渦流定律

電磁感應(yīng)作用在導(dǎo)體內(nèi)部感生的電流。又稱為傅科電流。導(dǎo)體 在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，或者導(dǎo)體靜止但有著隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)，或者兩種情況同時(shí)出現(xiàn)，都可以造成磁力線與導(dǎo)體的相對(duì)切割。按照電磁感應(yīng)定律，在導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而驅(qū)動(dòng)電流。這樣引起的電流在導(dǎo)體中的分布隨著導(dǎo)體的表面形狀和磁場(chǎng)的分布而不同，其路徑往往有如水中的漩渦，因此稱為渦流。渦流在導(dǎo)體中要產(chǎn)生熱量。所消耗的能量來源于使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的機(jī)械功，或者建立時(shí)變電磁場(chǎng)的能源。因此在電工設(shè)備中，為了防止渦流的產(chǎn)生或者減少渦流造成的能量損失，將鐵心用互相絕緣的薄片或細(xì)絲疊成，并且采用電阻率較高的材料如硅鋼片或鐵粉壓結(jié)的鐵心。

導(dǎo)體在非均勻磁場(chǎng)中移動(dòng)或處在隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中時(shí)，因渦流而導(dǎo)致能量損耗稱為渦流損耗。渦流損耗的大小與磁場(chǎng)的變化方式、導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)、導(dǎo)體的幾何形狀、導(dǎo)體的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率等因素有關(guān)。渦流損耗的計(jì)算需根據(jù)導(dǎo)體中的電磁場(chǎng)的方程式，結(jié)合具體問題的上述諸因素進(jìn)行。

用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐，爐外有線圈,線圈中通入反復(fù)變化的電流，爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流。渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化。利用渦流冶煉金屬的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)能在真空中進(jìn)行，這樣就能防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入金屬，可以冶煉高質(zhì)量的合金。

電動(dòng)機(jī)，變壓器的線圈都繞在鐵心上。線圈中流過變化的電流，在鐵心中產(chǎn)生的渦流使鐵心發(fā)熱，浪費(fèi)了能量，還可能損壞電器。因此，我們要想辦法減小渦流。途徑之一是增大鐵心材料的電阻率，常用的鐵心材料是硅鋼。如果我們仔細(xì)觀察發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、和變壓器，就可以看到，它們的鐵心都不是整塊金屬，而是用許多薄的硅鋼片疊合而成。為什么這樣呢? 原來，把塊狀金屬置于隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中或讓它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬塊內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路，很像水的漩渦，因此叫做渦電流簡(jiǎn)稱渦流。整塊金屬的電阻很小，所以渦流常常很強(qiáng)。

大塊的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)或處在變化的磁場(chǎng)中，都要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成渦流，引起較大的渦流損耗。為減少渦流損耗，交流電機(jī)、電器中廣泛采用表面涂有薄層絕緣漆或絕緣的氧化物的薄硅鋼片疊壓制成的鐵心，這樣渦流被限制在狹窄的薄片之內(nèi)，磁通穿過薄片的狹窄截面時(shí)，這些回路中的凈電動(dòng)勢(shì)較小，回路的長(zhǎng)度較大，回路的電阻很大，渦流大為減弱。再由于這種薄片材料的電阻率大(硅鋼的渦流損失只有只有普通鋼的1/5至1/4)，從而使渦流損失大大降低。

另一方面，利用渦流作用可以做成一些感應(yīng)加熱的設(shè)備，或用以減少運(yùn)動(dòng)部件振蕩的阻尼器件等。

如: 我們常見的電磁爐。就是采用渦流感應(yīng)加熱原理;其內(nèi)部通過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場(chǎng)、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時(shí)，鍋具即切割交變磁力線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生渦流，使鍋具內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱能，用來加熱和烹飪食物，從而達(dá)到煮食的目的。

傅科電流

導(dǎo)體在非均勻磁場(chǎng)中移動(dòng)或處在隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中時(shí)，因渦流而導(dǎo)致的能量損耗。渦流是上述情況下導(dǎo)體內(nèi)的感生的電流。這種電流在導(dǎo)體中形成一圈圈閉合的電流線，稱為渦流(又稱傅科電流)。

產(chǎn)生渦流

置于隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)，也會(huì)產(chǎn)生渦流，如變壓器的鐵心，其中有隨時(shí)間變化的磁通，它在副邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)也在鐵心中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生渦流。這些渦流使鐵心發(fā)熱，消耗電能，這是不希望有的。但在感應(yīng)加熱裝置中，利用渦流可對(duì)金屬工件進(jìn)行熱處理。

渦流抑制

大塊的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)或處在變化的磁場(chǎng)中，都要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),形成渦流，引起較大的渦流損耗。為減少渦流損耗，常將鐵心用許多鐵磁導(dǎo)體薄片(例如硅鋼片)疊成，這些薄片被分開呈梯形狀，表面涂有薄層絕緣漆或絕緣的氧化物。磁場(chǎng)穿過薄片的狹窄截面時(shí)，渦流被限制在沿各片中的一些狹小回路流過，這些回路中的凈電動(dòng)勢(shì)較小，回路的長(zhǎng)度較大，再由于這種薄片材料的電阻率大，這樣就可以顯著地減小渦流損耗。所以，交流電機(jī)、電器中廣泛采用疊片鐵心。

當(dāng)然，在生產(chǎn)和生活中，有時(shí)也要避免渦流效應(yīng)。如電機(jī)、變壓器的鐵芯在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流，增加能耗，并導(dǎo)致變壓器發(fā)熱。要減少渦流，可采用的方法是把整塊鐵芯改成用薄片疊壓的鐵芯，增大回路電阻，削弱回路電流，減少發(fā)熱損失。