Що таке вихрові струми?
Розглянемо металевий сердечник всередині котушки зі змінним струмом (рис. 1, а). При зазначеному на рис. 1, а направлення струму магнітний потік в сердечнику спрямований уздовж осі сердечника вгору.
Високочастотний магнітне поле.
Металевий сердечник можна подумки розділити на ряд замкнутих на себе шарів, вісь яких збігається з віссю сердечника. Кожен такий шар являє собою замкнутий виток, в якому змінним потоком индуктируется ЕРС і струм, спрямовані в площинах, перпендикулярних до осі магнітного потоку.
Розглядаючи сукупність таких замкнутих контурів, можна уявити собі в тілі сердечника вихрові струми, замикаються навколо осі магнітного потоку.
Мал. 1 Вихрові струми.
Напрямок вихрових струмів визначається правилом Ленца. При збільшенні магнітного потоку вихрові струми спрямовані за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на сердечник зверху.
Вихрові струми відповідно до закону Ленца-Джоуля супроводжуються виділенням тепла в осерді. Це явище використовується на практиці для нагрівання металів (плавлення сталі, нагрівання під загартування та інших цілей).
У сердечниках електричних машин, трансформаторів і електричних апаратів теж виникають вихрові струми. Але тут вони небажані, тому що збільшують загальні втрати енергії в пристроях і викликають додатковий їх нагрівання.
З метою зменшення втрат енергії сердечники пристроїв змінного струму збираються з листової електротехнічної сталі (товщина 0,35 мм), листи якої ізолюються одна від одної спеціальним лаком.
Зменшення вихрових струмів таким способом досягається завдяки тому, що контури, за якими в суцільному осерді замикаються вихрові струми, виявляються розрізаними на частини, ізольованими один від одного (рис. 1, б). Крім того, ослаблення вихрових струмів досягається збільшенням питомої електричного опору матеріалу сердечників. Для цієї мети в електротехнічну сталь вводиться присадка кремнію до 4%.
