.

Вихревая гидрология

Область внутри водоворота может быть разбита на три зоны в зависимости от движения воды:

• Зона наполнения .Здесь вода, которая заполняет вихрь от основного нисходящего потока, циркулирует в восходящем направлении к «вершине» вихря — самой верхней части вихря, расположенной чуть ниже препятствия, которое его создает. Течение часто сильнее на внешнем периметре ближайшего к береговой линии водоворота.
• Стоячая зона . Здесь вода относительно неподвижна, часто в центре водоворота.
• Зона промывки . Здесь вода вымывается на дне водоворота и течет вниз по потоку.

Когда вы впервые узнаете, как определять поток воды внутри водоворота, полезно наблюдать за движением пузырьков, пены или мусора на поверхности воды.

Еще одним важным элементом вихря является линия Eddy Line , граница, которая отделяет вихрь от основного потока, движущегося вниз по потоку. Линии вихря имеют тенденцию быть более узкими и лучше очерченными в верхней части вихря. Чем дальше по потоку от вершины вихря, тем более «мягким» и менее выраженным становится линия вихря.Четко очерченные вихревые линии видны на поверхности воды, отклоняющейся назад к основному течению вниз по реке от вершины вихря. В областях с более высоким градиентом, где течение реки движется быстрее вокруг препятствия, существует большая разница течений между потоком воды в водовороте (циркулирующим вверх по течению) и потоком воды в основном потоке (движущимся вниз по течению). По мере увеличения дифференциала тока линия вихря становится более турбулентной. В больших реках с уклоном водовороты часто охраняются линиями водоворотов, образующими впечатляющие водные гребни.

Вихревая гидрология

Вихри также образуются за отдельными завалами посреди реки. Нисходящий ток обтекает препятствие и заполняет пространство за ним с обеих сторон. Это приводит к появлению двух вихревых линий, по одной по обе стороны от препятствия, и отражающих вихревые токи, которые циркулируют воду к центру вихря вверх по потоку.

Срединный Эдди

Гребля по вихревым линиям

Превращение в вихрь от основного нисходящего тока называется «вихревым поворотом».Опытные гребцы знают, что нужно пересекать линию вихря около вершины вихря, где линия вихря более узкая и четко очерченная. Здесь наибольший перепад тока и оптимальные условия для быстрых резких вихревых поворотов. Стремление к вершине вихря также снижает вероятность дрейфа по течению вниз по реке и полного пропуска вихря.

Eddy Turn — кромка вверх по потоку

Попав в водоворот, гребцы, использующие водовороты для перегруппировки, должны перейти в зону стояния.Здесь они будут тратить наименьшее количество энергии, чтобы оставаться на одном месте в ожидании членов своей группы.

Как только они будут готовы выйти из вихря обратно в основной нисходящий поток, гребцы могут либо перейти в зону промывки, либо, что еще лучше, они могут использовать импульс восходящего потока вихревого тока в зоне заполнения и «отслоить» через линию вихря. около вершины водоворота.

Peel Out — кромка вниз по потоку

При пересечении вихревых линий гребной гребец перемещается от воды, текущей в одном направлении, к воде, текущей в противоположном направлении.Это уязвимая ситуация, которая может привести к опрокидыванию и / или плаванию для менее опытных гребцов. Чтобы добиться успеха, ожидайте изменения направления потока воды и агрессивно наклоняйтесь в направлении, в котором течет вода. Акт наклона / давления на край или поручень плавсредства называется «опрокидыванием».

Время обрезки также важно. Во время поворота вихря от основного течения к водовороту дождитесь, пока от ⅓ до ½ судна пересечет линию вихря, прежде чем переходить на сторону вверх по течению (здесь гребной гребной входит в воду, циркулирующую вверх по течению).При выходе из вихря в основной нисходящий поток, начните обрезку нижнего края / направляющей во время установки и поддерживайте давление на протяжении всего поворота (здесь гребной гребной втягивается вода, текущая в нижнем направлении). Крепление с помощью весла со стороны кромки помогает наклоняться и давить на край / поручень плавсредства.

