5.10 涡流和磁屏蔽（课件）-《电工技术基础与技能（第三版）》同步教学（高教版）

电工技术基础与技能 5磁与电磁感应 5.1磁的基本概念 5.2磁场的基本物理量 5.3铁磁性物质的磁化 5.4磁路的基本概念 5.5磁场对通电直导体的作用 电工技术基础与技能 5磁与电磁感应 5.6电磁感应 5.7电感与电感器 5.8互感及其应用 5.9互感线圈的同名端及实验判定 5.10涡流和磁屏蔽 电工技术基础与技能 5.10 涡流和磁屏蔽 【学习目标】 1.了解涡流损耗产生的原因及降低损耗的方法。 2.了解磁屏蔽的概念及其在工程技术中的应用。 电工技术基础与技能 【观察与思考】 你知道铁心 是由薄的硅 钢片叠压而 成的吗? 电工技术基础与技能 一、涡流 涡流(Eddy Current,又称为傅科电流)现象,在1851年被法国 物理学家莱昂·傅科所发现。是由于一个移动的磁场与金属导体相交, 或是由移动的金属导体与磁场垂直交会所产生。简而言之,就是电磁 感应效应所造成。这个动作产生了一个在导体内循环的电流。 电工技术基础与技能 一、 涡流 涡流:将导线绕在金属块上,当变化的电流(交流电)通过导线时, 穿过金属块的磁通发生变化,金属块中产生的闭合涡旋状感应电流。 10 金属块中的涡流 硅钢片中的涡流 电工技术基础与技能 一、 涡流 如右所示,在一根导体外面绕上 线圈,并让线圈通入交变电流,那 B 么线圈就产生交变磁场。由于线圈 中间的导体在圆周方向是可以等效 成一圈圈的闭合电路,闭合电路中 的磁通量在不断发生改变,所以在 导体的圆周方向会产生感应电动势 和感应电流,电流的方向沿导体的 圆周方向转圈,就像一圈圈的漩涡, 所以这种在整块导体内部发生电磁 感应而产生感应电流的现象称为涡 流现象。 电工技术基础与技能 一、 涡流 导体的外周长越长,交变磁场的频率越高, 涡流就越大。 导体内部的涡流也会产生热量,如果导体的电阻率小,则涡流 很强,产生的热量就很大。 磁场变化越快,感应电动势就越大,涡流就越强;涡流能使导 体发热。在磁场发生变化的装置中,往往把导体分成一组相互绝缘 的薄片或一束细条,以降低涡流强度,从而减少能量的损耗;但在 需要产生高温时,又可以利用涡流取得热量,如高频电炉原理。 电工技术基础与技能 涡流 涡流的应用:在治金工业上,利用涡流的热效应,制成高频感应 炉来治炼金属。高频感应炉是在坩埚的外缘绕有线圈,并把线圈 接到高频交变电压上。 金属块 炉体 高频感应炉 电工技术基础与技能 涡流 感应加热特性是涡流热应用最典型的例子,金属热处理必不可少 的加热方式,也是以后工业加热的趋势,感应涡流不仅用于金属 件热处理,也用于海底管道铺设,石油天然气管道预热焊接,焊 后热处理,紫铜钎焊,蒸发镀膜,电机短路环焊接,这些应用最 基本的原理就是电磁感应,电磁场产生涡流热效应的应用。 涡流金属探测器有一个流过一定频率交变电流的探测线圈,该线 圈产生的交变磁场在金属物中激起涡流,隐蔽金属物的等效电阻、 电感也会反射到探测线圈中,改变通过探测线圈电流的大小和相 位,从而探知金属物。涡流金属探测器可用于探测行李包中的枪 支、埋于地表的地雷、金属覆盖膜厚度等。