涡流和趋肤效应
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涡流i的方向在导体内部总与电流 涡流 的方向在导体内部总与电流I 的方向在导体内部总与电流 变化趋势相反， 阻碍I变化 变化， 变化趋势相反 ， 阻碍 变化 ， 在导体 表面附近， 却与I变化趋势相同 变化趋势相同。 表面附近 ， 却与 变化趋势相同 。 交 变电流不易在导体内部流动， 变电流不易在导体内部流动 ，而易于 在导体表面附近流动，形成趋肤效应。 在导体表面附近流动，形成趋肤效应 。
*§11-3 涡流和趋肤效应 §
一、涡流 (eddy current) 当大块导体处于变化的磁场中或在 磁场中运动时， 磁场中运动时，导体内部会产生呈涡
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旋状感应电流，涡电流，简称涡流。 旋状感应电流，涡电流，简称涡流。 由于导体电阻很小涡流强度会很大， 由于导体电阻很小涡流强度会很大，有大量的 能量转变为热能，造成能量的损失称为涡流损耗。 能量转变为热能，造成能量的损失称为涡流损耗。 涡流损耗 抑制涡流： 铁芯做成片状， 涂敷绝缘材料， 抑制涡流 ： 铁芯做成片状 ， 涂敷绝缘材料 ， 铁芯片尽量做薄，使用电阻率很大的铁氧体芯。 铁芯片尽量做薄，使用电阻率很大的铁氧体芯。 利用涡流： 熔炼金属;真空熔炼和提纯 真空熔炼和提纯； 利用涡流 ： 熔炼金属 真空熔炼和提纯 ； 电磁 驱动或电磁阻尼。 驱动或电磁阻尼。
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二、趋肤效应 (skin effect ) 当交变电流通过导线时， 当交变电流通过导线时， 电流密度在导线横截 面上的分布是不均匀的， 面上的分布是不均匀的 ， 并随着电流变化频率的 升高， 电流将越来越集中于导线的表面附近， 升高 ， 电流将越来越集中于导线的表面附近 ， 导 线内部的电流却越来越小的现象称为趋肤效应 趋肤效应。 线内部的电流却越来越小的现象称为趋肤效应。 引起趋肤效应的原因就是涡流。 引起趋肤效应的原因就是涡流。 涡流
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由于趋肤效应的产生， 由于趋肤效应的产生 ， 使导线通过交变电流 的有效截面积减小了，导线的电阻增大了 电阻增大 的有效截面积减小了，导线的电阻增大了。 改善方法： 改善方法 ： 一是采用相互绝缘的细导线束来代 替总截面积与其相等的实心导线， 替总截面积与其相等的实心导线 ， 实际上是抑制 涡流；另一种方法是在导线表面镀银, 涡流；另一种方法是在导线表面镀银 实际上是降 低导线表面的电阻率。 低导线表面的电阻率。 应用于金属表面热处理。 应用于金属表面热处理。 若使高频强电流通过 金属导体， 或将金属导体置于交变磁场中， 金属导体 ， 或将金属导体置于交变磁场中 ， 由于 趋肤效应， 导体表面温度上升， 当升至淬火温度 趋肤效应 ， 导体表面温度上升 ， 迅速冷却， 使表面硬度增大。 时 ， 迅速冷却 ， 使表面硬度增大 。 而导体内部的 温度还远低于淬火温度， 温度还远低于淬火温度 ， 在迅速冷却后仍保持韧 这种热处理方法称为表面淬火 表面淬火。 性。这种热处理方法称为表面淬火。 3
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涡流i的方向在导体内部总与电流 涡流 的方向在导体内部总与电流I 的方向在导体内部总与电流 变化趋势相反， 阻碍I变化 变化， 变化趋势相反 ， 阻碍 变化 ， 在导体 表面附近， 却与I变化趋势相同 变化趋势相同。 表面附近 ， 却与 变化趋势相同 。 交 变电流不易在导体内部流动， 变电流不易在导体内部流动 ，而易于 在导体表面附近流动，形成趋肤效应。 在导体表面附近流动，形成趋肤效应 。
*§11-3 涡流和趋肤效应 §
一、涡流 (eddy current) 当大块导体处于变化的磁场中或在 磁场中运动时， 磁场中运动时，导体内部会产生呈涡
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旋状感应电流，涡电流，简称涡流。 旋状感应电流，涡电流，简称涡流。 由于导体电阻很小涡流强度会很大， 由于导体电阻很小涡流强度会很大，有大量的 能量转变为热能，造成能量的损失称为涡流损耗。 能量转变为热能，造成能量的损失称为涡流损耗。 涡流损耗 抑制涡流： 铁芯做成片状， 涂敷绝缘材料， 抑制涡流 ： 铁芯做成片状 ， 涂敷绝缘材料 ， 铁芯片尽量做薄，使用电阻率很大的铁氧体芯。 铁芯片尽量做薄，使用电阻率很大的铁氧体芯。 利用涡流： 熔炼金属;真空熔炼和提纯 真空熔炼和提纯； 利用涡流 ： 熔炼金属 真空熔炼和提纯 ； 电磁 驱动或电磁阻尼。 驱动或电磁阻尼。
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二、趋肤效应 (skin effect ) 当交变电流通过导线时， 当交变电流通过导线时， 电流密度在导线横截 面上的分布是不均匀的， 面上的分布是不均匀的 ， 并随着电流变化频率的 升高， 电流将越来越集中于导线的表面附近， 升高 ， 电流将越来越集中于导线的表面附近 ， 导 线内部的电流却越来越小的现象称为趋肤效应 趋肤效应。 线内部的电流却越来越小的现象称为趋肤效应。 引起趋肤效应的原因就是涡流。 引起趋肤效应的原因就是涡流。 涡流
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由于趋肤效应的产生， 由于趋肤效应的产生 ， 使导线通过交变电流 的有效截面积减小了，导线的电阻增大了 电阻增大 的有效截面积减小了，导线的电阻增大了。 改善方法： 改善方法 ： 一是采用相互绝缘的细导线束来代 替总截面积与其相等的实心导线， 替总截面积与其相等的实心导线 ， 实际上是抑制 涡流；另一种方法是在导线表面镀银, 涡流；另一种方法是在导线表面镀银 实际上是降 低导线表面的电阻率。 低导线表面的电阻率。 应用于金属表面热处理。 应用于金属表面热处理。 若使高频强电流通过 金属导体， 或将金属导体置于交变磁场中， 金属导体 ， 或将金属导体置于交变磁场中 ， 由于 趋肤效应， 导体表面温度上升， 当升至淬火温度 趋肤效应 ， 导体表面温度上升 ， 迅速冷却， 使表面硬度增大。 时 ， 迅速冷却 ， 使表面硬度增大 。 而导体内部的 温度还远低于淬火温度， 温度还远低于淬火温度 ， 在迅速冷却后仍保持韧 这种热处理方法称为表面淬火 表面淬火。 性。这种热处理方法称为表面淬火。 3