«Угол» и «скорость» также важны. Рекомендуется «квадрат», чтобы судно пересекало водное судно под углом, перпендикулярным линии вихря, в то время как несущая скорость снижает вероятность сваливания на линии вихря.

Вихревые повороты и пилинг-ауты следует сначала практиковать в бурной воде, которая находится в пределах возможностей гребца. Выработка правильного времени и интенсивности окантовки может быть сложной задачей и часто может привести к заплыву. Ищите водовороты с более безопасным выходом и без опасностей ниже по течению. Когда навыки гребца разовьются, он / она может выбрать для практики более сложные водовороты.

Если вы потратите некоторое время, наблюдая за опытными гребцами на бурной воде, вы часто заметите, как они грациозно прыгают от одного водоворота к другому при движении по порогам.Это называется «вихревым прыжком». Часто это превращается в игру, в которую играют группы гребцов, как способ попрактиковаться и отточить навыки. Прежде чем войти в водоворот, занятый другими гребцами, убедитесь, что для вас достаточно места, в противном случае ищите менее многолюдный. Перед тем, как выйти из водоворота, всегда смотрите вверх по течению, чтобы не срезать других гребцов. Помните, что нисходящий трафик всегда имеет приоритетное преимущество!

По сценарию Давиде Сартони — Парень с речным сапогом

---

Командный писатель Давиде Сартони (он же The River SUP Guy) — Впервые я познакомился со стоячим паддлбордом в прозрачных голубых водах озера Тахо, и был очарован с самого первого гребка веслом.Когда позже я обнаружил, что могу кататься на SUP по реке, моя жизнь буквально перевернулась с ног на голову. Воодушевляющее чувство стремительного бега на SUP стало моей самой большой навязчивой идеей! Сейчас я провожу более 100 дней в году, занимаясь SUP-серфингом в реке, в дождь, снег или солнце. Я предлагаю инструкции по серфингу на реке в северной Неваде и северной Калифорнии, а также речные прогулки с гидом по экзотическим местам по всему миру. Я сертифицированный инструктор по SUP-серфингу в Американской ассоциации каноэ, а также сертифицирован в области быстрого спасения на воде и в качестве лица, оказывающего помощь в дикой природе.[http://theriversupguy.com]

Если у вас есть идея для Давиде, о которой он может написать, или у вас есть вопросы, пришлите их нам, и мы поделимся ими!

Что такое вихревой ток?

Спросил: Ниламбари Джоши

Ответ

Вихревой ток — это ток, индуцируемый маленькими завихрениями («водоворотами») на большом проводнике (изобразите лист меди). Если большая проводящая металлическая пластина перемещается через магнитное поле, которое пересекает перпендикулярно листу, магнитное поле будет индуцировать небольшие «кольца» тока, которые фактически создадут внутренние магнитные поля, противодействующие изменению.Вот почему большой лист металла, прошедший через сильное магнитное поле, остановится, когда начнет двигаться через это поле. Вся его кинетическая энергия вызовет значительное изменение магнитного поля, когда оно войдет в него, что вызовет кольца тока, которые будут противодействовать окружающему магнитному полю и замедлить объект. Фактически, кинетическая энергия будет направлять небольшие токи внутри металла, которые будут выделять эту энергию в виде тепла, когда они проталкиваются через металл. Если это не удовлетворительный ответ, рассмотрите простую проволочную петлю, перемещаемую через магнитное поле.Если вы узнали что-нибудь о двигателях и / или генераторах, вы, вероятно, узнали, что ток будет индуцироваться в этом контуре аналогичным образом. Точно так же проволочная петля, помещенная в магнитное поле, будет индуцировать ток, который затруднит дальнейшее толкание. Точно так же он будет сопротивляться вытаскиванию. Вихревой ток делает то же самое, но вместо того, чтобы быть вынужденным на пути петли, ему разрешается перемещаться по «вихревой» схеме, которую обеспечивает природа. Чтобы избавиться от вихревых токов, в металле можно прорезать прорези, чтобы не возникало больших завихрений.Вот почему металлические сердечники трансформаторов часто собираются в виде небольших пластин с изолятором между ними. Это предотвращает потерю энергии переменного тока в вихрях, генерируемых внутри магнитного сердечника (который обычно также является проводящим, потому что это металл, подобный железу). Иногда вихревые токи — это хорошо. Упомянутое выше, вихревые токи помогают быстро преобразовывать кинетическую энергию в другие формы энергии. Из-за этого были созданы тормозные системы, использующие это преимущество. Добавление магнитного поля вокруг вращающегося куска металла вызовет вихревые токи в этом металле, чтобы создать магнитные поля, которые будут замедлять быстрое вращение объекта, пока магнитное поле достаточно сильное.Теперь можно сделать еще один шаг вперед и построить схему, которая перетасовывает кинетическую энергию, превращенную в электрическую, обратно в батарею. Это то, что делают многие гибридные автомобили (и «сегвей» Дина Камена не только когда он останавливается, но и когда он едет под гору).
Ответил: Тед Павлик, студент-электротехник

