Рис. 1.
На рис. 1 изображен укрепленный на оси металлический диск прибора и следы полюсов двух электромагнитов. Последние создают магнитные потоки Ф1 и Ф2, пронизывающие диск, векторы магнитной индукции их В1 и В2 показаны на рисунке.
При всяком изменении тока в обмотке первого электромагнита изменяется магнитный поток Ф1 и в диске индуктируются кольцевые или, как их обычно называют, вихревые iв1 аналогичные токам в кольце. Направление вихревых токов определяется так же, как и направление токов в кольце.
В результате взаимодействия вихревых токов iв1 с магнитным потоком Ф возникает электромагнитная сила F1 вызывающая вращение диска.
Рис. 2.
На рис. 2 показан металлический диск счетчика электрической энергии и след полюса постоянного магнита.
При вращении диска участки его, расположенные над полюсом магнита, пересекают магнитные линии, и в диске возникают вихревые токи iв. Направление наведенной э. д. с. и совпадающих с ней по направлению вихревых токов определяется по правилу правой руки.
В результате взаимодействия этих токов с магнитным полем того же постоянного магнита создается электромагнитная сила и возникает тормозной момент, необходимый, например, для работы электросчетчика.
рис. 3
рис. 4
Вихревые токи возникают также в результате изменения магнитных потоков, пронизывающих металлические сердечники (рис. 3а и 4а), кожухи и другие части электрических машин и аппаратов. В этом случае вихревые токи не только нагревают металл, по которому они проходят, но и создают свои магнитные поля, которые противодействуют причине, их вызывающей. Нагревание вихревыми токами происходит за счет расхода электрической энергии и преобразования ее в тепловую, которую называют потерей от вихревых токов.
Мощность удельных потерь в стали от вихревых токов выражается в ваттах на килограмм. Вихревые токи можно использовать в печах и в нагревательных устройствах различного назначения.
В электрических машинах и аппаратах вихревые токи обычно нежелательны, так как вызывают дополнительные потери и снижают их к. п. д.
Для уменьшения вихревых токов применяются сердечники, выполненные из сортов стали с повышенным удельным электрическим сопротивлением стали, содержащие 0,5-4,8% кремния. Кроме того, сердечники машин, в которых наводятся вихревые токи, набираются из тонких изолированных друг от. друга листов стали (рис. 3б и 4б).
Источник — Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. (1972)