Що таке вихрові струми?
Відео: Що таке вихрові струми?
Електрика оточує нас не тільки на виробництві, але і в побуті. Людина може навіть не знати, що таке вихрові струми, але з роботою, ними здійснюють, щодня стикатися. Наприклад, люди давно звикли вмикати світло простим натисканням клавіші вимикача, не замислюючись про що відбуваються при цьому процеси. Так і сталося в даному випадку. Тому щоб зрозуміти, що ж ховається під терміном «вихрові струми Фуко» і визначитися з механізмом їх виникнення, необхідно згадати властивості електричного струму. Але спочатку відповімо на запитання «чому саме Фуко»?
Відео: Вихрові струми
Вперше вихрові струми були згадані в працях французького фізика Араго Д. Ф. Він звернув увагу на дивну поведінку мідного диска, над яким розташовувалася обертається намагнічена стрілка. Без видимих причин диск починав обертатися разом з обертанням стрілки. У той час (1824 г.) пояснити таку поведінку ще не могли, тому феномен отримав назву «явище Араго». Через кілька років інший учений - М. Фарадей, застосувавши до явища Араго відкритий ним закон електромагнітної індукції, прийшов до висновку, що в даному випадку рух диска легко пояснити з точки зору згаданого закону. Відповідно до запропонованого поясненню, що обертається магнітне поле впливає на атоми провідника (мідного диска) і викликає появу спрямованого руху заряджених (поляризованих) частинок в структурі. Одне з властивостей електричного струму полягає в тому, що навколо провідника завжди існує магнітне полі. Неважко здогадатися, що і вихрові струми створюють своє поле, яке набирає у взаємодію з основним, їх породжує. Слово «вихрові» характеризує спосіб поширенню таких струмів в провіднику: їх напрямки закільцьовані. Грунтуючись на роботах Араго і Фарадея, серйозно вихрові струми вивчав фізик Фуко. Звідси і отримане назву.
Відео: Вихрові струми Фуко
Ці струми мало чим відрізняються від індукційних, що виробляються генераторами. Якщо є вихровий магнітне поле (Змінне, що обертається) і знаходиться поряд провідник, то в ньому завдяки дії електромагнітних полів наводяться струми. Чим більше і масивніше провідник, тим вище діюче значення створюються струмів. Причому, вихрові струми завжди створюють таке магнітне поле, яке противиться зміни потоку. З ростом струму-першопричини зростає спрямована зустрічно ЕРС, а при зниженні, навпаки, поле вихрових струмів підтримує основний потік. Вищесказане випливає з закону Ленца.
Однозначно не можна сказати, корисні або шкідливі вихрові струми: в деяких випадках вони розцінюються як паразитні і використовуються різні технологічні рішення для їх зменшення, в інших же, навпаки, затребуваними виявляються самі властивості таких струмів. Кожен допитливий хлопчисько одного разу розбирав викинутий трансформатор. Сердечник (основа, на якій намотано витки обмотки) завжди виконаний не суцільне, а набирається з великого кількості тонких пластин електротехнічної сталі (Він називається шихтованим). Всі складові конструкцію пластини покриваються ізолюючим лаком і запікаються для надійного з`єднання. Іноді сердечник додатково стягується ізольованою шпилькою. Таке ускладнення конструкції вимушене: воно необхідне для суттєвого зниження вихрових струмів в осерді. Адже, як уже було сказано, ніж менш масивний провідник, тим більшим опором електричному току він володіє.
В інших випадках деякі властивості вихрових струмів виявляються затребуваними. Наприклад, робота індукційних сталеплавильних печей заснована на нагрівається масивний провідник дії вихрових струмів, наведених спеціальних генератором. Крім того, їх використовують для визначення наявності непомітних дефектів в структурі металу.