13.6: Вихревые токи — Физика LibreTexts

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объясните, как в металлах создаются вихревые токи
• Опишите ситуации, когда вихревые токи полезны, а где нет

Как обсуждалось в двух разделах ранее, ЭДС движения индуцируется, когда проводник движется в магнитном поле или когда магнитное поле движется относительно проводника.Если ЭДС движения может вызвать ток в проводнике, мы называем этот ток вихревым током .

Магнитное демпфирование

Вихревые токи могут вызывать значительное сопротивление, называемое магнитным демпфированием , при движении. Рассмотрим устройство, показанное на рисунке \ (\ PageIndex {1} \), которое раскачивает маятник между полюсами сильного магнита. (Это еще одна любимая демонстрация физики.) Если боб металлический, на боб действует значительное сопротивление, когда он входит в поле и покидает его, быстро демпфируя движение.Однако, если боб представляет собой металлическую пластину с прорезями, как показано в части (b) рисунка, магнит производит гораздо меньший эффект. Заметного воздействия на боб из изолятора не наблюдается. Почему сопротивление возникает в обоих направлениях и есть ли применение магнитному сопротивлению?

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Обычное физическое демонстрационное устройство для изучения вихревых токов и магнитного затухания. (а) Движение металлического маятника, раскачивающегося между полюсами магнита, быстро затухает под действием вихревых токов.(b) Имеется незначительное влияние на движение металлического боба с прорезями, что означает, что вихревые токи становятся менее эффективными. (c) На непроводящем бобе также отсутствует магнитное затухание, поскольку вихревые токи чрезвычайно малы.

На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показано, что происходит с металлической пластиной, когда она входит в магнитное поле и выходит из него. В обоих случаях он испытывает силу, противодействующую его движению. Когда он входит слева, поток увеличивается, создавая вихревой ток (закон Фарадея) в направлении против часовой стрелки (закон Ленца), как показано.Только правая сторона токовой петли находится в поле, поэтому на нее слева действует беспрепятственная сила (RHR-1). Когда металлическая пластина полностью находится внутри поля, вихревой ток отсутствует, если поле однородно, поскольку поток остается постоянным в этой области. Но когда пластина покидает поле справа, поток уменьшается, вызывая вихревой ток по часовой стрелке, который, опять же, испытывает силу слева, еще больше замедляя движение. Аналогичный анализ того, что происходит, когда пластина поворачивается справа налево, показывает, что ее движение также затухает при входе в поле и выходе из него.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): более подробный взгляд на проводящую пластину, проходящую между полюсами магнита. Когда он входит в поле и выходит из него, изменение магнитного потока создает вихревой ток. Магнитная сила на токовой петле препятствует движению. Когда пластина полностью находится внутри однородного поля, нет ни тока, ни магнитного сопротивления.

Когда металлическая пластина с прорезями входит в поле (рисунок \ (\ PageIndex {3} \)), ЭДС индуцируется изменением магнитного потока, но она менее эффективна, поскольку прорези ограничивают размер контуров тока.Более того, в соседних контурах есть токи в противоположных направлениях, и их эффекты нейтрализуются. Когда используется изоляционный материал, вихревые токи чрезвычайно малы, поэтому магнитное затухание на изоляторах незначительно. Если необходимо избежать вихревых токов в проводниках, они должны быть выполнены с прорезями или состоять из тонких слоев проводящего материала, разделенных изоляционными листами.

Рис. \ (\ PageIndex {3} \): Вихревые токи, индуцированные в металлической пластине с прорезями, входящие в магнитное поле, образуют небольшие петли, и силы на них стремятся нейтрализовать, тем самым делая магнитное сопротивление почти нулевым.

Применение магнитного демпфирования

Одно из применений магнитного демпфирования встречается в чувствительных лабораторных весах. Для максимальной чувствительности и точности весы должны быть максимально свободными от трения. Но если он без трения, то будет очень долго колебаться. Магнитное демпфирование — простое и идеальное решение. При магнитном демпфировании сопротивление пропорционально скорости и обращается в ноль при нулевой скорости. Таким образом, колебания быстро затухают, после чего демпфирующая сила исчезает, благодаря чему баланс становится очень чувствительным (рисунок \ (\ PageIndex {4} \)).В большинстве весов магнитное демпфирование достигается с помощью проводящего диска, который вращается в фиксированном поле.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Магнитное демпфирование этих чувствительных весов замедляет их колебания. Поскольку закон индукции Фарадея дает наибольший эффект при самых быстрых изменениях, демпфирование наибольшее для больших колебаний и стремится к нулю при остановке движения.

Поскольку вихревые токи и магнитное затухание возникают только в проводниках, центры переработки могут использовать магниты для отделения металлов от других материалов.Мусор партиями сбрасывается по пандусу, под которым находится мощный магнит. Проводники в мусоре замедляются из-за магнитного затухания, в то время как неметаллы в мусоре движутся дальше, отделяясь от металлов (Рисунок \ (\ PageIndex {5} \)). Это работает для всех металлов, а не только для ферромагнитных. Магнит может отделить ферромагнитные материалы самостоятельно, воздействуя на неподвижный мусор.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Металлы можно отделить от другого мусора с помощью магнитного перетаскивания. В металлах создаются вихревые токи и магнитное сопротивление, которые направляются вниз по этой рампе мощным магнитом под ней.Неметаллы идут дальше.

Другие основные области применения вихревых токов — это металлоискатели , и тормозные системы , в поездах и американских горках. Переносные металлоискатели (рисунок \ (\ PageIndex {6} \)) состоят из первичной катушки, по которой проходит переменный ток, и вторичной катушки, в которой индуцируется ток. В куске металла рядом с детектором индуцируется вихревой ток, вызывая изменение наведенного тока во вторичной катушке. Это может вызвать какой-то сигнал, например пронзительный шум.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): солдат в Ираке использует металлоискатель для поиска взрывчатых веществ и оружия. (предоставлено армией США)

Торможение с использованием вихревых токов более безопасно, поскольку такие факторы, как дождь, не влияют на торможение, и торможение более плавное. Однако вихревые токи не могут полностью остановить движение, поскольку создаваемое тормозное усилие уменьшается с уменьшением скорости. Таким образом, скорость может быть уменьшена с, скажем, 20 м / с до 5 м / с, но для полной остановки транспортного средства требуется другая форма торможения.Обычно в американских горках используются мощные редкоземельные магниты, такие как неодимовые магниты. На рисунке \ (\ PageIndex {7} \) показаны ряды магнитов в таком приложении. У транспортного средства есть металлические ребра (обычно содержащие медь), которые проходят через магнитное поле, замедляя транспортное средство почти так же, как с маятниковым бобом, показанным на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): ряды редкоземельных магнитов (выступающие горизонтально) используются для магнитного торможения на американских горках.(кредит: Стефан Шеер)

Индукционные варочные панели имеют электромагниты под своей поверхностью. Магнитное поле быстро изменяется, создавая вихревые токи в основании горшка, вызывая повышение температуры горшка и его содержимого. Индукционные варочные панели обладают высокой эффективностью и хорошим временем отклика, но для работы индукционной плиты в основании кастрюли должны быть проводники, такие как железо или сталь.

Сэмюэл Дж. Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами.Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

ПРИНЦИПОВ Вихревого тока | uniwest

Понимание катушек

Катушка из медной проволоки — это обычный метод наведения вихревых токов. Переменный ток, протекающий через катушку, создает магнитные поля внутри и вокруг катушки. Магнитные поля образуют петли вокруг провода и соединяются, образуя более крупные петли. Если ток увеличивается в одной петле, магнитное поле расширяется через некоторые или все петли провода, которые находятся в непосредственной близости.Это индуцирует напряжение в соседних контурах и вызывает поток электронов или вихревые токи в электропроводящем материале. Любой дефект материала, включая изменение толщины стенки, трещины, точечную коррозию и другие неоднородности, изменяет поток вихревых токов и может быть измерен с помощью вихретоковых приборов. Усовершенствованные вихретоковые системы, предлагаемые UniWest, обеспечивают превосходную чувствительность с самым четким дисплеем для широкого спектра приложений.

Индуктивность

Переменный ток, протекающий через катушку, создает магнитное поле внутри и вокруг катушки, которое накапливается и разрушается при изменении тока.По мере увеличения тока катушка становится более магнитной и индуцирует циркулирующие (вихревые) токи в проводящем материале, который находится рядом с катушкой. Амплитуда и фаза вихревых токов изменят нагрузку катушки и ее полное сопротивление. Если в проводящем материале существует поверхностная или подповерхностная неоднородность, вихревые токи будут прерваны, и поток можно будет измерить с помощью инструментов UniWest. UniWest предлагает одноканальные / одночастотные, одноканальные / двухчастотные и многоканальные приборы.Многоканальность обнаруживает и измеряет несколько дефектов одновременно. Частоты варьируются от 100 Гц до 10 МГц, так что несколько типов материалов могут быть проанализированы на предмет дефектов. Более высокие частоты обычно находят трещины ближе к поверхности, а более низкие частоты проникают глубже в подповерхностные слои материалов.

Магнитные поля

На рисунке ниже показано, как электрические токи формируют магнитные поля в катушках. Катушки, в свою очередь, образуют вихревые токи в проводящем материале, а также создают собственные магнитные поля.Если существует подповерхностный разрыв, метод вихревых токов обнаружит его, если только трещина не лежит параллельно пути тока. Когда трещина параллельна току, это не может вызвать нарушения непрерывности и, следовательно, не показать дефект.

Дефектоскоп

Изменение напряжения на катушке повлияет на сканируемый материал и позволит вихретоковому инструменту измерять поверхностные и подповерхностные неоднородности. На способ обнаружения дефектов будут влиять несколько факторов, включая следующие: Электропроводность материала оказывает огромное влияние на то, как вихревые токи проходят через поверхность и подповерхность материалов.Чем выше проводимость материала, тем сильнее протекает вихревой ток. Проницаемость проводящего материала также имеет огромное значение из-за его способности намагничиваться. Геометрия также играет важную роль в обнаружении. Плоскую поверхность намного легче сканировать, чем неровную. UniWest производит несколько специальных зондов, которые придают форму сканируемой детали для последовательного размещения катушек на заданной глубине проникновения. Глубина проникновения имеет большое значение для успеха проверки.Поверхностную трещину обнаружить намного легче, чем подповерхностную трещину. Выбор правильной частоты имеет решающее значение для поиска недостатков. Конфигурация катушки, количество витков, провод какого размера и место размещения катушки в датчике — все это существенно меняет способ выявления дефектов. Поскольку площадь поверхности намагничивается, одним из наиболее важных факторов при определении дефектов является контакт с поверхностью и отрыв. Когда катушка поднимается с поверхности, магнитная энергия прекращается, и вихревые токи перестают существовать.Даже небольшой отрыв может существенно повлиять на уменьшение токов.

Контурная дефектоскопия

Существуют сотни стандартных и специальных измерительных щупов, которые производятся для определенных типов поверхностей и контуров. Края, канавки, контуры, окружность и толщина металла — все это способствует успеху или неудаче испытания. Катушка, расположенная близко к поверхности проводящего материала, будет иметь больше шансов обнаружить неоднородности.Для сложных контуров катушка вставляется в специальный башмак и прикрепляется к приспособлению, которое позволяет катушке проходить близко к подозрительному участку. Для многих приложений требуются корпуса датчиков и катушки особой формы для адаптации к нестандартной форме детали. Змеевик также может иметь форму, соответствующую конструкции детали. Датчики для специального применения UniWest хорошо известны в вихретоковой промышленности благодаря инновационным технологиям обнаружения трещин на трудноизмеримых контурах.

Вихретоковые датчики

Три основных типа датчиков: поверхностный, внешний и внутренний.Эти три конфигурации, а также некоторые перекрестные конструкции используются для большинства приложений обнаружения дефектов. Абсолютные датчики имеют конструкцию с одной катушкой и дают «абсолютные» показания на дефекте. В дифференциальных пробниках используются две катушки для проверки наличия дефектов в различных областях или для различения двух переменных. Датчики отражения имеют первичную катушку, питаемую от генератора, и по крайней мере одну катушку от измерительной цепи. Датчики отражения могут быть абсолютными или дифференциальными.

Закон Ома

Закон Ома — одна из самых основных формул для определения электрического потока.Напряжение, деленное на сопротивление в Ом, определяет электрический ток в Амперах.

Авторские права UNIWEST ​​CORPORATION, Все права защищены.

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Вихретоковые трубки | Образовательные инновации

Автор: Рон Перкинс

Вихревой ток — это ток, возникающий в проводнике в ответ на изменение магнитного поля. Закон Ленца предсказывает, что ток движется таким образом, чтобы создать магнитное поле, препятствующее изменению; для этого в проводнике электроны вращаются в плоскости, перпендикулярной изменяющемуся магнитному полю.Поскольку магнитные поля вихревых токов противодействуют магнитному полю падающего магнита; между двумя полями существует притяжение. Энергия превращается в тепло.

Этот принцип используется для гашения колебаний плеча рычага многих механических весов. На конце рычага расположен кусок плоского алюминия, который перемещается через магнитное поле постоянного магнита. Чем быстрее колеблется рычаг, тем больше вихревые токи и больше притяжение к постоянному магниту.Однако, когда рука останавливается, притяжение незначительно.

Educational Innovations содержит множество вихретоковых трубок, поэтому вы можете легко продемонстрировать эту концепцию в своем классе. Посетите наш веб-сайт, чтобы увидеть полную линейку вихретоковых трубок и магнитных пленок.

Если одиночный неодимовый магнит имеет ту же массу, что и одиночный магнит для коровы, неодимовый магнит будет падать медленнее, поскольку его магнитное поле больше. Два неодимовых магнита падают медленнее, чем один, потому что напряженность магнитного поля увеличилась.Время падения в трубку увеличивается с добавлением других магнитов. Есть момент, когда эффект увеличения массы становится больше, чем увеличение напряженности магнитного поля. Тогда группа магнитов падает быстрее.

Отличное занятие в классе — попросить учеников определить время, за которое один магнит упадет на метровую медную трубку. Затем рассчитайте среднюю скорость магнита в зависимости от времени и длины трубки. Предполагая, что скорость падающего магнита постоянна, вычислите время, за которое магнит упадет в более короткую трубку такой же толщины
.

Более толстые трубки увеличивают время спада из-за более сильных вихревых токов от большего количества проводящих электронов. Попросите учащихся старших классов предложить эксперимент по определению толщины трубки путем определения скорости падения магнита внутри трубки.

Определите время, за которое один магнит упадет через 7-дюймовую медную трубку, и измерьте время, за которое тот же магнит пройдет через 15-дюймовую алюминиевую трубку. Время падения должно быть примерно одинаковым.Свяжите длину трубок с проводимостью металлов.

Вихретоковые трубки

— отличная демонстрация несогласованных событий! Представляя вихретоковые стержни или используя магнитную пленку для просмотра, ваши ученики могут наблюдать за медленным падением магнитов. Ваши ученики будут очарованы увиденным!

Эта запись была опубликована в пятницу, 2 апреля 2010 г., в 20:42 и относится к уровням колледжа, экспериментам, уровням средней школы, магнетизму, уровням средней школы, физике.Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через канал RSS 2.0. Вы можете оставить отзыв или откликнуться со своего сайта.

сообщение навигации

» Предыдущий пост Следующее сообщение »

характеристик затухания вихревых токов и измерения толщины металлических листов | Китайский журнал машиностроения

[1]

Дж. Л. Рен, Дж. М. Лин. Электромагнитный неразрушающий контроль . Пекин: Science Press, 2008.(на китайском языке)

Google ученый

[2]

N Yusa, H Hashizume. Численное исследование способности испытаний ЕС определять размеры трещин при разрушении поверхности. Неразрушающий контроль и оценка , 2017, 32 (1): 50-58.

Артикул Google ученый

[3]

К. Б. Али, А. Н. Абдалла, Д. Рифаи и др. Обзор разработки системы вихретокового контроля и методики классификации и описания дефектов. IET Circuits Devices & Systems , 2017, 11 (4): 330-343.

Артикул Google ученый

[4]

D Rifai, A N Abdalla, N Khamsah, et al. Оценка подповерхностных дефектов с помощью вихретокового контроля. Индийский журнал науки и технологий , 2016, 9 (9): 1-7.

Артикул Google ученый

[5]

Д. Перейра, Т. Г. Р. Кларк. Моделирование и оптимизация конструкции вихретокового датчика для обнаружения поверхностных и подповерхностных трещин в облицовках из инконеля. Журнал датчиков IEEE , 2015, 15 (2): 1287-1292.

Артикул Google ученый

[6]

L L Tian, ​​C Yin, Y H Cheng, et al. Метод последовательного приближения для измерения толщины с помощью импульсного вихревого тока. Конференция по приборостроению и измерительным технологиям IEEE , 2015: 848-852.

[7]

H B Wang, W Li, Z H Feng. Бесконтактное измерение толщины металлических пленок с помощью вихретоковых датчиков, устойчивых к изменению расстояния. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement , 2015, 64 (9): 1-8.

Артикул Google ученый

[8]

М Т Кахки, Дж. Крос, П. Вяруж. Новый подход для точного прогнозирования потерь на вихревые токи в слоистом материале при наличии скин-эффекта с помощью двумерного МКЭ. IEEE Transactions on Magnetics , 2016, 52 (3): 1-4.

Артикул Google ученый

[9]

S Majidnia, J Rudlin, R Nilavalan.Исследования импульсной вихретоковой системы для обнаружения дефектов с использованием кольцевой катушки на стальной трубе. Insight — неразрушающий контроль и мониторинг состояния , 2014, 56 (10): 560-565.

Артикул Google ученый

[10]

Z Mottl. Количественные соотношения между истинной и стандартной глубиной проникновения для катушек зондов с воздушным сердечником при вихретоковом контроле. NDT & E International , 1990, 23 (1): 11-18.

Артикул Google ученый

[11]

S N Jiao, X H Liu, Z. Zeng. Интенсивное изучение скин-эффекта при тестировании ЭК с блинной катушкой. IEEE Transactions on Magnetics , 2017, 53 (7): 1-8.

Артикул Google ученый

[12]

M F Luo. Трехмерное моделирование методом конечных элементов импульсного вихретокового контроля. Сямэньский университет , 2013 г.(на китайском языке)

[13]

Z M Chen, D J Xie, Z W Zeng, et al. Метод численного моделирования электромагнитного неразрушающего контроля . Пекин: China Mechanical Industry Press, 2017. (на китайском языке)

Google ученый

[14]

Z L Qu, Q Zhao, Y G Meng. Повышение чувствительности вихретоковых датчиков для измерения толщины пленок Cu в наномасштабе. NDT & E International , 2014, 61: 53-57.

Артикул Google ученый

[15]

М. Б. Фан, Б. Н. Цао, П. П. Янг и др. Устранение эффекта отрыва с помощью модельного метода вихретоковой характеристики пластины. NDT & E International , 2015, 74: 66-71.

Артикул Google ученый

[16]

Т. В. Краузе, К. Мандаче, Дж. Х. В. Лефевр. Распространение импульсных вихревых токов в тонких проводящих пластинах. AIP Conference Proceedings, Колорадо , США, 22-27 июля 2008 г.: 368-375.

[17]

М. Б. Фан, Г. Л. Ву, Б. Н. Цао и др. Метрика неопределенности в модельной инверсии вихревых токов с использованием адаптивного метода Монте-Карло. Измерение , 2019, 137: 323-331.

Артикул Google ученый

[18]

Егоров А.В., Кучерявский С.В., Поляков В.В. Разрешение эффектов в данных многочастотных вихревых токов для надежной диагностики проводящих материалов. Хемометрика и интеллектуальные лабораторные системы , 2017, 160: 8-12.

Артикул Google ученый

[19]

X, L Chen, Y Z Lei. Обратная задача об импульсном вихретоковом поле ферромагнитных пластин. Китайская физика B , 2015, 24 (3): 303011-303017.

[20]

D J Zhang, Y T Yu, C Lai, et al. Измерение толщины многослойных проводящих покрытий с использованием методов многочастотных вихревых токов. Связь по неразрушающему контролю , 2016, 31 (3): 191-208.

Артикул Google ученый

[21]

Z A Ansari, B. A. Abu-Nabah, M Alkhader M. Оценка толщины покрытия Ti-6Al-4V на подложке SS304 с использованием моделирования одночастотной кажущейся проводимости вихревых токов. Международные конференции по достижениям в области науки и инженерных технологий (ASET) IEEE , 2019: 1-5.

[22]

Л. Т. Кунг, Н. Х. Нгуен, П. И. Жубер и др.Модельный подход к обследованию авиационных многослойных конструкций с помощью вихревых токов. Международный журнал вычислений и математики в электротехнике и электронной технике , 2019, 38 (1): 382-394.

Артикул Google ученый

[23]

Б. Йе, М. Ли, Г. Цю и др. Количественная оценка размеров глубоких дефектов в многослойных структурах по сигналам вихретокового неразрушающего контроля с использованием усовершенствованного алгоритма муравьиных колоний. Frattura ed Integrità Strutturale , 2014, 8 (28): 32-41.

Артикул Google ученый

[24]

W Li, Y Ye, K Zhang, et al. Система измерения толщины металлических пленок на основе вихретокового метода с фазовой детекцией. IEEE Transactions on Industrial Electronics , 2017, 64 (5): 3940-3949.

Артикул Google ученый

[25]

М. Б. Фан, Б. Н. Цао, А. И. Санни и др.Измерение толщины импульсного вихревого тока с использованием фазовых характеристик, невосприимчивых к эффекту отрыва. NDT & E International , 2017, 86: 123-131.

Артикул Google ученый

[26]

Y T Yu, D J Zhang, C Lai, et al. Количественный подход к измерению толщины и проводимости однослойного покрытия двухчастотным вихретоковым методом. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement , 2017, 66 (7): 1874-1882.

Артикул Google ученый

[27]

К Х Гао, Й Т Ю, Дж Янг и др. Исследование метода вихретокового неразрушающего контроля толщины двухслойного проводящего покрытия. Машиностроительный журнал , 2017, 53 (14): 114-119. (на китайском языке)

Статья Google ученый

[28]

L Zhao, C J Li, Z X Duan и др. Определение толщины металла с использованием импульсного метода расчета и обнаружения вихревых токов. Cluster Computing , 2018 (14): 1-12.

Артикул Google ученый

[29]

W Zhang, Y Li, Y Shi, et al. Анализ особенностей и обработка импульсного дистанционного вихретокового сигнала в нефтепроводах. Китайский журнал научных инструментов , 2019, 40 (1): 12-20. (на китайском языке)

Google ученый

[30]

Дж. Х. Чжан, М. Д. Юань, С. Л. Сонг и др.Прецизионное измерение толщины покрытия на ферромагнитной трубке методом импульсных вихревых токов. Международный журнал точного машиностроения и производства , 2015, 16 (8): 1723-1728.

Артикул Google ученый

[31]

Д. Д. Вен, М. Б. Фан, Б. Н. Цао и др. Регулировка LOI для улучшения измерения толщины импульсного вихретокового сигнала. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement , 2019, 99: 1-7.

No related posts.